тренажер для обучения работе с молотком

Формула изобретения

1. Тренажер для обучения работе с молотком, содержащий корпус, ударную площадку, имитирующую сколачиваемые детали, имитатор гвоздя и электронную схему, соединенную с ударной площадкой, отличающийся тем, что ударная площадка, имитирующая сколачиваемые детали, состоит из трех частей - двух половин самой площадки и центрального отверстия с трубой, подающей воздух от компрессора с возможностью поддержания над имитатором сколачиваемых деталей имитатора гвоздя в виде металлического шарика, который после удара молотком попадает в отверстие.

2. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что электронная схема включает табло, демонстрирующее положение гвоздя после удара, которое может быть вертикальным, либо с отклонением от вертикали.

3. Тренажер по п.1, отличающийся тем, что электронная схема обладает памятью для сохранения информации о результате удара молотком по гвоздю.

4. Тренажер по п. 1, отличающийся тем, что он работает в двух режимах - обучение и контроль, при этом на табло демонстрируется количество точных ударов по имитатору гвоздя и число промахов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области педагогики как дидактическое средство по предмету «Технология» в образовательных учреждениях для формирования начальных умений пользования инструментом, в нашем случае молотком.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является тренажер для обучения работе с молотком, содержащий корпус, ударную площадку, имитирующую сколачиваемые детали, имитатор гвоздя и электронную схему, соединенную с ударной площадкой (см. а.с. №1267464, кл. G 09 B 19/24, 1986).

Недостатками известного устройства являются наличие регулирующих элементов, контактирующих элементов, а также подвижных элементов, что при ударных и вибрационных нагрузках уменьшают срок службы устройства. Сам момент касания в случае подпружиненных контактов многократный, для его фиксации необходимо применять специальную схему, чтобы избежать «дребезга контактов», которые могут исказить результаты удара молотком, а длительность времени замыкания подвижных контактов не позволяет применять типовые индикаторы, например электрические лампы накаливания из-за их большой тепловой инерции. Электронная схема должна обладать памятью для фиксации действий обучаемого при работе с молотком: точности удара, точности дозированных кистевых, локтевых, плечевых ударных движений.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение степени наглядности, введение функции контроля и самоконтроля, а также функции памяти электронной схемы за результатами удара молотком.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности формирования навыков работы с молотком.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном тренажере для обучения работе с молотком, содержащем корпус, ударную площадку, имитирующую сколачиваемые детали, имитатор гвоздя и электронную схему, соединенную с ударной площадкой, согласно изобретению ударная площадка, имитирующая сколачиваемые детали, состоит из трех частей - двух половин самой площадки и центрального отверстия с трубой, подающей воздух от компрессора с возможностью поддержания над имитатором сколачиваемых деталей имитатора гвоздя в виде металлического шарика, который после удара молотком попадает в отверстие. Электронная схема может включать табло, демонстрирующее положение гвоздя после удара, которое может быть вертикальным, либо с отклонением от вертикали и обладать памятью для сохранения информации о результате удара молотком по гвоздю. Тренажер может работать в двух режимах - обучение и контроль, при этом на табло демонстрируется количество точных ударов по имитатору гвоздя и число промахов.

На фиг.1 представлен общий вид тренажера для обучения работе с молотком. Тренажер содержит основание (1), ударную площадку (2), отверстие для пропуска воздуха под давлением (3), компрессор (4), имитатор гвоздя (5), молоток (6), табло (7), амортизатор (8). На фиг.2 представлена блок-схема тренажера, которая работает следующим образом: блок RS-триггер (12, 13) устраняет дребезг контактов и формирует одиночный сигнал, который считывается счетчиком импульсов (14, 15), а блок дешифратор (16, 17) преобразует сигнал в семисегментный код индикатора (18, 19), который высвечивает результат. Сигнал формируется с помощью замыкания - размыкания электрической цепи, при этом используется метод так называемого «контактного щупа». Здесь с выхода ударной площадки, т.е. имитатора сколачиваемых деталей, в исходном состоянии снимают потенциальный сигнал U, а в момент касания площадки щупом уровень сигнала становится равным 0. Роль щупа в данной конструкции играет сам молоток (фиг.3). Сигналы, формируемые контактной парой, сопровождаются дребезгом, длительность которых составляет от 8 до 12 мс. Для устранения дребезга в полученном сигнале на выходе контакта устанавливают формирователь (фиг.4). В формирователе используется принцип непосредственной установки RS-триггера в соответствии с состоянием переключателя SB1. Формирователь представляет собой одноразрядной тактируемый регистр с периодом тактируемых входных тактов Т>10-20 мс. Он прост, для его подключения к переключателю SB1 требуются лишь два резистора и двухпроводная линия. Таких устройств используется 3 по числу элементов ударной площадки.

Тренажер работает следующим образом в режиме обучения.

При подаче струи воздуха в отверстие она создает достаточное усилие для поддержания в воздухе над поверхностью ударной площадки металлического шарика. Такой шарик имитирует шляпку гвоздя. Этот гвоздь «вечен», после удара молотком он попадает в отверстие, но как только молоток приподнимают, он выскакивает вновь. Поток воздуха в тренажере создает компрессор, в качестве которого автор использовал бытовой пылесос, у которого удлинен нагнетающий шланг, чтобы уменьшить шум работающею двигателя. Ударная площадка как имитатор сколачиваемых деталей крепится через амортизатор (слой резины) (8). Ударная площадка разделена на три части, которые электрически не контактируют между собой: эго две пластины и труба для прохода воздуха. Удар молотком по имитатору гвоздя может прийтись по любой части ударной площадки, либо по центральному отверстию, где и прячется шарик. Электронная схема имеет несколько входов, которые соединены с ударной площадкой. Быстродействие схемы не позволяет реагировать на перекрытие бойком молотка сразу двух из трех частей ударной площадки. Этому способствуют триггеры, которые стоят на входе электронной схемы и исключают явление подобное «дребезгу контактов» в электронике. Триггеры служат ячейками памяти, которые сохраняют информацию об ударе молотком по имитатору гвоздя, когда следующие удары уже не изменят показания индикатора, который можно обнулить, если нажать кнопку «сброс». Индикатором служит семисегментный элемент, возможные состояния которого показаны фиг.5 после попадания молотком но центральному отверстию, над которым только что покачивался металлический шарик, или по любой из половин ударной площадки.

Правила пользования тренажером в режиме обучения.

При включении тренажера воздух проходит через центральное отверстие имитатора сколачиваемых деталей и поддерживает металлический шарик над ним. Затем включают электронную схему, где индикатор показывает «0». Сам молоток предварительно соединен с общим проводом электронной схемы, тогда при касании ударной площадки он запускает электронную схему. Провод от молотка проходит через ручку, он может быть как съемным, так и постоянным, а достаточная длина не мешает работе на тренажере. Затем молотком в соответствии с методическими рекомендациями наносят удары по имитатору гвоздя, который тут же прячется в центральное отверстие, а боек молотка ударяет либо в одну из частей имитатора сколачиваемых деталей, либо по трубе центрального отверстия, а результат удара высвечивается на табло. Показания индикатора сохраняются неограниченно долго, для его обнуления необходимо нажать кнопку «сброс». Индикатор демонстрирует положение гвоздя после удара молотком, которое может быть вертикальным, либо с отклонением от вертикали.

Работа тренажера в режиме контроля.

Электронная схема (фиг.6) работает следующим образом. В схеме всего 3 информационных входа. Первый (30) предназначен для записи числа точных ударов молотком по имитатору гвоздя, второй (31) для числа попадании по одной из половин имитатора сколачиваемых деталей, т.е. когда удар прошелся мимо, третий (31) - число попаданий, когда удар пришелся по другой половине имитатора сколачиваемых деталей, т.е. гвоздь загнулся либо вправо, либо влево. Электронная схема не подсчитывает число ударов, которые пришлись только по правой или по левой половине имитатора сколачиваемых деталей, а показывает общее их число (сумму всех попаданий молотком по имитатору сколачиваемых деталей, которые пришлись мимо).

Таким образом счетчик СТ2 (23) считает по модулю 10 общее число ударов молотком, которые пришлись мимо, а счетчик СТ1 (22) считает число точных ударов молотком, которые пришлись по имитатору гвоздя. В схему кроме 3 информационных входов введены еще 2: «сброс» (28) - для установки показаний счетчика в исходное (нулевое) положение, и «результат» (29) - включающий индикацию (25, 27) только после полного ввода информации, т.е. заранее оговоренного общего числа ударов. Этой кнопкой в режиме контроля пользуется педагог, а для самоконтроля - обучаемый.

У каждого входа имеется формирователь одиночных импульсов на RS-триггерах (32, 33) для исключения дребезга контактов при ударе молотком по имитатору гвоздя на тренажере или по имитатору сколачиваемых деталей. В блоке индикации совместно со светодиодными матрицами (25, 27) использованы преобразователи двоично-десятичного кода в код семисегментных индикаторов (24, 26).

Тренажер доступен для изготовления в условиях общеобразовательного учреждения и прост в изготовлении.