устройство для привития практических навыков

Формула изобретения

Устройство для привития практических навыков, содержащее съемные детали, отличающееся тем, что оно содержит три блока, включающих функциональные элементы, установленные в определенном порядке и моделирующие различные типы соединений деталей, применяемых в конструкции реальных агрегатов и механизмов машин, где в верхнем блоке корпус выполнен разъемным, состоящим их двух половин чашевидной формы, в плоскости разъема которых выполнена кольцевая проточка для установки цилиндрической шестерни и полукруглые радиальные канавки для двух осей, на которых установлены конические сателлиты, входящие в зацепление с двумя коническими шестернями, установленными на шлицах центральной детали верхнего блока, представляющей собой шлицевой вал, имеющий в середине гладкую цилиндрическую поверхность для установки втулки с двумя радиальными отверстиями, служащими второй опорой для осей сателлитов, лыску на одном конце вала для установки детали, представляющей собой фланец, ступица которого имеет отверстие с лыской, а также гладкую цилиндрическую шейку на другом конце вала, причем наружные цилиндрические поверхности конических шестерен входят в отверстие чаш корпуса верхнего блока, а наружная цилиндрическая поверхность нижней чаши установлена в центральном отверстии крышки среднего блока, которая фиксируется от перемещения штифтами, запрессованными в корпус среднего блока, представляющего собой цилиндрическую деталь с внутренним зубчатым венцом, в зацепление с которым входят два цилиндрических сателлита, расположенные на осях через цилиндрические втулки, причем оси имеют на конце грани для фиксации посредством поворота в прямоугольных расточках детали, отверстие ступицы которой входит в цилиндрический прилив базовой детали, отверстие которого выполнено с двухсторонним конусообразным профилем для установки двух конусных втулок, в центральные отверстия которых установлена деталь, представляющая собой вал-шестерню, входящий в зацепление с сателлитами, причем в торце вала-шестерни выполнено цилиндрическое отверстие для центральной детали верхнего блока, а противоположный конец имеет наружную коническую поверхность со шпоночным пазом для установки детали, представляющей собой фланец с коническим отверстием в ступице и шпоночным пазом, посредством сегментной шпонки, причем фланец имеет четыре отверстия для установки на штифты, запрессованные в крышку корпуса нижнего блока, которая фиксируется от перемещения штифтами, запрессованными в корпус нижнего блока, который имеет внутренний зубчатый венец, в основании и боковой стенке расточенные отверстия для функциональных элементов и закреплен на основании тренажера, причем в расточку боковой стенки входит стержень вилки, второй конец которой установлен в кольцевой проточке детали, коническое отверстие ступицы которой имеет треугольные шлицы для установки на наружную коническую поверхность с треугольными шлицами одного конца ступенчатого вала, в средней части которого имеется шпоночный паз для установки цилиндрической шестерни посредством клиновой шпонки, а другой конец ступенчатого вала имеет прямоугольные шлицы для установки детали, фланец которой имеет кольцевую выточку, входящую в центральное отверстие корпуса и буртик, предназначенный для фиксации двух валов, установленных в других отверстиях корпуса, причем первый вал имеет на одном конце установочный фланец, а также два шпоночных паза для установки двух шестерен, входящих в зацепление с внутренним зубчатым венцом корпуса посредством шпонок, причем одна из шестерен имеет в ступице цилиндрическое отверстие со шпоночным пазом и установлена на валу посредством призматической шпонки, а другая имеет в ступице коническое отверстие со шпоночным пазом и установлена на цилиндрической поверхности вала посредством конической разрезной втулки и сегментной шпонки, а второй вал на конце имеет сферу для установки в сферическое отверстие корпусной детали и диаметральное отверстие для штифта, предназначенного для фиксации шестерни, устанавливаемой на цилиндрическую поверхность вала и имеющую в ступице отверстие для штифта, а также устройство контроля действий обучаемого, представляющее собой электрическую цепь, состоящую из концевого включателя, установленного под последней снимаемой деталью нижнего блока, и секундомер, фиксирующий общее время выполнения работ, характеризующее уровень развития навыка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к техническим средствам и может быть использовано в качестве устройства для привития практических навыков по анализу функционального назначения и конструктивной совместимости деталей по их геометрической форме, которые являются неотъемлемой частью подготовки специалистов по ремонту машин и агрегатов, производящих разборочно-сборочные работы.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для привития практических навыков (патент РФ №2196360, 2003, МПК G09В 9/00), содержащее съемные детали, причем оно выполнено в виде одного блока, включающего четыре функциональные группы элементов, моделирующих различные типы соединений деталей, применяемых в конструкции реальных агрегатов и механизмов машин, причем предусмотрена однозначная последовательность разборки и сборки блока, в котором корпус с внутренним зубчатым венцом, закрепленный на основании устройства, имеет расточенные отверстия для элементов функциональных групп, в первой из которых на центральную деталь, представляющую собой ступенчатый пустотелый вал, имеющий фланец с отверстиями для установки на штифты, закрепленные на основании устройства, одета конусная втулка, расположенная в коническом отверстии детали, на наружную поверхность которой садится деталь, имеющая центровочный буртик, а также цилиндрическое отверстие, внутренний шлицевой венец, гладкую наружную поверхность с двумя диаметральными цилиндрическими проточками и фланец с четырьмя запрессованными штифтами, первая функциональная группа элементов содержит также втулку с двухсторонним внутренним конусообразным профилем, соединенную со ступенчатым пустотелым валом посредством двух конусных втулок, валик, вставленный в центральное отверстие ступенчатого пустотелого вала и имеющий фланец с наружным шлицевым венцом, стакан с фланцем, в котором выполнены четыре отверстия для установки на штифты детали с центровочным буртиком и две диаметральные проточки, причем на наружной цилиндрической поверхности стакана расположены две конические шестерни, зацепляющиеся с двумя коническими сателлитами, один из которых установлен на оси с гладкой наружной цилиндрической поверхностью, другой - на оси с диаметральным отверстием для фиксации сателлита при помощи цилиндрического штифта, проходящего в отверстие ступицы сателлита, причем оси сателлитов имеют с одной стороны цилиндрический конец, который входит в диаметральную расточку стакана и детали с центровочным буртиком, с другой - лыску для фиксации внутренним полукруглым шипом шестерни, ступица которой имеет четыре отверстия для установки на штифты, запрессованные в нижнюю чашку, расположенную в расточке корпуса устройства и имеющую отверстие для установки детали с центровочным буртиком, а зубчатый венец шестерни зацепляется с внутренним зубчатым венцом корпуса устройства, причем шестерня фиксируется верхней чашкой, имеющей фланец с отверстиями, расположенный в кольцевой проточке ступицы шестерни и на штифтах нижней чашки, два из которых имеют большую высоту для установки верхних проушин профильных пластин, введенных в конструкцию устройства с целью однозначности его разборки, причем нижние проушины пластин находятся под буртиками валиков двух групп зубчатых колес, расположенных на разных уровнях относительно друг друга в каждой из этих функциональных групп элементов, где в одной из них нижнее зубчатое колесо, зацепляющееся с зубчатым венцом корпуса, имеет центральное цилиндрическое отверстие для установки посредством сегментной шпонки на валик, расположенный в отверстии корпуса устройства и имеющий полукруглый паз, среднее зубчатое колесо, зацепляющееся с венцом корпуса, имеет центральное отверстие в ступице со шпоночным пазом для установки на валик посредством призматической шпонки, причем валик имеет буртик и кольцевую проточку на конце для фиксации его в детали, выполненной в виде стержня шатуна с разъемной головкой, закрепленного в корпусе, причем отверстие головки имеет прямоугольный шип, который входит в проточку валика, зубчатый венец верхней шестерни входит в зацепление с зубчатым венцом корпуса, в отверстии ступицы шестерни выполнены прямоугольные шлицы для установки на валик с прямоугольными шлицами, расположенный в отверстии корпуса причем на шлицах валика установлена шлицевая втулка для обеспечения требуемого положения верхней шестерни, в другой функциональной группе элементов нижняя шестерня зацепляется с зубчатым венцом корпуса и имеет центральное коническое отверстие со шпоночным пазом для установки на коническую поверхность валика с полукруглой выточкой посредством сегментной шпонки, причем нижний конец валика имеет треугольные шлицы на цилиндрической поверхности для установки в цилиндрическую втулку с внутренними треугольными шлицами, которая закреплена в расточке корпуса, средняя шестерня зацепляется с зубчатым венцом корпуса и имеет центральное коническое отверстие со шпоночным пазом для установки на цилиндрическую поверхность валика посредством конической разрезной втулки и сегментной шпонки, причем нижний конец валика имеет полукруглую выточку для фиксации в разрезной головке, закрепленной в корпусе посредством цилиндрического штифта, проходящего в отверстие головки, и полукруглой выточки валика, верхняя шестерня имеет центральное коническое отверстие в ступице с треугольными шлицами для установки на валик, нижний торец которого имеет сферу для установки в сферическое отверстие корпуса, причем ступицы верхних шестерен одной и другой функциональных групп элементов имеют кольцевую проточку для фиксации при помощи вилок, стержни которых расположены соответственно в верхнем и нижнем прямоугольных отверстиях базовой детали четвертой функциональной группы элементов, закрепленной на основании устройства в расточке его корпуса и имеющей наружный и внутренний зубчатые венцы, где первый из них зацепляется с зубчатым венцом корпуса, а второй - с двумя сателлитами, расположенными на осях с установленными цилиндрическими втулками, обеспечивающими требуемое положение сателлитов, причем оси имеют на конце грани для фиксации посредством поворота в прямоугольных расточках детали, отверстие ступицы которой входит в цилиндрический прилив базовой детали, а сателлиты, в свою очередь, зацепляются с наружным зубчатым венцом вала-шестерни, расположенного в центральном отверстии базовой детали и имеющего на конце цилиндрическую выточку для установки валика, на одном конце которого имеется буртик, прижимаемый крышкой с двумя прямоугольными шипами, входящими в проточки базовой детали, причем крышка фиксируется вилкой, имеющей паз в стержне, на другом - лыска для фланца, предназначенного для фиксации крышки устройства, устанавливаемой на два штифта, запрессованные в корпус, устройство для привития практических навыков по анализу функционального назначения и совместимости деталей по их геометрической форме содержит также устройство контроля действий обучаемого в виде совокупности технических и программных средств, реализующих модель замкнутой системы "тренажер-обучаемый" и представляющих собой специализированный комплекс на базе микропроцессорного средства и интегральных схем с использованием типовых электронных элементов, причем устройство контроля выполнено в виде шести модулей, размещенных в контрольных панелях и центральном блоке тренажера, где в каждой ячейке модуля расположены датчики, представляющие собой генераторы высокочастотных колебаний и предназначенные для фиксирования факта наличия или отсутствия детали в ячейке, а также светодиоды, сигнализирующие о правильности или ошибочности действий обучаемого, причем все модули контрольного устройства имеют разъемы, что дает возможность отстыковки и разборки тренажера для его транспортирования и хранения.

Недостатком данного устройства является достаточно большая абстрактность представления информации обучаемому по видам соединений, выраженная в том, что все они собраны в одном блоке, без учета их наличия и встречаемости в реальных агрегатах и механизмах машин.

Технический результат направлен на расширение возможности устройства по формированию навыка за счет обеспечения имитации внешнего вида объектов предстоящей деятельности, группировки деталей с учетом их наличия и встречаемости в реальных агрегатах и механизмах машин.

Технический результат достигается тем, что устройство для привития практических навыков выполнено в виде трех блоков функциональных элементов, установленных в определенном порядке и моделирующих различные типы соединений деталей, применяемых в конструкции реальных агрегатов и механизмов машин. Каждый элемент блоков занимает строго определенное положение относительно других деталей, поэтому блоки могут быть собраны только в случае тщательного анализа геометрической формы детали, установки ее так, как этого требует конструкция блока, любая другая установка не приведет к желаемому результату. Этим достигается функциональное единство элементов тренажера.

Новизна технического результата достигается за счет подбора элементов блоков и типов их соединений с учетом встречаемости в реальных агрегатах и механизмах машин, а также обеспечения подобия геометрической формы элементов блоков реальным деталям машин.

Конструктивно устройство содержит три блока.

В верхнем блоке корпус выполнен разъемным, состоящим их двух половин чашевидной формы, в плоскости разъема которых выполнена кольцевая проточка для установки цилиндрической шестерни и полукруглые радиальные канавки для двух осей, на которых установлены конические сателлиты, входящие в зацепление с двумя коническими шестернями, установленными на шлицах центральной детали верхнего блока, представляющей собой шлицевой вал, имеющий в середине гладкую цилиндрическую поверхность для установки втулки с двумя радиальными отверстиями, служащими второй опорой для осей сателлитов, лыску на одном конце вала для установки детали, представляющей собой фланец, ступица которого имеет отверстие с лыской, а также гладкую цилиндрическую шейку на другом конце вала, причем наружные цилиндрические поверхности конических шестерен входят в отверстие чаш корпуса верхнего блока, а наружная цилиндрическая поверхность нижней чаши установлена в центральном отверстии крышки среднего блока, которая фиксируется от перемещения штифтами, запрессованными в корпус среднего блока.

Корпус среднего блока представляет собой цилиндрическую деталь с внутренним зубчатым венцом, в зацепление с которым входят два цилиндрических сателлита, расположенные на осях через цилиндрические втулки, причем оси имеют на конце грани для фиксации посредством поворота в прямоугольных расточках детали, отверстие ступицы которой входит в цилиндрический прилив базовой детали, отверстие которого выполнено с двухсторонним конусообразным профилем для установки двух конусных втулок, в центральные отверстия которых установлена деталь, представляющая собой вал-шестерню входящий в зацепление с сателлитами, причем в торце вала-шестерни выполнено цилиндрическое отверстие для центральной детали верхнего блока, а противоположный конец имеет наружную коническую поверхность со шпоночным пазом для установки детали, представляющей собой фланец с коническим отверстием в ступице и шпоночным пазом, посредством сегментной шпонки, причем фланец имеет четыре отверстия для установки на штифты, запрессованные в крышку корпуса нижнего блока, которая фиксируется от перемещения штифтами, запрессованными в корпус нижнего блока.

Нижний блок закреплен на основании тренажера и имеет внутренний зубчатый венец, расточенные в основании и боковой стенке отверстия для функциональных элементов, причем в расточку боковой стенки входит стержень вилки, второй конец которой установлен в кольцевой проточке детали, коническое отверстие ступицы которой имеет треугольные шлицы для установки на наружную коническую поверхность с треугольными шлицами одного конца ступенчатого вала, в средней части которого имеется шпоночный паз для установки цилиндрической шестерни посредством клиновой шпонки, а другой конец ступенчатого вала имеет прямоугольные шлицы для установки детали, фланец которой имеет кольцевую выточку, входящую в центральное отверстие корпуса и буртик, предназначенный для фиксации валов, установленных в других отверстиях корпуса, причем первый вал имеет на одном конце установочный фланец, а также два шпоночных паза для установки двух шестерен, входящих в зацепление с внутренним зубчатым венцом корпуса посредством шпонок, причем одна из шестерен имеет в ступице цилиндрическое отверстие со шпоночным пазом и установлена на валу посредством призматической шпонки, а другая имеет в ступице коническое отверстие со шпоночным пазом и установлена на цилиндрической поверхности вала посредством конической разрезной втулки и сегментной шпонки, а второй вал на конце имеет сферу для установки в сферическое отверстие корпусной детали и диаметральное отверстие для штифта, предназначенного для фиксации шестерни, устанавливаемой на цилиндрическую поверхность вала и имеющей в ступице отверстие для штифта.

Устройство для привития практических навыков по анализу функционального назначения и совместимости деталей по их геометрической форме содержит также устройство контроля действий обучаемого, представляющее собой электрическую цепь, состоящую из концевого включателя, установленного под последней снимаемой деталью нижнего блока, и секундомер, фиксирующий общее время выполнения работ, характеризующее уровень развития навыка.

На фиг.1 показано устройство для привития практических навыков в разрезе, на фиг.2 приведена схема контролирующего устройства тренажера.

Конструктивно устройство содержит три блока (фиг.1), в верхнем из которых корпус выполнен разъемным, состоящим их двух половин (2, 10) чашевидной формы, в плоскости разъема которых выполнена кольцевая проточка для установки цилиндрической шестерни (3) и полукруглые радиальные канавки для двух осей (5, 8), на которых установлены конические сателлиты (6, 7), входящие в зацепление с двумя коническими шестернями (4, 12), установленными на шлицах центральной детали верхнего блока, представляющей собой шлицевой вал (11), имеющий в середине гладкую цилиндрическую поверхность для установки втулки (9) с двумя радиальными отверстиями, служащими второй опорой для осей конических сателлитов (6, 7), лыску на одном конце вала для установки детали, представляющей собой фланец (1), ступица которого имеет отверстие с лыской, а также гладкую цилиндрическую шейку на другом конце вала, причем наружные цилиндрические поверхности конических шестерен (4, 12) входят в отверстие чаш корпуса верхнего блока, а наружная цилиндрическая поверхность нижней чаши (10) установлена в центральном отверстии крышки (14) среднего блока, которая фиксируется от перемещения штифтами (13), запрессованными в корпус среднего блока.

Корпус среднего блока (фиг.1) представляет собой цилиндрическую деталь с внутренним зубчатым венцом (28), в зацепление с которым входят два цилиндрических сателлита (16, 20), расположенные на осях (17, 19) через цилиндрические втулки (18), причем оси имеют на конце грани для фиксации посредством поворота в прямоугольных расточках детали (21), отверстие ступицы входит в цилиндрический прилив базовой детали (28), отверстие которого выполнено с двухсторонним конусообразным профилем для установки двух конусных втулок (27, 29) в центральные отверстия которых установлена деталь, представляющая собой вал-шестерню (26), входящий в зацепление с цилиндрическими сателлитами (16, 20), причем в торце вала-шестерни (26) выполнено цилиндрическое отверстие для центральной детали (11) верхнего блока, а противоположный конец имеет наружную коническую поверхность со шпоночным пазом для установки детали, представляющей собой фланец (23) с коническим отверстием в ступице и шпоночным пазом, посредством сегментной шпонки (22), причем фланец (23) имеет отверстия для установки на штифты (24, 25), запрессованные в крышку (32) корпуса нижнего блока, которая фиксируется от перемещения штифтами (30, 31), запрессованными в корпус (49) нижнего блока.

Корпус нижнего блока (фиг.1) закреплен на основании (50) тренажера, имеет внутренний зубчатый венец и расточенные в основании и боковой стенке отверстия для функциональных элементов, где в расточку боковой стенки корпуса входит стержень вилки (33), второй конец которой установлен в кольцевой проточке детали (34), коническое отверстие ступицы которой имеет треугольные шлицы для установки на наружную коническую поверхность с треугольными шлицами одного конца ступенчатого вала (43), в средней части которого имеется шпоночный паз для установки цилиндрической шестерни (37) посредством клиновой шпонки (38), а другой конец ступенчатого вала (43) имеет прямоугольные шлицы для установки детали (44), фланец которой имеет кольцевую выточку, входящую в центральное отверстие корпуса (49), и буртик, предназначенный для фиксации валов, установленных в других отверстиях корпуса, причем первый вал (42) имеет на одном конце установочный фланец, а также два шпоночных паза для установки двух шестерен (35, 40), входящих в зацепление с внутренним зубчатым венцом корпуса (49) посредством шпонок, причем одна из шестерен (35) имеет в ступице цилиндрическое отверстие со шпоночным пазом и установлена на валу посредством призматической шпонки (36), а другая имеет в ступице коническое отверстие со шпоночным пазом и установлена на цилиндрической поверхности вала посредством конической разрезной втулки (39) и сегментной шпонки (41), а второй вал (48) на конце имеет сферу для установки в сферическое отверстие корпусной детали (49) и диаметральное отверстие для штифта (46), предназначенного для фиксации шестерни (47), устанавливаемой на цилиндрическую поверхность вала (48) и имеющую в ступице отверстие для штифта (46).

Контрольное устройство представляет собой электрическую цепь, состоящую из концевого включателя, установленного под последней снимаемой деталью нижнего блока, и секундомер, фиксирующий общее время выполнения работ, характеризующее уровень развития навыка.

Порядок работы на устройстве следующий.

Получив задание от преподавателя и визуально оценив расположение деталей блоков, обучаемый приступает к работе. В данном случае существует определенная последовательность снятия деталей. Правильная разборка блоков тренажера ведется в следующей последовательности: 1-2-3-4-5-6-8-7-9-11-10-12-14-26-22-15-17-18-16-19-18-20-21-27-29-23-32-33-34-35-36-37-38-40-39-41-43-44-42-46-47-48.

При этом снимаемые детали раскладываются в ящики тренажера в последовательности снятия деталей. Правильная сборка блоков ведется в обратной последовательности. Закончив работу, обучаемый сообщает об этом преподавателю.

Работает тренажер следующим образом.

При нажатии обучаемым кнопки "К работе готов" на рабочем месте инструктора срабатывает счетчик времени, обучаемый приступает к разборке блоков. При разборке снимаемые детали обучаемый складывает в ящики тренажера. Остановка времени происходит при срабатывании концевого включателя, установленного под последней снимаемой деталью нижнего блока. По команде преподавателя обучаемый приступает к сборке блоков. Секундомер начинает отсчет времени, затрачиваемого на сборку блоков. Закончив сборку, обучаемый сообщает преподавателю. Результат выполнения работ, в зависимости от времени их проведения, преподаватель сообщает обучаемым нажатием кнопок с оценками "5", "4", "3", "2". На рабочем месте обучаемого загораются соответствующие табло. При неправильных действиях или окончании времени преподаватель нажимает кнопку "Работу закончить". На рабочем месте обучаемого загорается красная лампочка "Работу закончить". Уровень навыка определяется в зависимости от времени выполнения задания на тренажере.

Тренажер заставляет обучаемого выполнять интенсивную интеллектуальную работу по анализу геометрической формы каждой детали, обеспечивая выработку у обучаемых достаточных навыков по анализу функционального предназначения и конструктивной совместимости деталей по геометрической форме.

Использование изобретения позволит повысить эффективность обучения, исключить из процесса обучения агрегаты и узлы механизмов и машин, используемые для аналогичных целей, а также осуществлять дистанционный контроль за работой обучаемого.