專利名稱：設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種重型機械模擬操作系統(tǒng)，具體涉及一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的 二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
提升機(well elevating conveyor/Elevator),是通過改變勢能進行運輸?shù)拇笮蜋C械設(shè)備，如礦井提升機、過壩提升機等。提升機功率較大、提升能力較強，所以在建筑領(lǐng)域和煤礦采集領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相應(yīng)的，對提升機操作培訓(xùn)的要求也越來越高。目前，最常見的培訓(xùn)方式是在使用者前期提升機理論課結(jié)束后，就進行提升機實際上機操作訓(xùn)練，學(xué)習(xí)各種提升機的操作技能、技巧。但提升機的各種操作技能、技巧是通過長時間上機訓(xùn)練才可以熟練掌握的。這種訓(xùn)練方式存在很多問題，例如成本大、耗材高等缺點。使用者在訓(xùn)練過程中也受到時間、經(jīng)濟條件等限制，造成使用者無法熟練掌握提升機的操作技能、技巧，為以后的實際工作帶來安全隱患。雖然現(xiàn)在的市場上出現(xiàn)了一些模擬提升機工作的模擬機，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，難于普及使用。所以，亟需開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)。此外，現(xiàn)有的模擬操作系統(tǒng)，尤其是工程機械模擬操作系統(tǒng)中，使用者坐在座椅上通過模擬操作系統(tǒng)上的操作桿、踏板、操作按鈕等進行模擬操作；而模擬操作系統(tǒng)上設(shè)置的顯示器顯示模擬的畫面對使用者的操作進行反饋，但是該種反饋僅僅對使用者形成視覺上的反饋，而無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)方案以解決上述問題。

實用新型內(nèi)容發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種能夠幫助使用者掌握和熟練提升機操作技巧，并且能夠模擬駕駛座椅傾斜或顛簸的設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)，包括模擬操作系統(tǒng)和安裝于模擬操作系統(tǒng)下方的二自由度平臺，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)部空腔放置有計算機主機，所述顯示器與計算機主機連接；所述座椅兩側(cè)設(shè)有操控柜，操控柜上設(shè)置有按鈕、狀態(tài)指示器和操作手柄，所述操作手柄包括剎車手柄和調(diào)速手柄，所述按鈕和操作手柄分別連接有開關(guān)控制元件，所述開關(guān)控制元件均通過模數(shù)轉(zhuǎn)換板與計算機主機連接；所述底座為長方形框架結(jié)構(gòu)，長方形框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部連接有若干條橫桿，在長方形框架結(jié)構(gòu)上方鋪設(shè)有橡膠墊，底座設(shè)計為框架與橡膠墊結(jié)合的結(jié)構(gòu)，有利于減輕整機的重量，便于搬運。所述二自由度平臺包括靜平臺、用以支撐模擬操作系統(tǒng)用的動平臺、固定于靜平臺上的一對步進電機、分別與步進電機連接的一對減速器、連接減速器以及動平臺的連桿機構(gòu)以及設(shè)置于動平臺及靜平臺之間的支撐連接裝置；所述連桿機構(gòu)包括第一連桿及第二連桿，所述第一連桿的一端剛接于減速器的輸出軸上，第二連桿的一端與第一連桿鉸接而另一端通過連接頭連接于動平臺上。所述座椅包括靠背和座墊，所述靠背與座墊通過轉(zhuǎn)軸活動連接，靠背相對于座墊傾斜的角度為95° 120°。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。本實用新型在使用時，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傳遞給計算機主機，計算機主機將處理后的信號輸入到顯示器，使用者操作與顯示器顯示的圖像同步，使用者通過操作手柄進行提升機的各種課題訓(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，本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧方便，操作簡單，使用者可以通過操作手柄和按鈕模擬系統(tǒng)進行操作，模擬提升機的各種作業(yè)課題、實際工作中的環(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)練時間，培訓(xùn)效果好。二自由度平臺中采用兩個鉸接的連桿支撐著用以支撐操作教學(xué)儀器用的動平臺，通過步進電機及減速器操作第一連桿并帶動第二連桿的升降來實現(xiàn)動平臺以支撐連接裝置為支點而前后左右的晃動，以實現(xiàn)模擬駕駛座椅的傾斜或顛簸。本實用新型可廣泛用于游戲、展示、實驗、教學(xué)以及技能鑒定考試中。

圖I為本實用新型中的模擬操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型中的二自由度平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的左視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作更進一步的說明。如圖I至圖3所示，本實用新型的設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)，包括模擬操作系統(tǒng)和安裝于模擬操作系統(tǒng)下方的二自由度平臺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)部空腔放置有計算機主機，顯示器6與計算機主機連接；座椅3兩側(cè)設(shè)有操控柜5,操控柜5上設(shè)置有按鈕7、狀態(tài)指示器8和操作手柄4,操作手柄4包括剎車手柄和調(diào)速手柄，按鈕7和操作手柄4分別連接有開關(guān)控制元件，開關(guān)控制元件均通過模數(shù)轉(zhuǎn)換板與計算機主機連接；底座I為長方形框架結(jié)構(gòu)，長方形框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部連接有若干條橫桿，在該框架結(jié)構(gòu)上方鋪設(shè)有橡膠墊。底座I設(shè)計為框架與橡膠墊結(jié)合的結(jié)構(gòu)，有利于減輕整機的重量，便于搬運。二自由度平臺100包括靜平臺20、用以支撐模擬操作系統(tǒng)用的動平臺30、固定于靜平臺20上的一對步進電機41、分別與步進電機41連接的一對減速器42、連接減速器42以及動平臺30的連桿機構(gòu)以及設(shè)置于動平臺30及靜平臺20之間的支撐連接裝置50。該支撐連接裝置50為萬向節(jié)，支撐連接裝置50能夠固定動平臺30及靜平臺20在前后方向及左右方向的相對位置，但是可以使動平臺30相對靜平臺20進行上下及左右的擺動。所述連桿機構(gòu)包括第一連桿43及第二連桿44，所述第一連桿43的一端剛接于減速器的輸出軸42上，第二連桿44的一端與第一連桿43鉸接而另一端通過連接頭45連接于動平臺30上。所述連接頭為球鉸、或關(guān)節(jié)軸承、或萬向節(jié)。當(dāng)在某些模擬場景中需要模擬駕駛座的傾斜或顛簸時，控制兩步進電機41使第一連桿43轉(zhuǎn)動并帶動第二連桿44升降，并通過控制兩個第二連桿44的升降高度或/和速度的不同而改變動平臺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，提高了場景模擬的真實度。而支撐連接裝置50起到支撐動平臺30的作用，并由于支撐連接裝置50的各個自由度可調(diào)節(jié)性，當(dāng)動平臺30在模擬傾斜或顛簸時，支撐連接裝置50可以在各個方向傾斜活動，不會對動平臺30的模擬運動造成影響。本實施例中，座椅3包括靠背和座墊,靠背與座墊通過轉(zhuǎn)軸活動連接,靠背與座墊之間的角度可以根據(jù)需求自由調(diào)整，靠背相對于座墊傾斜的角度為95° 120°，符合人工學(xué)設(shè)計，長時間使用不容易產(chǎn)生疲勞。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，該整個設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)可位于集裝箱(未圖示)中，以便于運輸。本實用新型在使用時，安裝上相應(yīng)的程序軟件后，利用操作手柄4或按鈕7將模擬信號傳遞給計算機主機，計算機主機將處理后的信號輸入到顯示器6，使用者操作與顯示器6顯示的圖像同步，使用者通過操作手柄4進行提升機的各種課題訓(xùn)練，從而掌握各種操作技能和技巧。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(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)下方的二自由度平臺，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)部空腔放置有計算機主機，所述顯示器與計算機主機連接；所述座椅兩側(cè)設(shè)有操控柜，操控柜上設(shè)置有按鈕、狀態(tài)指示器和操作手柄，所述操作手柄包括剎車手柄和調(diào)速手柄，所述按鈕和操作手柄分別連接有開關(guān)控制元件，所述開關(guān)控制元件均通過模數(shù)轉(zhuǎn)換板與計算機主機連接；所述底座為長方形框架結(jié)構(gòu)，長方形框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部連接有若干條橫桿，在框架結(jié)構(gòu)上方鋪設(shè)有橡膠墊；所述二自由度平臺包括靜平臺、用以支撐模擬操作系統(tǒng)用的動平臺、固定于靜平臺上的一對步進電機、分別與步進電機連接的一對減速器、連接減速器以及動平臺的連桿機構(gòu)以及設(shè)置于動平臺及靜平臺之間的支撐連接裝置；所述連桿機構(gòu)包括第一連桿及第二連桿，所述第一連桿的一端剛接于減速器的輸出軸上，第二連桿的一端與第一連桿鉸接而另一端通過連接頭連接于動平臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述座椅包括靠背和座墊，所述靠背與座墊通過轉(zhuǎn)軸活動連接，靠背相對于座墊傾斜的角度為95° 120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(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)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述支撐連接裝置為萬向節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4所述的設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述連接頭為球鉸、或關(guān)節(jié)軸承、或萬向節(jié)。
專利摘要本實用新型公開了一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的提升機模擬操作系統(tǒng)，包括模擬操作系統(tǒng)和安裝于模擬操作系統(tǒng)下方的二自由度平臺。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，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傳遞給計算機，計算機將處理后的信號輸入到顯示器，使用者操作與顯示器顯示的圖像同步，使用者通過操作手柄進行提升機的各種課題訓(xùn)練，可廣泛用于游戲、展示、實驗、教學(xué)以及技能鑒定考試中。
文檔編號G09B25/02GK202771710SQ20122017796
公開日2013年3月6日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者李宏 申請人:江蘇宏昌工程機械有限公司