本發(fā)明涉及仿真教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、模具設(shè)計(jì)與制造、機(jī)電一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、汽車檢測(cè)與維修技術(shù)、汽車制造與裝配技術(shù)、建筑工程技術(shù)等專業(yè)的相關(guān)課程，教學(xué)實(shí)訓(xùn)是其必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)作為職業(yè)教育中一種普遍的教學(xué)模式，往往受到課程和專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的限制，課程和專業(yè)的不同往往需要使用不同的設(shè)備。而隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，課程和專業(yè)的更新也越來(lái)越快，要保證保證實(shí)訓(xùn)條件與時(shí)俱進(jìn)，就必須及時(shí)更新技術(shù)設(shè)備，必將導(dǎo)致資源的浪費(fèi)、教學(xué)成本越來(lái)越高等問(wèn)題，而教學(xué)效果卻不甚理想。更重要的是，在傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，由于對(duì)實(shí)訓(xùn)環(huán)境的不熟悉以及一些不當(dāng)操作，實(shí)訓(xùn)操作的安全性難以保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的一種虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：

人機(jī)交互模塊，包括顯示單元和輸入單元；

教學(xué)模塊，其用于存儲(chǔ)有教學(xué)視頻，教學(xué)視頻包括操作教學(xué)視頻和維修教學(xué)視頻；教學(xué)模塊與人機(jī)交互模塊連接，其可通過(guò)輸入單元獲取教學(xué)視頻，并可根據(jù)輸入單元輸入的指令調(diào)取視頻文件到顯示單元上進(jìn)行顯示教學(xué)；

操作訓(xùn)練模塊，其內(nèi)部預(yù)設(shè)有不少于一個(gè)操作對(duì)象模型；操作訓(xùn)練模塊與人機(jī)交互模塊連接，操作者可通過(guò)輸入單元輸入指令對(duì)操作對(duì)象模型進(jìn)行操作，且顯示單元對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)顯示；

維修訓(xùn)練模塊，其內(nèi)部預(yù)設(shè)有各種故障模型；維修訓(xùn)練模塊與人機(jī)交互模塊連接，操作者可通過(guò)輸入單元輸入指令選擇故障模型并對(duì)故障模型進(jìn)行維修操作，顯示單元對(duì)維修操作畫面進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)顯示；

考核評(píng)估模塊包括理論考核單元和實(shí)操考核單元，且考核評(píng)估模塊與人機(jī)交互模塊連接；理論考核單元內(nèi)預(yù)設(shè)有理論考題和真題答案，理論考核單元通過(guò)顯示單元對(duì)理論考題進(jìn)行顯示并通過(guò)輸入單元獲取考核人員答案，并通過(guò)將考核人員答案與真題答案對(duì)比判斷考核人員理論成績(jī)并通過(guò)顯示單元顯示；

實(shí)操考核單元分別連接教學(xué)模塊、操作訓(xùn)練模塊和維修訓(xùn)練模塊；實(shí)操考核單元中預(yù)設(shè)有考核內(nèi)容并通過(guò)顯示單元顯示，考核人員根據(jù)考核內(nèi)容進(jìn)入操作訓(xùn)練模塊或者維修訓(xùn)練模塊進(jìn)行操作演練或者維修演練，實(shí)操考核單元獲取考核人員演練過(guò)程；實(shí)操考核單元根據(jù)考核內(nèi)容從教學(xué)模塊獲取對(duì)應(yīng)的實(shí)操教學(xué)視頻或維修教學(xué)視頻作為參考標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)操考核單元將考核人員演練過(guò)程與參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，判斷考核人員實(shí)操成績(jī)并通過(guò)顯示單元顯示。

優(yōu)選地，理論考核單元內(nèi)預(yù)設(shè)有考題庫(kù)，考核人員通過(guò)輸入單元輸入考核申請(qǐng)后，理論考核單元從考題庫(kù)中隨機(jī)抽取預(yù)設(shè)數(shù)量的考題作為理論考題生成考卷，并對(duì)抽取的考題的真題答案進(jìn)行單元存儲(chǔ)。

優(yōu)選地，顯示單元采用LED顯示屏。

優(yōu)選地，輸入單元采用觸摸屏、鍵盤和鼠標(biāo)中的一種或多種。本發(fā)明中，通過(guò)操作訓(xùn)練模塊，操作者可進(jìn)行仿真訓(xùn)練，從而對(duì)操作教學(xué)視頻中的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，提高對(duì)操作對(duì)象的熟悉程度。且相對(duì)于實(shí)地操作，本實(shí)施方式中通過(guò)操作訓(xùn)練模塊進(jìn)行仿真訓(xùn)練，即達(dá)到了操作者對(duì)操作對(duì)象的熟悉目的，又節(jié)約了實(shí)地操作的成本。

本發(fā)明中，維修訓(xùn)練模塊的設(shè)置，達(dá)到了操作者對(duì)操作對(duì)象的熟悉目的，又節(jié)約了實(shí)地操作的成本，且避免了實(shí)操中維修訓(xùn)練受到操作對(duì)象出現(xiàn)故障的不可控性的影響。

本發(fā)明中，實(shí)操考核單元以操作訓(xùn)練模塊和維修訓(xùn)練模塊作為考核工具，并將教學(xué)模塊中的教學(xué)視頻作為參照標(biāo)準(zhǔn)，避免了重新設(shè)置考核工具和參照標(biāo)準(zhǔn)的工作，即提高了現(xiàn)有資源的利用效率，又簡(jiǎn)化了系統(tǒng)成分，有利于提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，節(jié)約系統(tǒng)內(nèi)存的占用。

本發(fā)明可用于企業(yè)新人的學(xué)習(xí)培訓(xùn)使用，幫助新人快速了解和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。采用本發(fā)明構(gòu)建的虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)，進(jìn)行虛擬仿真教學(xué),能充分使用主流技術(shù)設(shè)備，保證實(shí)訓(xùn)條件與時(shí)俱進(jìn)，有利于降低教學(xué)成本；其次所述虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)可以重復(fù)利用，其改進(jìn)和升級(jí)在很大程度上取決于教學(xué)軟件的改進(jìn)與升級(jí)，無(wú)需將硬件資源全部進(jìn)行更換；再次，學(xué)生可提前熟悉實(shí)訓(xùn)操作環(huán)境，極大增強(qiáng)學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作的安全性，并能夠有效解決傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的諸多難題。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提出的一種虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出的一種虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：人機(jī)交互模塊、教學(xué)模塊、操作訓(xùn)練模塊、維修訓(xùn)練模塊和考核評(píng)估模塊。

人機(jī)交互模塊包括顯示單元和輸入單元。顯示單元用于該虛擬仿真教學(xué)訓(xùn)練系統(tǒng)的圖像輸出，輸入單元用于操作者輸入指令。本實(shí)施方式中，顯示單元采用LED顯示屏，輸入單元采用觸摸屏、鍵盤和鼠標(biāo)中的一種或多種。

教學(xué)模塊用于存儲(chǔ)教學(xué)視頻，教學(xué)視頻包括操作教學(xué)視頻和維修教學(xué)視頻。操作教學(xué)視頻是對(duì)對(duì)象的操作演示，維修教學(xué)視頻是對(duì)對(duì)象的維修演示。教學(xué)模塊與人機(jī)交互模塊連接，其可通過(guò)輸入單元獲取教學(xué)視頻，即工作人員可通過(guò)輸入單元向教學(xué)模塊補(bǔ)充教學(xué)視頻，保證教學(xué)模塊實(shí)時(shí)更新。使用者可通過(guò)輸入單元輸入指令調(diào)取視頻文件到顯示單元上進(jìn)行顯示教學(xué)。本實(shí)施方式中，教學(xué)視頻通過(guò)輸入的指定被調(diào)取后再顯示單元上進(jìn)行三維動(dòng)畫顯示，以便使用者獲得細(xì)致、真實(shí)的教學(xué)，從而提高學(xué)習(xí)興趣和知識(shí)掌握程度。

操作訓(xùn)練模塊，其內(nèi)部預(yù)設(shè)有不少于一個(gè)操作對(duì)象模型。操作訓(xùn)練模塊與人機(jī)交互模塊連接，操作者可通過(guò)輸入單元輸入指令對(duì)操作對(duì)象模型進(jìn)行操作演練，且顯示單元對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)顯示。

具體地，本實(shí)施方式中，操作訓(xùn)練模塊內(nèi)預(yù)設(shè)有多種操作指令，并存儲(chǔ)有各操作對(duì)象模型加載各種操作指令后的形態(tài)變化。本實(shí)施方式中，操作者進(jìn)入系統(tǒng)后通過(guò)輸入單元輸入指令選擇操作對(duì)象模型，操作者輸入對(duì)應(yīng)的操作指令對(duì)操作對(duì)象模型進(jìn)行操作，顯示模塊對(duì)操作對(duì)象模型加載操作指令過(guò)程中發(fā)生的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，從而向操作者展示操作過(guò)程。

如此，通過(guò)操作訓(xùn)練模塊，操作者可進(jìn)行仿真訓(xùn)練，從而對(duì)操作教學(xué)視頻中的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，提高對(duì)操作對(duì)象的熟悉程度。且相對(duì)于實(shí)地操作，本實(shí)施方式中通過(guò)操作訓(xùn)練模塊進(jìn)行仿真訓(xùn)練，即達(dá)到了操作者對(duì)操作對(duì)象的熟悉目的，又節(jié)約了實(shí)地操作的成本。

本實(shí)施方式中，操作訓(xùn)練模塊中的操作對(duì)象模型可通過(guò)輸入單元進(jìn)行補(bǔ)充更新。

維修訓(xùn)練模塊，其內(nèi)部預(yù)設(shè)有各種故障模型。維修訓(xùn)練模塊與人機(jī)交互模塊連接，操作者可通過(guò)輸入單元輸入指令選擇故障模型并對(duì)故障模型進(jìn)行維修操作，顯示單元對(duì)維修操作畫面進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)顯示。

具體地，本實(shí)施方式中，維修訓(xùn)練模塊內(nèi)預(yù)設(shè)有多種維修指令，并存儲(chǔ)有各故障模型加載各種維修指令后的形態(tài)變化。本實(shí)施方式中，操作者進(jìn)入系統(tǒng)后通過(guò)輸入單元輸入指令選擇故障模型，操作者對(duì)故障模型進(jìn)行判斷后輸入對(duì)應(yīng)的維修指令對(duì)故障模型進(jìn)行維修操作，顯示模塊對(duì)故障模型加載維修指令過(guò)程中發(fā)生的實(shí)時(shí)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，從而向操作者展示維修過(guò)程。

本實(shí)施方式中，通過(guò)維修訓(xùn)練模塊，操作者可進(jìn)行仿真訓(xùn)練，從而對(duì)維修教學(xué)視頻中的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，提高對(duì)操作對(duì)象的熟悉程度。且相對(duì)于實(shí)地操作，本實(shí)施方式中通過(guò)維修訓(xùn)練模塊進(jìn)行仿真訓(xùn)練，即達(dá)到了操作者對(duì)操作對(duì)象的熟悉目的，又節(jié)約了實(shí)地操作的成本，且避免了實(shí)操中維修訓(xùn)練受到操作對(duì)象出現(xiàn)故障的不可控性的影響。

考核評(píng)估模塊包括理論考核單元和實(shí)操考核單元，且考核評(píng)估模塊與人機(jī)交互模塊連接。理論考核單元內(nèi)預(yù)設(shè)有理論考題和真題答案，理論考核單元通過(guò)顯示單元對(duì)理論考題進(jìn)行顯示并通過(guò)輸入單元獲取考核人員答案，并通過(guò)將考核人員答案與真題答案對(duì)比判斷考核人員理論成績(jī)并通過(guò)顯示單元顯示。具體地，理論考核單元內(nèi)預(yù)設(shè)有考題庫(kù)，考核人員通過(guò)輸入單元輸入考核申請(qǐng)后，理論考核單元從考題庫(kù)中隨機(jī)抽取預(yù)設(shè)數(shù)量的考題作為理論考題生成考卷，并對(duì)抽取的考題的真題答案進(jìn)行單元存儲(chǔ)。

實(shí)操考核單元分別連接教學(xué)模塊、操作訓(xùn)練模塊和維修訓(xùn)練模塊?？己巳藛T通過(guò)輸入單元申請(qǐng)實(shí)操考核后，實(shí)操考核單元中預(yù)設(shè)的考核內(nèi)容通過(guò)顯示單元顯示，考核人員根據(jù)考核內(nèi)容進(jìn)入操作訓(xùn)練模塊或者維修訓(xùn)練模塊進(jìn)行操作演練或者維修演練，實(shí)操考核單元獲取考核人員演練過(guò)程。實(shí)操考核單元根據(jù)考核內(nèi)容從教學(xué)模塊獲取對(duì)應(yīng)的實(shí)操教學(xué)視頻或維修教學(xué)視頻作為參考標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)操考核單元將考核人員演練過(guò)程與參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，判斷考核人員實(shí)操成績(jī)并通過(guò)顯示單元顯示。

本實(shí)施方式中，實(shí)操考核單元以操作訓(xùn)練模塊和維修訓(xùn)練模塊作為考核工具，并將教學(xué)模塊中的教學(xué)視頻作為參照標(biāo)準(zhǔn)，避免了重新設(shè)置考核工具和參照標(biāo)準(zhǔn)的工作，即提高了現(xiàn)有資源的利用效率，又簡(jiǎn)化了系統(tǒng)成分，有利于提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率，節(jié)約系統(tǒng)內(nèi)存的占用。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。