專利名稱：平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，具體是針對(duì)培訓(xùn)平地機(jī)駕駛員而開發(fā)的一種 平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
改革開放以來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)，特別是近些年公路交通建設(shè)事業(yè)的 飛速發(fā)展，為工程機(jī)械提供了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。我國(guó)道路工程機(jī)械行業(yè)的平地機(jī) 大增，對(duì)平地機(jī)駕駛員其掌握的技能、技術(shù)要求比較高，同樣對(duì)其培訓(xùn)學(xué)校的教 學(xué)能力及技術(shù)含量要求更高。
目前的培訓(xùn)方法是，學(xué)員通常在前期理論課結(jié)束后，就進(jìn)行實(shí)際上機(jī)操作訓(xùn) 練，學(xué)習(xí)其操作技能、技巧。但平地機(jī)的各種操作技能、技巧是通過長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際 上機(jī)訓(xùn)練才可以熟練掌握的。這種訓(xùn)練方式、方法存在著很多問題，例如成本大、 耗材高等缺點(diǎn)，學(xué)員在訓(xùn)練過程中也受到時(shí)間、經(jīng)濟(jì)條件等限制，造成學(xué)員不能 熟練掌握挖掘機(jī)的操作技能、技巧，在以后的實(shí)際工作中也帶來許多的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)?？梢阅M平地機(jī)的各種 作業(yè)動(dòng)作、實(shí)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(shí)間，使學(xué)員 能真正熟練掌握工程機(jī)械的各種操作技能、技巧。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，包括操作臺(tái)、可編程 控制器、視景數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像生成器、圖像顯示器、由若干傳感器組成的傳感系統(tǒng)、 單片機(jī)及編程應(yīng)用程序、操作應(yīng)用軟件系統(tǒng)；操作臺(tái)包括工作臺(tái)，安裝在工作臺(tái)
上的操作桿連接軸，其連接軸上安裝有若干操作手柄、方向盤及方向傳動(dòng)軸、檔 位控制器、剎車和油門，傳感系統(tǒng)與工作臺(tái)上的各操作手柄連接并通過數(shù)據(jù)線將 各操作手柄機(jī)械動(dòng)作信號(hào)傳輸給一級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)單片機(jī)，信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)處理
后通過USB接口傳遞給二級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)可編程控制器，經(jīng)過可編程控制器處 理后通過VGA數(shù)據(jù)線傳遞給顯示系統(tǒng)顯示即時(shí)動(dòng)作畫面。
3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。模擬器采用與真機(jī)相同的硬件設(shè)備。
學(xué)員在操作臺(tái)上進(jìn)行操作，當(dāng)各種操作部件被操作時(shí)，會(huì)觸到所設(shè)置的傳 感觸點(diǎn)，該傳感觸點(diǎn)使所對(duì)應(yīng)的電路接通產(chǎn)生電流，傳遞給一級(jí)處理系統(tǒng)單片機(jī)， 經(jīng)過信號(hào)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(dòng)作指令，然后通過接口再傳遞給圖象顯示系統(tǒng)，圖象 顯示系統(tǒng)在視景數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出對(duì)應(yīng)的視景，并生成模擬的工作環(huán)境圖形，將圖形 顯示在顯示系統(tǒng)上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，可以模擬平地機(jī)的各種作業(yè)動(dòng) 作、實(shí)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(shí)間，使學(xué)員能真正 熟練掌平地機(jī)的各種操作技能、技巧。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)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(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2中1、顯示系統(tǒng)，2、可編程控制器，3、 USB數(shù)據(jù)線，4、單片機(jī)，5、 數(shù)據(jù)線，6、傳感器，7、操作桿，8、傳動(dòng)軸，9、工作臺(tái)，10、 VGA數(shù)據(jù)線， 11、方向盤，12、油門，13、剎車，14、檔位控制器。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)包括模擬操作臺(tái)、傳感系統(tǒng)、單片機(jī)、 可編程控制器和圖像顯示器。還包括與硬件相配合的平地機(jī)模擬視景數(shù)據(jù)庫(kù)、圖 像生成器、可編程應(yīng)用程序、操作應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
如圖2所示，操作臺(tái)包括工作臺(tái)9，安裝在工作臺(tái)9上的各種操作桿7，方 向盤11及方向傳動(dòng)軸8、檔位控制器14、剎車13、油門12，其下部安裝傳感器 6，傳感器6通過數(shù)據(jù)線5傳輸給一級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)單片機(jī)4，信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)4 處理后通過USB接口 3傳遞給二級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)可編，呈控制器即可編程控制器 2，經(jīng)過可編程控制器2處理后通過VGA數(shù)據(jù)線10傳遞給顯示器1。操作臺(tái)的 動(dòng)作通過傳感系統(tǒng)收集信號(hào)后，經(jīng)數(shù)據(jù)線傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)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)過數(shù)據(jù)處理后通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)斤@示系統(tǒng)中以模擬動(dòng)作畫面形式同步表現(xiàn)出來。
該模擬器的平地機(jī)軟件操作系統(tǒng)包含模擬操作室內(nèi)部視角模式和模擬操作 室外部視角模式兩種操作視角模式。
打開模擬器主電源開關(guān)后，啟動(dòng)可編程控制器和圖形顯示系統(tǒng)，使采集整理 平地機(jī)模擬工作時(shí)的同步動(dòng)作畫面顯示在屏幕上。
當(dāng)模擬器的方向盤11順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，方向盤下面的傳感器6根據(jù) 模擬器方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度會(huì)產(chǎn)生不同的電阻，從而會(huì)有相對(duì)應(yīng)的電流通過數(shù)據(jù) 線5傳遞給單片機(jī)4。單片機(jī)4將信號(hào)進(jìn)行一級(jí)處理后，通過USB連接線3再 傳遞給可編程控制器2，可編程控制器2內(nèi)裝有平地機(jī)操作模擬軟件，操作模擬 程序根據(jù)單片機(jī)4傳遞過來的方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的一級(jí)信號(hào)來執(zhí)行虛擬轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過 VGA數(shù)據(jù)線10傳遞給顯示器1，并在顯示器l中顯示出來，所顯示內(nèi)容與模擬 方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度一致。
當(dāng)腳踩下油門12時(shí)，通過油門12下面的傳感器6傳遞給單片機(jī)4 一個(gè)信號(hào) 來判斷行走部分的速度控制及相應(yīng)傳感器傳遞過來的動(dòng)作信號(hào)。單片機(jī)4將按照 油門踏板傳遞過來的初級(jí)信號(hào)再傳遞給可編程控制器2進(jìn)行處理，從而顯示系統(tǒng) 1將相對(duì)應(yīng)的不同速度工作模式顯示出來，達(dá)到真實(shí)直觀的目的。
在模擬操作過程中當(dāng)遇到工作中需要?jiǎng)x車時(shí)，踩下剎車13，這時(shí)相對(duì)應(yīng)的 傳感器6會(huì)傳遞信號(hào)到單片機(jī)4，單片機(jī)4會(huì)做出切斷行走的信號(hào)，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(jìn)行其他動(dòng)作。
在操作模擬器進(jìn)行模擬作業(yè)時(shí)，操縱操作桿7進(jìn)行協(xié)調(diào)配合進(jìn)行復(fù)合動(dòng)作， 其下部傳感器6將收到的動(dòng)作信號(hào)傳遞給單片機(jī)4，并將模擬信號(hào)一級(jí)處理后反 饋到可編程控制器2，此時(shí)可編程控制器2對(duì)信號(hào)處理后調(diào)用相應(yīng)的平地機(jī)模擬 軟件代碼，最終將即時(shí)動(dòng)作圖象在顯示器l展現(xiàn)出來。
當(dāng)模擬系統(tǒng)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，系統(tǒng)將停止發(fā)動(dòng)機(jī)模擬聲音的發(fā)出，這時(shí)我 們按照安全須知來關(guān)閉啟動(dòng)開關(guān)通過相對(duì)應(yīng)的傳感器6傳遞給單片機(jī)4，單片機(jī) 4將所有動(dòng)作信號(hào)截止操作完成。
其他動(dòng)作手柄如上所述，所對(duì)應(yīng)操作動(dòng)作真實(shí)模擬實(shí)際設(shè)備運(yùn)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(shí)性。
權(quán)利要求
1、一種平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，包括操作臺(tái)、可編程控制器、視景數(shù)據(jù)庫(kù)、圖像生成器、圖像顯示器、由若干傳感器組成的傳感系統(tǒng)、單片機(jī)及可編程應(yīng)用程序、操作應(yīng)用軟件系統(tǒng)；其特征在于操作臺(tái)包括工作臺(tái)(9)，安裝在工作臺(tái)(9)上的操作桿連接軸(15)，其連接軸上安裝有若干工作操作手柄(7)、方向盤(11)及方向傳動(dòng)軸(8)、檔位控制器(14)、剎車(13)和油門(12)，傳感器(6)與工作臺(tái)(9)上的各操作手柄連接并通過數(shù)據(jù)線(5)與單片機(jī)(4)連接將各操作手柄機(jī)械動(dòng)作信號(hào)傳輸給一級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)單片機(jī)(4)，單片機(jī)(4)通過USB接口(3)與可編程控制器(2)連接將處理后將處理后的信號(hào)傳遞給二級(jí)信號(hào)處理可編程控制器(2)，可編程控制器(2)通過VGA數(shù)據(jù)線(10)與顯示器(1)連接將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給顯示器顯示即時(shí)動(dòng)作畫面。
2、 如權(quán)利要求1所述的平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于軟件操作系 統(tǒng)的視角來用駕駛室內(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所述的平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于單片機(jī)(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所述的平地機(jī)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(jī)(4)上實(shí)現(xiàn)可編程控制器(2)的功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平地機(jī)模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，屬于模擬系統(tǒng)。包括操作臺(tái)、可編程控制器、單片機(jī)、傳感系統(tǒng)、圖像顯示器；在操作臺(tái)上安裝有若干操作手柄、方向盤及方向傳動(dòng)軸、檔位控制器、剎車和油門；傳感器與工作臺(tái)上的各操作手柄連接并通過數(shù)據(jù)線將各操作手柄機(jī)械動(dòng)作信號(hào)傳輸給一級(jí)信號(hào)處理單片機(jī)，信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)處理后通過USB接口傳遞給二級(jí)信號(hào)處理系統(tǒng)可編程控制器，經(jīng)過可編程控制器處理后通過VGA數(shù)據(jù)線傳遞給顯示系統(tǒng)顯示即時(shí)動(dòng)作畫面。優(yōu)點(diǎn)是通過模擬操作培訓(xùn)系統(tǒng)，可以模擬平地機(jī)的各種作業(yè)動(dòng)作、實(shí)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(shí)間，使學(xué)員能真正熟練掌平地機(jī)的各種操作技能、技巧。
文檔編號(hào)G09B9/04GK101465073SQ20071019174
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)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(qǐng)人:宏 李