14.03.2020
220.018.0bce

СПОСОБ ОБУЧЕНИЯ РАБОТЕ НА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОМ СТАНКЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002716541
Дата охранного документа
12.03.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологиям обработки материалов и предназначено для обучения специалистов на различных токарно-винторезных станках. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности обучения работе на станке, путем применения средств дополненной реальности. Технический результат достигается тем, что обучение ученика проводится при помощи программно-аппаратного комплекса (ПАК), в состав которого входит компьютер, аудио система, видеокамеры контроля и устройства, формирующие дополненную реальность, предъявляемую ученику в виде дополненных изображений плоских и объемных фигур или запрещенных световых зон в заданном объеме рабочего пространства. Особенностью является то, что ПАК содержит заданное количество видеокамер, которые закреплены на голове ученика и/или на заданной высоте над станком. При этом изображение с видеокамер передается в компьютер ПАК для программной обработки и/или на монитор обучающего для контроля над действиями ученика и работы станка в режиме реального времени. Компьютер связан с видеокамерами и средствами дополненной реальности по радиоканалу или при помощи проводной связи. Из библиотеки программ ПАК обучающим задается программа выбранного этапа обучения, которая проецирует на средствах дополненной реальности ученика плоские или объемные изображения промежуточного или окончательного чертежа изготовляемой детали или требуемого в данный момент операции типа резца или изображения вспомогательного инструмента. ПАК показывает ученику опасные зоны для его частей тела, фиксирует в заданном объеме рабочей зоны станка посторонние предметы и подает предупреждающие световые и/или звуковые сигналы и/или блокирует работу станка. ПАК или обучающий фиксирует режимы резания обрабатываемого материала и при необходимости комментирует звуковыми или световыми подсказками процесс обработки материала. Изобретение позволяет создавать условия, которые имеют педагогическое и методическое преимущество по сравнению с известными способами обучения специалистов механической обработке конструкционных материалов. Отдельно следует выделить рациональность применения средств дополненной реальности при дистанционном обучении и контроле. Обучение максимально вариабельно, вписано в процесс выполнения конкретных трудовых заданий, обладает эффектом присутствия учителя, что способствует значительному повышению эффективности подготовки токаря. Таким образом, заявляемый способ обучения работе на токарно-винторезном станке обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологиям обработки материалов и предназначено для обучения специалистов основным технологическим операциям при механической обработке конструкционных материалов на различных металлообрабатывающих или деревообрабатывающих станках.

Обучение молодежи работе на токарном станке имеет важное значение для развития общекультурных и профессиональных компетенций: развивает технологическую культуру, содействует эстетическому и творческому развитию личности, наиболее удачной самореализации, социализации в среде ровесников, профессиональному самоопределению.

Формирование новых знаний и навыков работы на токарно-винторезных станках достаточно подробно представлено в доступной литературе [1]. Известно также обучение с применением видеофильмов [2].

Недостатком данных традиционных способов является их низкая эффективность.

Из уровня техники известны нашлемные системы целеуказания и индикации (НСЦИ) - обязательная принадлежность современных боевых самолетов и вертолетов [3]. НСЦИ проецирует изображение на прозрачный экран, находящийся перед глазами пилота и закрепленный на его шлеме. Так как экран прозрачен, пилот может одновременно наблюдать и внешнюю обстановку, и индицируемую информацию. Пилоту индицируются основные пилотажные параметры, тактическая и навигационная информация.

Для профессионального обучения механической обработке конструкционных материалов более перспективны компактные устройства отображения дополненной реальности. Среди известных устройств: легкие очки дополненной реальности компании Epson Moverio ВТ-200 или Google Project Glass [4] и миниатюрные контактные линзы дополненной реальности компании Innovega (система iOptik). Инновационная система iOptik может работать в паре со специализированными очками. Ее пользователь фокусируется одновременно на нескольких объектах разной удаленности, причем одна цель не мешает другой [5].

В способе спортивной тренировки по патенту [6] известно применение средств дополненной реальности, при помощи которых формируют плоские и объемные фигуры специального назначения, а также запрещенные и разрешенные светодинамические зоны. Изменение положения, формы и площади разрешенных зон и режимов тренировки задают вручную или программно-аппаратным комплексом (ПАК).

Однако такие способы и ПАК, включающий системы отображения дополненной реальности, не предназначены для обучения специалистов технологическим операциям при механической обработке конструкционных материалов на токарно-винторезных станках.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности обучения работе на токарно-винторезном станке путем применения средств дополненной реальности для многовариантной визуализации требуемых данных и подсказок в режиме реального времени.

Технический результат достигается тем, что обучение ученика проводится при помощи программно-аппаратного комплекса, в состав которого входит компьютер, аудио система, видеокамеры контроля и устройства, формирующие дополненную реальность, предъявляемую ученику в виде дополненных изображений плоских и объемных фигур или запрещенных световых зон в заданном объеме рабочего пространства. Причем новым является то, что программно-аппаратный комплекс содержит заданное количество видеокамер, которые закреплены на голове ученика и/или на заданной высоте над станком. При этом изображение с видеокамер передается в компьютер программно-аппаратного комплекса для программной обработки и/или на монитор обучающего для контроля над действиями ученика и работы станка в режиме реального времени. Компьютер связан с видеокамерами и средствами дополненной реальности по радиоканалу или при помощи проводной связи. Из библиотеки программ программно-аппаратного комплекса обучающим задается программа выбранного этапа обучения. На средствах дополненной реальности ученика проецируются плоские, или объемные изображение промежуточного, или окончательного чертежа изготовляемой детали, или требуемого в данный момент операции типа резца, или изображения вспомогательного инструмента. Программно-аппаратный комплекс показывает ученику опасные зоны для его частей тела, фиксирует в заданном объеме рабочей зоны станка посторонние предметы и подает предупреждающие световые и/или звуковые сигналы и/или блокирует работу станка. Программно-аппаратный комплекс или обучающий фиксирует режимы резания обрабатываемого материала и при необходимости комментирует звуковыми или световыми подсказками процесс обработки материала.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизны".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию " изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники и имеет значительный изобретательский шаг. Следовательно, заявленный способ соответствует условию " изобретательский уровень".

Технический характер решения подтверждается наличием технического результата, получаемого при осуществлении данного изобретения. Предложенный способ впервые указывает путь и комплекс технических, программных средств,! при помощи которых поставленная задача может быть решена.

Предлагаемый способ обучения работе на токарно-винторезном станке осуществляется следующим образом. На ученике размещают устройство, формирующее дополненную реальность. Обучающий педагог из библиотеки программ программно-аппаратного комплекса выбирает программу обучения работе на токарно-винторезном станке, выбирает чертеж и объясняет ученику его задачу. Ученик, получив изображение чертежа и необходимого инструмента на очках дополненной реальности, изучает его, знакомится с последовательностью выполнения работ, подбирает соответствующий режущий, вспомогательный инструмент и приспособления, а также средства контроля размеров выполняемой детали. Затем ученик устанавливает режущий инструмент, заготовку детали в станок, фиксирует ее и запускает станок, приступая к выполнению задания.

При этом ПАК или обучающий педагог через средства дополненной реальности информирует ученика о правильности выполнения последовательности работ, качестве необходимых операций. Перед глазами ученика ПАК удерживает заданные программой обучения плоские или объемные изображения чертежа требуемой детали или промежуточные чертежи заготовок. Вместе с тем, в процессе работы ПАК контролирует расположение рук и головы ученика и предупреждает его световым и/или звуковым сигналом, если тот нарушает условия техники безопасности работы на станке.

Предлагаемый способ обучения работе на токарно-винторезном станке со средствами дополненной реальности направлен на эффективное закрепление знаний и формирование умений:

- использовать специальный инструмент и технологическую оснастку;

- рационально выбирать и контролировать режимы резания;

- оптимально обрабатывать изделия с меньшим количеством установок;

- выполнять обработку цилиндрических, торцовых, конических и фасонных поверхностей, отверстий, нарезания резьбы, накатывания.

Пример. Ученик выполнял учебное задание на токарно-винторезном станке с применением очков дополненной реальности, которые отображали чертеж выполняемой детали. В процессе выполнения работ начинающий токарь принял решение проконтролировать диаметр заготовки штангенциркулем на вращающейся детали, не останавливая станок. Данный прием является грубым нарушением техники безопасности. Как только рука ученика со штангенциркулем вошла в установленную нормативами работы на станке опасную зону, система видеоконтроля ПАК зафиксировала нештатную ситуацию и в автоматическом режиме без задержки подала визуальный сигнал тревоги на экран очков дополненной реальности и на монитор ответственного за обучение.

При осуществлении заявляемого способа могут использоваться известные технические решения и средства. Для компьютерной обработки информации может быть использовано известное или оригинальное программное обеспечение.

Материалы данного изобретения раскрывают способ обучения работе на токарно-винторезном станке, вместе с тем возможно применение данной технологии и для обучения специалистов на других станках и оборудовании.

Изобретение позволяет создавать условия, которые имеют педагогическое и методическое преимущество по сравнению с известными способами обучения специалистов механической обработке конструкционных материалов. Отдельно следует выделить рациональность применения средств дополненной реальности при дистанционном обучении и контроле, когда обучающий педагог не может присутствовать рядом с учеником.

Заявляемый способ позволяет на качественно новом уровне организовать обучение работе на токарно-винторезном станке, интерактивно контролировать процесс, давать подсказки в режиме реального времени, а также индивидуализировать программы обучения с различными целями и уровнем сложности задания. Многовариантное применение средств дополненной реальности, представленное данным сочетанием 2D и 3D изображений и звуковым сопровождением, обеспечивает синергетический эффект. Обучение максимально вариабельно, вписано в процесс выполнения конкретных трудовых заданий, обладает эффектом присутствия учителя, что способствует значительному повышению эффективности подготовки токаря.

Таким образом, заявляемый способ обучения работе на токарно-винторезном станке обладает новыми свойствами, обусловливающими получение положительного эффекта. Способ позволяет сформировать эффективные педагогические условия с комплексным применением инновационных средств дополненной реальности для решения актуальной задачи.

Источники информации

1. Бергер И.И. Токарное дело. - М.: Высш. шк.., 1990. - 314 с.

2. https://www.youtube.corn/watch?v=s_rZndptQeo

3. Журнал «Электроника НТБ», 5/2003, стр. 66

4. https://plus.google.com/+projectelass/posts

5. http://innovega-inc.com/

6. Патент Евразийский 027931, МПК А63В 69/00. Способ тактико-технической подготовки спортсменов / Афоньшин В.Е., Роженцов В.В., Рыбаков А.Е. заявл. 17.02.2014, опубл. 29.09.2017. Бюл. №9.

Способ обучения работе на токарно-винторезном станке, где обучение ученика проводится при помощи программно-аппаратного комплекса, в состав которого входит компьютер, аудио система, видеокамеры контроля и устройства, формирующие дополненную реальность, предъявляемую ученику в виде дополненных изображений плоских и объемных фигур или запрещенных световых зон в заданном объеме рабочего пространства, отличающийся тем, что программно-аппаратный комплекс содержит заданное количество видеокамер, которые закреплены на голове ученика и/или на заданной высоте над станком, при этом изображение с видеокамер передается в компьютер программно-аппаратного комплекса для программной обработки и/или на монитор обучающего для контроля над действиями ученика и работы станка в режиме реального времени; компьютер связан с видеокамерами и средствами дополненной реальности по радиоканалу или при помощи проводной связи; из библиотеки программ программно-аппаратного комплекса обучающим задается программа выбранного этапа обучения, которая проецирует на средствах дополненной реальности ученика плоские или объемные изображения промежуточного или окончательного чертежа изготовляемой детали, или требуемого в данный момент операции типа резца, или изображения вспомогательного инструмента; программно-аппаратный комплекс показывает ученику опасные зоны для его частей тела, фиксирует в заданном объеме рабочей зоны станка посторонние предметы и подает предупреждающие световые и/или звуковые сигналы и/или блокирует работу станка; программно-аппаратный комплекс или обучающий фиксирует режимы резания обрабатываемого материала и при необходимости комментирует звуковыми или световыми подсказками процесс обработки материала.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 21.
26.08.2017
№217.015.d4e5

Способ определения времени инерционности зрительной системы человека

Изобретение относится к медицине, а именно к физиологии зрительной системы. На испытуемом закрепляют устройство, формирующее дополненную реальность, подают на него последовательность двух световых импульсов длительностью 10 мс, разделенных паузой, равной 150 мс, повторяющихся через постоянный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622180
Дата охранного документа: 13.06.2017
10.05.2018
№218.016.3e57

Способ профилактики токсической дистрофии печени поросят

Изобретение относится к ветеринарии и предназначено для профилактики токсической дистрофии печени поросят. Супоросным свиноматкам за 30 дней до опороса вводят масляный раствор ретинола ацетата внутримышечно в дозе 50000 ME 1 раз в 10 дней, раствор токоферола ацетата 10%-ный в масле из расчета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648509
Дата охранного документа: 26.03.2018
29.05.2018
№218.016.57a7

Способ возделывания кипрея узколистного

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и животноводству. Способ включает вегетативное размножение, проводимое в сентябре-октябре, с помощью корневищ, располагающихся на глубине 5-7 см, которые предварительно извлекаются из почвы, длиной от 20 см до 1...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654817
Дата охранного документа: 22.05.2018
09.06.2018
№218.016.5bef

Способ получения низкокалорийного майонеза "нижегородский"

Изобретение относится к масложировой промышленности. Майонез низкокалорийный с томатом, содержащий масло растительное рафинированное дезодорированное, сухое обезжиренное молоко, пищевые растительные фосфолипиды, натрий двууглекислый, сахар, соль поваренную, уксусную кислоту 80%-ную и воду. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655819
Дата охранного документа: 29.05.2018
05.07.2018
№218.016.6c2f

Мясной рубленый полуфабрикат пролонгированного хранения с добавлением антиоксиданта нового поколения дигидрокверцетина

Изобретение относится к птицеперерабатывающей промышленности, а именно к производству мясных рубленых полуфабрикатов, и может использоваться в рациональном и функциональном питании. Мясной рубленый полуфабрикат содержит в качестве мясного сырья филе грудки и мясо механической обвалки тушек...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659823
Дата охранного документа: 04.07.2018
26.07.2018
№218.016.750d

Способ получения майонеза "низкокалорийный"

Изобретение относится к масложировой промышленности. Майонез, включающий растительное масло, горчицу, соль поваренную, сахар-песок, уксусную кислоту 70%-ную, яичный желток, соду пищевую и воду. При этом в майонез добавляют стабилизатор растительного происхождения альгинат натрия и вводится...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662292
Дата охранного документа: 25.07.2018
02.08.2018
№218.016.77ab

Способ переработки кипрея узколистного

Изобретение относится к чайной промышленности и биотехнологии. Осуществляют сбор и сортировку сырья из листьев кипрея узколистного. Измельчают листья до размеров частиц 2-6 мм. Ферментируют в течение 3-6 ч для получения конечного цвета напитка наподобие зеленого чая, в течение 10-16 ч для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662928
Дата охранного документа: 31.07.2018
02.05.2019
№219.017.48cb

Способ приготовления диетических мясорастительных продуктов

Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к производству диетических мясорастительных продуктов. Способ включает подготовку и измельчение мясного или мясного и растительного сырья, приготовление фарша путем перемешивания мясного или мясного и растительного сырья с введением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686791
Дата охранного документа: 30.04.2019
04.06.2019
№219.017.72b4

Насадка на водопроводный кран или смеситель

Изобретение относится к области санитарно-технического оборудования. Насадка содержит стержень-толкатель (15) с жёстко закреплённым соском (16), вставку (7) с гнездом для клапана, выполненного в форме шара (20). Вставка (7) имеет верхнюю торцевую часть в виде внутреннего конуса (8),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690429
Дата охранного документа: 03.06.2019
04.06.2019
№219.017.72bb

Способ производства диетического хлеба "тритикалевый"

Изобретение относится к области производства хлебобулочных изделий, в частности к способу изготовления диетического хлеба. Способ производства диетического хлеба, предусматривает замес теста из пшеничной муки, воды, дрожжей и соли, брожение теста, расстойку тестовых заготовок и выпечку хлеба. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690424
Дата охранного документа: 03.06.2019
Показаны записи 1-10 из 85.
20.01.2013
№216.012.1c05

Спасательное средство

Изобретение относится к спасательным техническим средствам и может быть использовано на транспорте в качестве кресла или подушки и/или термосумки для хранения продуктов с удержанием их начальной температуры. Спасательное средство выполнено в виде эластичного мешка, заполненного мелкими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472667
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.04.2013
№216.012.34b9

Способ тактической подготовки команды в игровых видах спорта

Изобретение относится к средствам, используемым при подготовке команды в игровых видах спорта. Технический результат заключается в повышении точности обработки за счет использования многовариантных моделей ситуаций игры. В способе используют сервер, предназначенный для формирования компьютерных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479040
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4b5b

Способ тренировки и информирования спортсменов

Изобретение относится к физической культуре и спорту и предназначено для информирования спортсменов в ходе тренировки о смене выполнения упражнений, об отклонениях от режима тренировки, об указаниях тренера и о других необходимых в процессе тренировки сведениях. Тренировка спортсменов со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484873
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.08.2013
№216.012.6533

Способ совместного определения диэтиленгликоля и метанола в природных и сточных водах методом жидкостной хроматографии

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для одновременного определения содержания диэтиленгликоля и метанола в природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических водах. Способ одновременного определения в природных и сточных водах метанола и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491544
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.09.2013
№216.012.66d8

Способ тренировки технических и двигательных действий в игровых видах спорта

Изобретение относится к физической культуре и спорту и предназначено для тренировки технических и двигательных действий в игровых видах спорта. Над игровым полем на заданной высоте устанавливают источник света и инфракрасную камеру. Источник света формирует на игровом поле маршрут движения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491975
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6a6b

Способ технико-тактической подготовки в игровых видах спорта

Изобретение относится к физической культуре и спорту и предназначено для технико-тактической подготовки и тренировки игровых навыков спортсменов в игровых видах спорта. Тренировка спортсмена со спортивным снарядом проводится на игровом поле с управляемой светодинамической подсветкой. Изменение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492894
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6a6d

Способ тренировки технических действий в игровых видах спорта

Изобретение относится к физической культуре и спорту и предназначено для тренировки технических действий в игровых видах спорта, в частности обводки соперника. Тренировка спортсмена со спортивным снарядом проводится на игровом поле с управляемой светодинамической подсветкой. Изменение положения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492896
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6a6e

Способ интерактивной тренировки

Изобретение относится к физической культуре и спорту и предназначено для проведения интерактивной тренировки в игровых видах, для занятий аэробикой и фитнесом. Тренировка проводится на игровом поле с управляемой светодинамической подсветкой. Светодинамическую подсветку создают световым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492897
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.03.2014
№216.012.ab61

Способ тренировки и оценки умения спортсмена видеть игровое поле

Изобретение относится к способам тренировки спортсменов, в частности к способам тренировки хоккеистов, футболистов, баскетболистов и спортсменов других игровых видов спорта, и предназначено для тренировки и оценки умения спортсмена видеть игровое поле. Тренировка спортсмена со спортивным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509588
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.08.2014
№216.012.e8c0

Способ оценки способности человека воспринимать и ориентироваться в пространстве

Изобретение относится к физиологической, медицинской, психологической, транспортной, авиационно-космической, спортивной и другим областям науки и практики. На горизонтальной поверхности световыми излучателями, управляемыми компьютером, создают три или более световых пятна. Испытуемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525377
Дата охранного документа: 10.08.2014

Похожие РИД в системе