專利名稱：裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，屬模擬系統(tǒng)。是針對培訓(xùn)裝載機、 叉車駕駛員而開發(fā)的一種模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
裝載機、叉車兩種工程機械作為世界上用量最大的工程機械，由于它們操作使用方便 快捷，移動轉(zhuǎn)場自由快速，購買便宜，維修容易，已成為中國等許多國家重要的土方施工 工具。目前對駕駛學(xué)員的培訓(xùn)通常是在前期理論課結(jié)束后，就進行實際上機操作訓(xùn)練，學(xué) 習(xí)駕駛操作技能、技巧。但裝載機、叉車的各種操作技能、技巧是通過長時間實際上機訓(xùn) 練才可以熟練掌握的。這種訓(xùn)練方式存在著很多問題，例如成本大、耗才高等缺點，在訓(xùn) 練過程中受到時間、條件的限制，造成學(xué)員不能熟練掌握挖掘機的操作技能、技巧，在以 后的實際工作中也帶來許多的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，用于叉車、裝載機駕駛員教學(xué)中上 機模擬操作。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，包括模擬操作臺、傳 感器、單片機、可編程控制器、圖像顯示器；模擬操作臺包括工作臺，安裝在工作臺上的 模擬操作部件動臂/升降鏟操作手柄、鏟斗/門架操作手柄、方向盤及連桿、變檔手柄、 手剎、離合器、剎車和油門，在各模擬操作部件下均安裝有傳感器，各傳感系統(tǒng)通過數(shù)據(jù) 線與用于一級信號處理的單片機連接將信號傳輸給單片機，單片機通過USB接口與用于 二級信號處理的可編程控制器連接，可編程控制器通過VGA數(shù)據(jù)線與顯示器連接。模擬 部件采用與真機相同的硬件設(shè)備；系統(tǒng)軟件包含裝載機、叉車兩套模擬操作軟件系統(tǒng)，通 過按鍵進行選擇裝載機和叉車模擬課題的操作與學(xué)習(xí)；軟件操作系統(tǒng)的視角采用駕駛室內(nèi)
部視角模式和駕駛室外部視角模式兩種。
因叉車與裝載機在操作原理及硬件操作部件上有很大相似之處，所以裝載機與叉車兩
款軟件操作系統(tǒng)共同使用一臺模擬器硬件設(shè)備進行操作訓(xùn)練，在節(jié)省培訓(xùn)成本的同時也降 低了產(chǎn)品的制造成本。故此實用新型為利用一臺模擬器硬件設(shè)備進行操作二種工程機械車 輛(叉車、裝載機)培訓(xùn)軟件的工程機械模擬培訓(xùn)教學(xué)儀。
學(xué)員在操作臺上操作，當(dāng)各種操作部件被操作時'會觸到所設(shè)置的傳感觸點'該傳感觸點使所對應(yīng)的電路接通產(chǎn)生電流，傳遞給一級處理系統(tǒng)單片機，經(jīng)過信號處理后通過 USB數(shù)據(jù)線傳遞給可編程控制器，可編程控制器通過相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換后獲得相關(guān)動作f旨
令，然后通過接口再傳遞給圖象顯示系統(tǒng)，圖象顯示系統(tǒng)在^a景數(shù)據(jù)庫中調(diào)出對應(yīng)的視景， 并生成模擬的工作環(huán)境圖形，將同步圖形顯示在顯示系統(tǒng)上。
本發(fā)明的優(yōu)點是該模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)可以模擬裝載機、叉車的各種作業(yè)課題、實P示 工作中的環(huán)境及任務(wù)等，大幅度增加了學(xué)員的訓(xùn)練時間，使學(xué)員能真正熟練掌握這兩種工 程機械的各種操作技能、技巧。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。 圖l是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是操作臺結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2中1、顯示器，2、可編程控制器，3、 USB數(shù)據(jù)線，4、單片機，5、數(shù)據(jù)線， 6、傳感器，7、操作桿，8、操作桿，9、操作桿，10、操作桿，11、油門，12、剎車，13、 離合，14、手剎，15、變檔手柄，16、方向盤，17、方向盤連桿，18、工作臺，19、 VGA 數(shù)據(jù)線。
具體實施例方式
如圖l所示，系統(tǒng)由模擬機操作部件、傳感器、單片機、可編程控制器(由主板、主 板電器處理單元、存儲單元組成)和顯示器組成。操作臺的動作通過傳感器收集信號后， 經(jīng)信號數(shù)據(jù)線傳遞給單片機，單片機處理數(shù)據(jù)后通過USB數(shù)據(jù)線輸入可編程控制器，可 編程控制器經(jīng)過信號處理后通過顯示器將操作動作顯示在屏幕上。
如圖2所示，操作臺包括工作臺'18，安裝在工作臺18上的動臂/升降叉操作手柄10、 鏟斗/門架操作手柄9，方向盤16及連桿17、變檔手柄15、手剎14、離合13、剎車12、 油門11，其下部安裝傳感系統(tǒng)6，每個傳感器6通過數(shù)據(jù)線5傳輸給一級信號處理單片機 4，信號經(jīng)過單片機4處理后通過USB接口 3傳遞給二級信號處理可編程控制器2，經(jīng)過 可編程控制器處理后通過VGA19數(shù)據(jù)線傳遞給顯示器1顯示。
系統(tǒng)軟件包含裝載機、叉車兩套模擬操作軟件系統(tǒng)，通過按鍵進行選擇裝載機和叉車 模擬課題的操作與學(xué)習(xí)。
該模擬器的軟件操作系統(tǒng)包含模擬操作室內(nèi)部和模擬操作室外部兩種操作視角模式。
單片機4也可以通過其它數(shù)據(jù)接口與可編程控制器2連接。
系統(tǒng)也可以不使用可編程控制器2，通過在單片機4上實現(xiàn)可編程控制器2的功能。 打開模擬器主電源開關(guān)后，啟動可編程控制器和圖形顯示系統(tǒng)，使采集整理的裝載機或叉車工作時的動作畫面同步顯示在屏幕上。
當(dāng)模擬器方向盤16順時針、逆時針轉(zhuǎn)動，方向盤下面的傳感系統(tǒng)6根據(jù)模擬器方向 盤轉(zhuǎn)動的角度，這時傳感系統(tǒng)6會產(chǎn)生不同的電阻，從而會有相對應(yīng)的電流通過數(shù)據(jù)線5 傳遞給單片機4。單片機4將信號進行一級處理后，通過USB連接線3再傳遞給可編禾呈 控制器2，可編程控制器2內(nèi)裝有裝載機、叉車操作模擬軟件，操作模擬程序根據(jù)單片豐幾 4傳遞過來的方向轉(zhuǎn)動的一級信號來執(zhí)行虛擬轉(zhuǎn)動，并通過VGA數(shù)據(jù)線19傳遞給顯示系 統(tǒng)l，并在顯示系統(tǒng)1中顯示出來，所顯示內(nèi)容與模擬方向盤轉(zhuǎn)動角度一致。
當(dāng)腳踩下離合器13時，通過離合器13下面的傳感器6傳遞給單片機4 一個信號來t刀 斷行走部分操作桿及相應(yīng)傳感器6傳遞過來的動作信號。當(dāng)變檔操作手柄15完成變檔動 作后，松開離合器13切斷信號解除，單片機4將按照新的檔位傳遞過來的初級信號再ft 遞給可編程控制器2進行處理，從而顯示器1將相對應(yīng)的不同工作模式顯示出來，達到真 實直觀的目的。
在模擬操作過程中當(dāng)遇到裝載及其他動作需要剎車時，踩下剎車12這時相對應(yīng)的4專 感系統(tǒng)6會傳遞信號到單片機4，單片機4會做出切斷行走的信號，同樣經(jīng)過可編程控制 器2處理后在顯示器1上顯示設(shè)備停止下來進行其他動作。
當(dāng)模擬系統(tǒng)模擬發(fā)動機熄火后，系統(tǒng)將停止發(fā)動機模擬聲音的發(fā)出，這時我們按照安 全須知來扳下手剎14通過相對應(yīng)的傳感器6傳遞給單片機4，單片機4將所有動作信號 截止操作完成。
當(dāng)需要提叉/抬大臂時，操作操縱桿10向上，操縱桿10的動作被傳感系統(tǒng)6轉(zhuǎn)換成 電子信號傳遞給單片機4進行信號處理，通過USB數(shù)據(jù)線傳遞給可編程控制器進行圖像 信息處理后在顯示系統(tǒng)上同步顯示。如要加快提叉/抬大臂速度，踏下油門11，其速度會 根據(jù)油門11的大小發(fā)生速度上的變化。
當(dāng)落叉/降大臂時，操作操縱桿10向下，操縱桿10的動作被傳感器6轉(zhuǎn)換成電子信 號傳遞給單片機4進行信號處理，通過USB數(shù)據(jù)線傳遞給可編程控制器進行圖象信息處 理后在顯示系統(tǒng)上同步顯示。如要加快落叉/降大臂的速度，只需將操縱桿10向下的行程 加大，其速度會根據(jù)行程大小發(fā)生速度上的變化。
其他動作手柄如上所述，所對應(yīng)操作動作真實模擬實際設(shè)備運行工作狀態(tài)，通過顯示 器寬闊的直觀視野再現(xiàn)操作的真實性。
權(quán)利要求
1、一種裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括模擬操作臺、傳感系統(tǒng)、可編程控制器、圖像顯示器；模擬操作臺包括工作臺(18)，安裝在工作臺(18)上的模擬操作部件動臂/升降鏟操作手柄(10)、鏟斗/門架操作手柄(9)、方向盤(16)及連桿(17)、變檔手柄(15)、手剎(14)、離合器(13)、剎車(12)和油門(11)，在各模擬操作部件下均安裝有傳感器(6)，各傳感器(6)通過數(shù)據(jù)線(5)與用于一級信號處理的單片機(4)連接將信號傳輸給單片機(4)，單片機(4)通過USB接口(3)與用于二級信號處理的可編程控制器(2)連接，可編程控制器(2)通過VGA(19)數(shù)據(jù)線與顯示器(1)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于操作系統(tǒng)的 視角采用駕駛室內(nèi)部視角模式和駕駛室外部視角模式兩種。
3、 如權(quán)利要求1所述的裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于單片機(4)也 可以通過其它數(shù)據(jù)接口與可編程控制器(2)連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)也可以不 使用可編程控制器(2)，通過在單片機(4)上實現(xiàn)可編程控制器(2)的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種裝載機、叉車模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，屬模擬系統(tǒng)。包括模擬操作部件、傳感系統(tǒng)、單片機、可編程控制器、圖像顯示器。各傳感系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與一級信號處理的單片機連接將信號傳輸給單片機，單片機通過USB接口與二級信號處理的可編程控制器連接，可編程控制器通過VGA數(shù)據(jù)線與顯示器連接。操作臺的動作通過傳感系統(tǒng)收集信號后，經(jīng)信號數(shù)據(jù)線傳遞給單片機，單片機處理數(shù)據(jù)后通過USB數(shù)據(jù)線輸入可編程控制器，可編程控制器經(jīng)過信號處理后通過顯示器將操作動作顯示在屏幕上。優(yōu)點是可以模擬裝載機、叉車的各種作業(yè)課題、實際工作中的環(huán)境及任務(wù)等，大幅度增加了學(xué)員的訓(xùn)練時間，使學(xué)員能真正熟練掌握這兩種工程機械的各種操作技能、技巧。
文檔編號G09B9/04GK101465072SQ200710191740
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者宏 李 申請人:宏 李