專利名稱：一種用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)于一種教學(xué)系統(tǒng)，尤指一種用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在汽車快修教學(xué)過程中，為了更好的讓學(xué)生了解和掌握現(xiàn)實(shí)場景中的汽車外觀、設(shè)備及各種設(shè)備互相之間的工作原理，通常是購買實(shí)物或者制作課件等作為輔助教學(xué)工具，用以形象、生動(dòng)的展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)場景和書面的展現(xiàn)各設(shè)備的工作原理?，F(xiàn)被廣泛應(yīng)用的實(shí)物主要包括兩種類型一是利用傳統(tǒng)的辦公軟件制作的各設(shè)備的工作原理，由教師針對(duì)不同的設(shè)備、科目通過人工的方式進(jìn)行制作，這是最簡單的教學(xué)方式。二是采購汽車實(shí)物進(jìn)行教學(xué)，可以立體化的展現(xiàn)車輛的各個(gè)設(shè)備。 上述兩種教學(xué)輔助設(shè)備第一種需要依靠教師手工制作完成，制作復(fù)雜，而且制作周期較長，展示效果不明顯；第二種需要購買成品實(shí)物，費(fèi)用成本相當(dāng)?shù)母?。但是也無法全方位的展示各個(gè)設(shè)備部件的工作原理狀態(tài)；同事由于傳統(tǒng)的實(shí)物設(shè)備教學(xué)占用空間較大，如果需要進(jìn)行教學(xué)則無法設(shè)置現(xiàn)實(shí)生活場景進(jìn)行快修的情景模式和無法避免實(shí)物設(shè)備的損壞；此外實(shí)物設(shè)備一經(jīng)購買，難以進(jìn)行更新，導(dǎo)致實(shí)物設(shè)備的實(shí)用壽命短，價(jià)值/成本率低。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的教 學(xué)和時(shí)間必須要由實(shí)物設(shè)備來進(jìn)行，設(shè)備成本高、使用壽命短、無法模擬現(xiàn)實(shí)中的情景模式設(shè)置汽車出現(xiàn)故障進(jìn)行快修，且占用空間較大，搬運(yùn)不方便、易損壞的缺陷。本實(shí)用新型的目的是提供一套借助計(jì)算機(jī)和虛擬仿真軟件制作的虛擬仿真快修教學(xué)設(shè)備，即一種用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備。該設(shè)備不僅可以提供教學(xué)、實(shí)踐、情景仿真，并且可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)踐器材的零損耗，該系統(tǒng)建造方便，成本更低。本用實(shí)用新型提供了一種用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，具有一個(gè)完整駕駛室以及與駕駛室中可操作部件相連的數(shù)個(gè)傳感器，這些可操作部件包括方向盤、檔位、離合、油門、剎車、駐車設(shè)備等。數(shù)個(gè)傳感器都通過一個(gè)轉(zhuǎn)換邏輯電路連接至數(shù)據(jù)處理器，而數(shù)據(jù)處理器又連接于輸出裝置。所述轉(zhuǎn)換邏輯電路為單片機(jī)，單片機(jī)通過電纜連接至數(shù)據(jù)處理器。所述輸出裝置為駕駛室外的顯示裝置及音響設(shè)備，用于進(jìn)行仿真顯示圖像和聲音，而所述輸出裝置還可包括安裝于前述駕駛室底部與地面之間的動(dòng)力裝置，這樣便可以仿真車體東西與振動(dòng)。并且，在所述駕駛室中還可具有用于答題的輸入裝置，以便于對(duì)學(xué)員進(jìn)行考核，把考試結(jié)合到操作實(shí)踐中，在車內(nèi)駕駛時(shí)便可考察學(xué)員的判斷能力，只需要將正確答案選中即可。并且，只是給出了一個(gè)所述駕駛室與數(shù)據(jù)處理器及輸出裝置單個(gè)為一組連接使用的情形，這樣可以專人專用，當(dāng)然，所述數(shù)據(jù)處理器也可連接多組駕駛室中的轉(zhuǎn)換邏輯電路及輸出裝置，這樣便可以節(jié)約處理資源以及運(yùn)行費(fèi)用。另外，也可以由前述一個(gè)數(shù)據(jù)處理器與一個(gè)轉(zhuǎn)換邏輯電路及一套輸出裝置為一單組，數(shù)個(gè)上述單組能共同組成為局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)I、真實(shí)再現(xiàn)虛擬場景的建立以真實(shí)實(shí)物為基礎(chǔ)，能夠真實(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)實(shí)物的特征、形態(tài)和布局。2、節(jié)約成本以本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)作為教學(xué)平臺(tái)，取代實(shí)物教學(xué)，克服了實(shí)物購買成本昂貴和易損壞等缺陷，采用虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)更能凸顯其在費(fèi)用成本上的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。3、便于遠(yuǎn)程運(yùn)行本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，克服了實(shí)物模型占用空間大、搬運(yùn)不便且搬運(yùn)過程中易損壞的 缺陷。4、可進(jìn)行功能擴(kuò)展本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)可以結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)等進(jìn)行信息管理的擴(kuò)充。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本實(shí)用新型信號(hào)傳送示意圖。其中I駕駛室2數(shù)據(jù)處理器 3輸出裝置具體實(shí)施方式
如圖I所示，本用實(shí)用新型提供了一種用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，具有一個(gè)完整的仿真駕駛室I以及與駕駛室I中可操作部件相連的數(shù)個(gè)傳感器，這些可操作部件一般包括方向盤、檔位、離合、油門、剎車、駐車設(shè)備等可操作件。而數(shù)個(gè)傳感器都通過一個(gè)轉(zhuǎn)換邏輯電路連接至數(shù)據(jù)處理器2，而數(shù)據(jù)處理器又連接于輸出裝置3。所述轉(zhuǎn)換邏輯電路在本例中選為單片機(jī)，而單片機(jī)通過電纜連接至數(shù)據(jù)處理器2。且輸出裝置3為駕駛室外的顯示裝置及音響設(shè)備，用于進(jìn)行仿真駕駛室I外的圖像和內(nèi)外的聲音，而所述輸出裝置3還可包括安裝于前述駕駛室底部與地面之間的動(dòng)力裝置，這樣便可以仿真車體移動(dòng)與振動(dòng)。綜合以上輸出裝置3，便可真實(shí)仿真車輛駕駛以及各種故障狀態(tài)。并且，在所述駕駛室I中還可具有用于答題的輸入裝置，以便于對(duì)學(xué)員進(jìn)行考核，把考試結(jié)合到操作實(shí)踐中，在車內(nèi)駕駛時(shí)便可考察學(xué)員的判斷能力，只需要將正確答案選中即可。以，如圖1、2所示，目前圖中只是給出了一個(gè)所述駕駛室I與數(shù)據(jù)處理器2及輸出裝置3單個(gè)為一組連接使用的情形，這樣可以專人專用，當(dāng)然，所述數(shù)據(jù)處理器2也可連接多組駕駛室I中的轉(zhuǎn)換邏輯電路及輸出裝置3，這樣便可以節(jié)約服務(wù)器處理資源以及運(yùn)行費(fèi)用。另外，也可以由前述一個(gè)數(shù)據(jù)處理器與一個(gè)轉(zhuǎn)換邏輯電路及一套輸出裝置為一單組，數(shù)個(gè)上述單組能共同組成為局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。本實(shí)用新型通主要過三維仿真技術(shù)與仿汽車駕駛操作過程中所相應(yīng)硬件進(jìn)行結(jié)合方式進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)，可讓學(xué)生在模擬駕駛操作和對(duì)故障排除過程中，學(xué)習(xí)到如何解決在現(xiàn)實(shí)生活場景中遇到的車輛問題，并可通過反復(fù)模擬，達(dá)到熟練快修的目的。本實(shí)用新型還可以讓學(xué)生進(jìn)行模擬訓(xùn)練，如組裝、維修等。通過網(wǎng)絡(luò)，還可以使得多考生間進(jìn)行配合演練，協(xié)同操作，達(dá)到實(shí)操的效果，另外，本實(shí)用新型可以引入到考試評(píng)估過程中，使得原本對(duì)實(shí)物、場地要求的考試場所僅需通過網(wǎng)絡(luò)及本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件即可解決，達(dá)到節(jié)省人力、物力、提高效率的效果。在應(yīng)用過程中，可以自動(dòng)收集或有目的采集的手段進(jìn)行豐富資料故障庫，無論學(xué)生還是教師還是維修機(jī)構(gòu)，均可從資料庫中調(diào)取所需參考的多媒體資料技術(shù)文檔(包括音頻、視頻、圖片)進(jìn)行參考、學(xué)習(xí)。實(shí)際應(yīng)用中，可由教師在后臺(tái)進(jìn)行設(shè)置故障單元和發(fā)生故障的情景模式，讓學(xué)生在教與學(xué)的過程中學(xué)習(xí)到真實(shí)的故障排除。本實(shí)用新型中，首先引入定制的仿真實(shí)駕駛室相應(yīng)配套設(shè)備，主要有方向盤、手自一體檔位、離合、油門、剎車、駐車設(shè)備等，該些設(shè)備分別連接對(duì)應(yīng)的傳感器，對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)，傳感器把信息傳給專門處理的單片機(jī)，通過單片機(jī)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，該信號(hào)傳送給連接電腦主機(jī)的板卡，應(yīng)用系統(tǒng)通過軟件驅(qū)動(dòng)接口分析數(shù)字信號(hào)后作出相應(yīng)的場景、物體變化，使操作者獲得如同真正駕駛的效果。本實(shí)用新型的實(shí)施例說明(I)、快修實(shí)踐根據(jù)定制好的環(huán)境進(jìn)行模擬一系列故障，學(xué)生通過對(duì)故障排除達(dá)到學(xué)習(xí)和實(shí)踐的目的。本系統(tǒng)可由學(xué)生選擇老師定制好的駕駛線路模擬駕車出行，到達(dá)一定條件后，系統(tǒng)模擬汽車出現(xiàn)指定的故障，學(xué)生對(duì)故障進(jìn)行排除，系統(tǒng)根據(jù)考生的操作情況及正確度(完成度)進(jìn)行評(píng)分，當(dāng)故障排除度達(dá)到規(guī)定的條件后，學(xué)生可以繼續(xù)操作，同樣，駕車到一定條件后，系統(tǒng)再次模擬出另一個(gè)故障，學(xué)生進(jìn)行排除得到一定的分?jǐn)?shù)。如此反復(fù)，系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)生的分?jǐn)?shù)能否繼續(xù)進(jìn)行模擬駕車操作，當(dāng)分?jǐn)?shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，學(xué)生可以最終駕車到終點(diǎn)。(2)、數(shù)據(jù)采集主要進(jìn)行快修工作流定制和實(shí)踐操作進(jìn)行參數(shù)環(huán)境定義。通過導(dǎo)入或其他手段添加快修實(shí)踐過程中所需要的背景色或圖片；添加快修實(shí)踐過程中所需要的視頻資料；添加快修實(shí)踐中所涉及到的汽車零部件模型圖(如CAD、3DS等格式)；添加各汽車零部件故障出現(xiàn)時(shí)快修完成度標(biāo)準(zhǔn)；(3)、流程定制引入工作流引擎支持用戶自行定義各種場景出現(xiàn)次序和故障順序，用戶可以把各種場景通過工作流引擎串聯(lián)起來，達(dá)到各種效果(如模擬自駕游各種路線和路上出現(xiàn)的種種故障)。流程定制可由用戶自行定制場景出現(xiàn)次序和各種故障；故障定義主要供流程定制用，用戶可制定故障級(jí)別參數(shù)(即完成度)，系統(tǒng)可根據(jù)該參數(shù)對(duì)學(xué)生排除故障操作進(jìn)行評(píng)分。操作過程中，進(jìn)入下一環(huán)節(jié)需要什么條件可通過該功能定義，如學(xué)生沒達(dá)到一定分?jǐn)?shù)不允許進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。圖2為本實(shí)用新型中模擬駕駛室如何跟計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行配合示意圖。當(dāng)用戶操作某個(gè)硬件時(shí)，專門傳感器捕捉到信號(hào)后，傳遞給邏輯電路，由邏輯電路按本實(shí)用新型所規(guī)定的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，得到固定格式的數(shù)字信號(hào)(如下圖所示)，通過線纜傳到服務(wù)器板卡上，最終由軟件驅(qū)動(dòng)程序轉(zhuǎn)換成應(yīng)用系統(tǒng)所能識(shí)別的格式數(shù)據(jù)。涉及以上快修內(nèi)容的虛擬仿真技術(shù)，主要有以下兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(I)、核心數(shù)據(jù)引擎封裝后的核心數(shù)據(jù)引擎包含了三維模型處理、場景加載優(yōu)化算法、物理運(yùn)動(dòng)定律·算法及展示。(2)、駕駛室硬件相配套的信號(hào)轉(zhuǎn)換電氣裝置在實(shí)現(xiàn)過程中，需要使用到駕駛室所必須具備的器件方向盤、離合器、剎車等供操作人員進(jìn)行操作，硬件與計(jì)算機(jī)交互要通過專門的信號(hào)轉(zhuǎn)換電氣裝置，該裝置涉及到設(shè)備連接和信號(hào)轉(zhuǎn)換，相應(yīng)使用一套電路設(shè)備。(3)、硬件配套的軟件驅(qū)動(dòng)程序本實(shí)用新型充分利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)具有逼真性的優(yōu)點(diǎn)，借助模型構(gòu)建、光影以及立體渲染等技術(shù)手段，讓現(xiàn)實(shí)場景中的地形、車輛已經(jīng)設(shè)備設(shè)置在虛擬場景中得以形象、細(xì)致、生動(dòng)的再現(xiàn)，并且讓用戶能進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐操作，無需購買實(shí)物，克服了實(shí)物購買費(fèi)用較高、易損耗的缺陷，特別是對(duì)于汽車維修實(shí)踐方面，采用交互式的場景仿真教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)更能凸顯其在人力、時(shí)間和費(fèi)用成本上的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)；制作的虛擬仿真汽車教學(xué)與實(shí)踐系統(tǒng)通過打包封裝為計(jì)算機(jī)可執(zhí)行文件，然后借助局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)，便可以讓該交互式場景仿真系統(tǒng)在任意遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)上得以運(yùn)行，而無需進(jìn)行實(shí)體搬運(yùn)，克服了汽車實(shí)物占用空間大、搬運(yùn)不便和在實(shí)踐操作過程中易損壞的缺陷。同時(shí)，本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)與實(shí)踐系統(tǒng)提供交互式的操作和控制，用戶可以借助計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備在虛擬場景中進(jìn)行任意的汽車快修的學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，還可以根據(jù)需要自定義設(shè)置虛擬場景中的各項(xiàng)參數(shù)。觀察某些實(shí)物設(shè)備工作時(shí)被遮擋的局部特征作為進(jìn)一步的擴(kuò)展方案，本實(shí)用新型還可以結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、幾何數(shù)據(jù)測(cè)算、方案和圖表、語音媒體解說等多種技術(shù)支持，為用戶對(duì)相應(yīng)的實(shí)物工作原理的學(xué)習(xí)提供相關(guān)的信息，避免了借助實(shí)體設(shè)備難以或?qū)嶋H操作不透明的缺點(diǎn)，達(dá)到節(jié)約資金、提高教學(xué)質(zhì)量水平的目的，擴(kuò)展了本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，提升了其應(yīng)用價(jià)值，延長了其使用壽命，價(jià)值與成本比率得以大幅度提高。綜上所述，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)I、真實(shí)再現(xiàn)虛擬場景的建立以真實(shí)實(shí)物為基礎(chǔ)，能夠真實(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)實(shí)物的特征、形態(tài)和布局。2、節(jié)約成本以本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)作為教學(xué)平臺(tái)，取代實(shí)物教學(xué)，克服了實(shí)物購買成本昂貴和易損壞等缺陷，采用虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)更能凸顯其在費(fèi)用成本上的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。3、便于遠(yuǎn)程運(yùn)行本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，克服了實(shí)物模型占用空間大、搬運(yùn)不便且搬運(yùn)過程中易損壞的缺陷。4、可進(jìn)行功能擴(kuò)展本實(shí)用新型的虛擬仿真汽車快修教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)可以結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)等進(jìn)行信息管理的擴(kuò)充。惟以上所述者，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施范圍；故，凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍及創(chuàng)作說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型專利涵蓋之范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，其特征在于，具有一個(gè)完整駕駛室以及與駕駛室中可操作部件相連的數(shù)個(gè)傳感器，數(shù)個(gè)傳感器都通過一個(gè)轉(zhuǎn)換邏輯電路連接至數(shù)據(jù)處理器，而數(shù)據(jù)處理器又連接于輸出裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，其特征在于所述轉(zhuǎn)換邏輯電路為單片機(jī)，單片機(jī)通過電纜連接至數(shù)據(jù)處理器。
3.如權(quán)利要求I所述的用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，其特征在于所述輸出裝置為駕駛室外的顯示裝置及音響設(shè)備。
4.如權(quán)利要求3所述的用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，其特征在于所述輸出裝置還包括安裝于前述駕駛室底部與地面之間的動(dòng)力裝置。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備,其特征在于所述駕駛室中還具有用于答題的輸入裝置。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，其特征在于所述可操作部件包括方向盤、檔位、離合、油門、剎車、駐車設(shè)備。
7.如權(quán)利要求5所述的用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理器連接多組駕駛室中轉(zhuǎn)換邏輯電路及輸出裝置。
8.如權(quán)利要求5所述的用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，其特征在于前述一個(gè)數(shù)據(jù)處理器 與一個(gè)轉(zhuǎn)換邏輯電路及一套輸出裝置為一單組，數(shù)個(gè)上述單組能共同組成為局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
專利摘要一種用于汽車快修教學(xué)的設(shè)備，具有一個(gè)完整駕駛室以及與駕駛室中可操作部件相連的數(shù)個(gè)傳感器，這些可操作部件包括方向盤、檔位、離合、油門、剎車、駐車設(shè)備等。數(shù)個(gè)傳感器都通過一個(gè)轉(zhuǎn)換邏輯電路連接至數(shù)據(jù)處理器，而數(shù)據(jù)處理器又連接于輸出裝置。所述轉(zhuǎn)換邏輯電路為單片機(jī)，單片機(jī)通過電纜連接至數(shù)據(jù)處理器。所述輸出裝置為駕駛室外的顯示裝置及音響設(shè)備，用于進(jìn)行仿真顯示圖像和聲音，而所述輸出裝置還可包括安裝于前述駕駛室底部與地面之間的動(dòng)力裝置，這樣便可以仿真車體東西與振動(dòng)。該系統(tǒng)不僅可以提供教學(xué)、實(shí)踐、情景仿真，并且可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)踐器材的零損耗，該系統(tǒng)建造方便，成本更低。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202512805SQ20122016642
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者秦德貴, 陳惠武, 陳順德 申請(qǐng)人:南寧恒永佳電子科技有限公司