專(zhuān)利名稱(chēng)：設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種重型機(jī)械模擬操作系統(tǒng)，具體涉及一種設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
塔吊(tower crane),又稱(chēng)塔式起重機(jī),簡(jiǎn)稱(chēng)塔機(jī)。塔吊是建筑工地上最常用的一種起重設(shè)備，以一節(jié)一節(jié)的接長(zhǎng)(高)形成鐵塔的形式，用來(lái)吊施工用得鋼筋、木楞、腳手管等施工原材料的設(shè)備，是建筑施工一種必不可少的設(shè)備。相應(yīng)的，對(duì)塔吊操作培訓(xùn)的要求也越來(lái)越高。目前，最常見(jiàn)的培訓(xùn)方式是在使用者前期塔吊理論課結(jié)束后，就進(jìn)行塔吊實(shí)際上機(jī)操作訓(xùn)練，學(xué)習(xí)各種塔吊的操作技能、技巧。但塔吊的各種操作技能、技巧是通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間上機(jī)訓(xùn)練才可以熟練掌握的。這種訓(xùn)練方式存在很多問(wèn)題，例如成本大、耗材高等缺點(diǎn)。使用者在訓(xùn)練過(guò)程中也受到時(shí)間、經(jīng)濟(jì)條件等限制，造成使用者無(wú)法熟練掌握塔吊的操作技能、技巧，為以后的實(shí)際工作帶來(lái)安全隱患。雖然現(xiàn)在的市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些模擬塔吊工作的模擬機(jī)，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，難于普及使用。所以，亟需開(kāi)發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)。此外，現(xiàn)有的模擬操作系統(tǒng)，尤其是工程機(jī)械模擬操作系統(tǒng)中，使用者坐在座椅上通過(guò)模擬操作系統(tǒng)上的操作桿、踏板、操作按鈕等進(jìn)行模擬操作；而模擬操作系統(tǒng)上設(shè)置的顯示器顯示模擬的畫(huà)面對(duì)使用者的操作進(jìn)行反饋，但是該種反饋僅僅對(duì)使用者形成視覺(jué)上的反饋，而無(wú)法模擬出在具體的操作環(huán)境下駕駛座椅的顛簸或者傾斜的反饋，對(duì)模擬出的情景受到了限制。故，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種能夠幫助使用者掌握和熟練塔吊操作技巧，并且能夠模擬駕駛座椅傾斜或顛簸的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一種設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，包括模擬操作系統(tǒng)和安裝于模擬操作系統(tǒng)下方的六自由度平臺(tái)，所述模擬操作系統(tǒng)包括底座、位于底座前方的前立板和位于底座后部的座椅，所述前立板上方安裝有顯示器，前立板內(nèi)部空腔放置有主機(jī)，所述顯示器與主機(jī)連接；所述六自由度平臺(tái)包括靜平臺(tái)、用以支撐模擬操作系統(tǒng)用的動(dòng)平臺(tái)以及六個(gè)升降裝置；所述升降裝置的兩端通過(guò)連接頭分別連接動(dòng)平臺(tái)及靜平臺(tái)，所述六個(gè)升降裝置為傾斜的設(shè)置于動(dòng)平臺(tái)及靜平臺(tái)之間。 其中，操作手柄包括左操作手柄和右操作手柄,所述左操作手柄與控制吊鉤上下動(dòng)作的電路連接；所述右操作手柄與控制吊車(chē)大臂左右動(dòng)作和小車(chē)前后動(dòng)作電路連接。按鈕包括啟動(dòng)按鈕、急停按鈕、旋轉(zhuǎn)制動(dòng)按鈕、總照明燈按鈕、電鈴等按鈕。各操作手柄和按鈕分別與開(kāi)關(guān)控制元件連接，所有的開(kāi)關(guān)控制元件通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置與計(jì)算機(jī)連接。所述顯示器為單屏顯示器或三屏顯示器或環(huán)形屏幕顯示器。本實(shí)用新型在使用時(shí)，安裝上相應(yīng)的程序軟件后，利用操作手柄或按鈕將模擬信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將處理后的信號(hào)輸入到顯示器，使用者操作與顯示器顯示的圖像同步，使用者通過(guò)操作手柄進(jìn)行塔吊的各種課題訓(xùn)練，從而掌握各種操作技能和技巧。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu) 緊湊，操作方便，使用者可以通過(guò)操作手柄和按鈕模擬系統(tǒng)進(jìn)行操作，模擬塔吊的各種作業(yè)課題、實(shí)際工作中的環(huán)境以及任務(wù)，用電量低，不產(chǎn)生噪聲，在低成本的前提下增加使用者的訓(xùn)練時(shí)間，培訓(xùn)效果好。六自由度平臺(tái)中采用升降裝置連接動(dòng)平臺(tái)及靜平臺(tái)，通過(guò)升降裝置的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)、前后運(yùn)動(dòng)、左右的傾斜搖擺以及前后的傾斜搖擺，以實(shí)現(xiàn)模擬駕駛座椅的傾斜或顛簸，使動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)有了更大的自由度，提高了場(chǎng)景模擬的真實(shí)性。所述升降裝置是以一定角度傾斜的連接于靜平臺(tái)及動(dòng)平臺(tái)之間，這樣才能夠保證該六個(gè)升降裝置對(duì)動(dòng)平臺(tái)的支撐穩(wěn)定。該實(shí)用新型可廣泛用于游戲、展示、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)以及技能鑒定考試中。

圖I為本實(shí)用新型中的模擬操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中的六自由度平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖I至2所示，本實(shí)用新型的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，包括模擬操作系統(tǒng)和安裝于模擬操作系統(tǒng)下方的六自由度平臺(tái)100，模擬操作系統(tǒng)包括底座I、位于底座I前方的前立板2和位于底座I后部的座椅3，前立板2上方安裝有顯示器6，前立板2內(nèi)部空腔放置有主機(jī)，顯示器6與主機(jī)連接；座椅3兩側(cè)設(shè)有扶手箱5，扶手箱5上設(shè)置有按鈕7，扶手箱5前方安裝有操作手柄4。六自由度平臺(tái)100包括靜平臺(tái)20、用以支撐模擬操作系統(tǒng)用的動(dòng)平臺(tái)30以及六個(gè)升降裝置40。所述升降裝置40的兩端通過(guò)連接頭41分別連接動(dòng)平臺(tái)30及靜平臺(tái)20，所述連接頭41為球鉸、或關(guān)節(jié)軸承、或萬(wàn)向節(jié)。所述升降裝置40是向內(nèi)傾斜的連接于靜平臺(tái)20及動(dòng)平臺(tái)30之間，且六個(gè)升降裝置40與動(dòng)平臺(tái)30的連接點(diǎn)均位于同一個(gè)圓周上，從而可以使該六個(gè)升降裝置40對(duì)動(dòng)平臺(tái)30的支撐更加穩(wěn)固。所述升降裝置40為電動(dòng)缸、或液壓缸、或氣動(dòng)缸。當(dāng)在某些模擬場(chǎng)景中需要模擬駕駛座的傾斜或顛簸時(shí)，通過(guò)控制六個(gè)升降裝置40的升降高度或/和速度的不同而改變動(dòng)平臺(tái)30傾斜的角度或者傾斜角度變換的速度，從而能夠使駕駛座模擬出特定環(huán)境下的傾斜或者顛簸，提高了場(chǎng)景模擬的真實(shí)度。而六個(gè)升降裝置40可以模擬出更多的場(chǎng)景，如駕駛座在各個(gè)方向的平移、傾斜或擺動(dòng)，從而能夠模擬出更多的場(chǎng)景，提高了場(chǎng)景模擬的真實(shí)度。本實(shí)施例中，操作手柄4包括左操作手柄和右操作手柄,左操作手柄與控制吊鉤上下動(dòng)作的電路連接；右操作手柄與控制吊車(chē)大臂左右動(dòng)作和小車(chē)前后動(dòng)作電路連接。按鈕包括啟動(dòng)按鈕、急停按鈕、旋轉(zhuǎn)制動(dòng)按鈕、總照明燈按鈕、電鈴等按鈕。各操作手柄4和按鈕7分別與開(kāi)關(guān)控制元件連接，所有的開(kāi)關(guān)控制元件通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置與計(jì)算機(jī)主機(jī)連接。顯示器6為單屏顯示器或三屏顯示器或環(huán)形屏幕顯示器，該整個(gè)設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)可位于集裝箱(未圖示)中，以便于運(yùn)輸。本實(shí)用新型在使用時(shí)，安裝上相應(yīng)的程序軟件后，利用操作手柄4或按鈕7將模擬信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將處理后的信號(hào)輸入到顯示器6，使用者操作與顯示器6顯示的圖像同步，使用者通過(guò)操作手柄4進(jìn)行塔吊的各種課題訓(xùn)練，從而掌握各種操作技能和技巧。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和 潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于包括模擬操作系統(tǒng)和安裝于模擬操作系統(tǒng)下方的六自由度平臺(tái)，所述模擬操作系統(tǒng)包括底座、位于底座前方的前立板和位于底座后部的座椅，所述前立板上方安裝有顯示器，前立板內(nèi)部空腔放置有主機(jī)，所述顯示器與主機(jī)連接；所述座椅兩側(cè)設(shè)有扶手箱，扶手箱上設(shè)置有按鈕，扶手箱前方安裝有操作手柄；所述六自由度平臺(tái)包括靜平臺(tái)、用以支撐模擬操作系統(tǒng)用的動(dòng)平臺(tái)以及六個(gè)升降裝置；所述升降裝置的兩端通過(guò)連接頭分別連接動(dòng)平臺(tái)及靜平臺(tái)，所述六個(gè)升降裝置為傾斜的設(shè)置于動(dòng)平臺(tái)及靜平臺(tái)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述操作手柄包括左操作手柄和右操作手柄，所述左操作手柄與控制吊鉤上下動(dòng)作的電路連接；所述右操作手柄與控制吊車(chē)大臂左右動(dòng)作和小車(chē)前后動(dòng)作電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述顯示器為單屏顯示器或三屏顯示器或環(huán)形屏幕顯示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述連接頭為球鉸、或關(guān)節(jié)軸承、或萬(wàn)向節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述六個(gè)升降裝置與動(dòng)平臺(tái)的連接點(diǎn)均位于同一個(gè)圓周上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述升降裝置為電動(dòng)缸、或液壓缸、或氣動(dòng)缸。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種設(shè)有升降裝置實(shí)現(xiàn)的六自由度平臺(tái)的塔吊模擬操作系統(tǒng)，包括模擬操作系統(tǒng)和安裝于模擬操作系統(tǒng)下方的六自由度平臺(tái)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，在使用時(shí)，安裝上相應(yīng)的程序軟件后，利用操作手柄或按鈕將模擬信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將處理后的信號(hào)輸入到顯示器，使用者操作與顯示器顯示的圖像同步，使用者通過(guò)操作手柄進(jìn)行塔吊的各種課題訓(xùn)練，從而掌握各種操作技能和技巧；該模擬操作系統(tǒng)可廣泛用于游戲、展示、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)以及技能鑒定考試中。
文檔編號(hào)G09B9/00GK202650301SQ20122017772
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者李宏 申請(qǐng)人:江蘇宏昌工程機(jī)械有限公司