CN101702272B - 汽车维修技能模拟实训方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车维修技能模拟实训方法，包括以下步骤：通过一远程控制装置，启动汽车并控制汽车的发动机转速；在不同转速的情况下，采集汽车的运行数据，回传至远程计算机并通过一显示器向学生演示。本发明通过远程控制装置对汽车运行状况进行远程控制，并在不同状况下采集汽车的运行数据，回传至多媒体教室内向学生演示，实现了远程模拟实训教学。

Description

汽车维修技能模拟实训方法

技术领域

本发明涉及一种汽车维修技能实训方法，特别是涉及一种适用于远程模拟实训教学的汽车维修技能的模拟实训方法。

背景技术

传统的汽车维修实训教学是通过师傅带徒弟的方式，将学生全部集中在实训汽车旁，手动控制汽车的启动以及改变发动机的转速，并对汽车的各个部件以及故障原因进行直接的观察，这样的传统方式无论在教学效率或者教学质量上都难以适应现代化教学的要求，且在现代汽车电控发动机的故障诊断技能的培训过程中需要对内在的汽车内在的微观现象进行分析和认知，这样的变化过程往往在现场无法观察到的。

上述微观现象的变化过程需要通过一个虚拟的实训平台来展示。在实操的过程中用信息化来传递一个模拟的方式，去增加学生的感性认识。这样的教学模式就是把可能的实践空间提供给学生、把尚不能提供的实训空间用虚拟和其它的方法去补充。这样的方法对于规范化技能习惯的养成很有帮助，起到了提高效率、降低成本的作用。

而目前却缺少这样一种虚拟与实际相结合的实训方法，来实现汽车维修技能的远程模拟实训教学。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种汽车维修技能模拟实训方法，通过软硬件的结合，实现汽车维修技能的远程模拟实训教学。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车维修技能模拟实训方法，包括以下步骤：通过一远程控制装置，启动汽车并控制汽车的发动机转速；在不同转速的情况下，采集汽车的运行数据，回传至远程计算机并通过一显示器向学生演示；通过一远程控制手柄发出控制信号，经过解码器解码后还原成为汽车点火继电器的控制信号和步进电机的固定频率驱动信号；将所述汽车点火继电器的控制信号传输至汽车的点火继电器，用于控制汽车的启动与停止；将所述步进电机的固定频率驱动信号传输至设于汽车驾驶室内的步进电机，用于驱动步进电机，并进而带动设于步进电机上的直线排杆来推动汽车的油门踏板。

本发明通过远程控制装置对汽车运行状况进行远程控制，并在不同状况下采集汽车的运行数据，回传至多媒体教室内向学生演示，实现了远程模拟实训教学。本发明的进一步改进在于，通过设置两条采集回路来采集所述汽车的运行数据；其中，在汽车电控单元的OBD接口连接一汽车诊断仪并进而连接远程计算机，构成第一采集回路；在汽车的各电路节点连接一多通道A/D数据循环采集器并进而连接远程计算机，构成第二采集回路。

本发明的进一步改进在于，通过在汽车旁设置拾音器与摄像机来采集汽车运行情况下的音视频信息；于靠近汽车的天花板上架设水平位移导轨，所述摄像机固定于一电动伸缩吊架下方，所述电动伸缩吊架进一步通过一活动小车滑设于所述水平位移导轨上；所述拾音器采用双通道立体声话筒。

本发明的进一步改进在于，还包括以下步骤：将一外部的PLC控制器通过导线连接于汽车电控发动机各单元上的传感器接口端，用于人为诱发传感器发出故障信号。

附图说明

图1为本发明的主要设备接线示意图；

图2为本发明方法的远程启动汽车步骤中涉及到的设备连线示意图；

图3为本发明方法中汽车微观运行数据采集模块示意图；

图4为本发明方法中汽车音视频数据采集装置位置关系图；

图5为图4中的视频采集装置结构示意图；以及

图6为本发明中外接PLC控制器与汽车电控单元(ECU)以及传感器之间的连线示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的汽车维修技能模拟实训方法作进一步详细说明。

参阅图1所示，本发明的汽车维修技能模拟实训方法主要通过以下装置实现：

至少一台用于实训的汽车10，位于汽修实训车间的固定工位上；远程计算机20，通过导线与汽车10上的各检测部位连接；显示器30，位于远程多媒体教室，通过导线与远程计算机20连接；以及远程控制装置40，同样与汽车10连接，用于远程启动汽车10并控制汽车10的发动机转速；

整个模拟实训方法主要包括以下步骤：

1.远程启动汽车

配合图2所示，本发明主要通过以下装置来实现对汽车10的远程启动与发动机转速控制：远程控制装置40、解码器41、汽车点火继电器(图中未示)、步进电机驱动器42、步进电机43、减速机构44、直线排杆45；其中远程控制装置40通过通讯线与解码器41信号连接，解码器41分别与汽车点火继电器和步进电机驱动器42电连接，步进电机驱动器42与步进电机43电连接，步进电机43连接减速机构44和直线排杆45，直线排杆45末端对准并位于汽车油门踏板46上方；

作为本发明的较佳实施例，该远程控制装置40为一远程控制手柄，手柄共有4个控制档，分别定义为启动(右)、停止(左)、加速(下)、减速(上)，通过通讯线将信号引至现场实训汽车内的解码器41内还原成为汽车点火继电器的控制信号和步进电机43的固定频率驱动信号。启动(右)、停止(左)信号分别驱动汽车点火继电器的常开、常闭接点控制汽车的启动与熄火；加速(下)、减速(上)控制步进电机驱动器42发出步进电机43的正转与反转信号，经过减速机构44和直线排杆45后成为推动油门踏板46位置的直线位移；在确定步进电机43的频率之后，发动机的转速变化速度就与手柄停留在下、上位置的时间成正比，即停留时间越长，直线排杆45伸出越长，油门踏板46也被压得越深。手柄复原之后，由于减速机构44的闭锁作用，油门踏板的位置也被固定，频率越低，控制精度越高但反应速度降低；需要注意的是，在整个启动与变速过程中，汽车10始终位于固定的工位上，仅是发动机进行空转。

2.采集汽车10运行数据

该步骤即包括对汽车运行情况下，各部件微观数据的采集，如电流，电压，波形等，也包括对发动机各个部件在运行状况下出现的振动和声响的音视频数据的采集；其具体包括：

a.通过设置两条采集回路来采集汽车10各部件的微观运行数据

参阅图3所示，第一采集回路包括一汽车诊断仪51，该汽车诊断仪51通过导线连接于所述汽车电控单元的OBD接口52；

第二采集回路包括一多通道A/D数据循环采集器53，该多通道A/D数据循环采集器53通过导线连接于所述汽车的各电路节点54；

且所述汽车诊断仪51与多通道A/D数据循环采集器53进一步通过导线与远程计算机20连接。

从实训汽车OBD接口52获得的数据是借助于汽车故障诊断仪51完成的，通过远程控制模块55确定对汽车故障诊断仪51进行操作。获得的数据传输至远程计算机20保存并且在实训教室内虚拟实训平台上再现。这样的方式适用于各种不同的车系和车型。

从实训汽车各电路节点引出54的信号需要通过多通道A/D数据循环采集器53完成。多通道A/D数据循环采集器53分为高速信号采集和直流信号采集两部分；其中，高速信号采集根据多通道A/D数据循环采集控制模块56发出的采样周期命令对快速变化的波形信号进行采集；而直流信号则以固定的周期进行；对于部分采用阻性传感器情况，则采用恒流源信号作为辅助手段换算出相应的阻值；同样，获得的数据传输至远程计算机20保存并且在实训教室内虚拟实训平台上再现；

b.通过在汽车旁设置拾音器60与摄像机70来采集汽车10运行情况下的音视频信息；

参阅图4所示，在本发明的方法中，汽车10运行时的音视频信息主要是通过在汽车10旁设置拾音器60与摄像机70来对汽车发动机各个部件和故障状态下出现的异常抖动和异常声响的现象进行观察，作为发明的较佳实施例，摄像机70采用球形高分辨摄像机；

再配合图5所示，本实用新型的视频采集装置主要由摄像机70，电动伸缩吊架71，活动小车72以及水平位移导轨73组成；其中，

水平位移导轨73由两片“L”型钢组成，包括连接段731与轨道段732，连接段731与一轨道吊杆733连接，通过该轨道吊杆733将水平位移导轨73固定于天花板上；

活动小车72的侧面呈“U”形，其内测对应轨道段732位置设置有滚轮721，两者结合后，由轨道段732对滚轮721提供向上的支撑力，并借此使活动小车72滑设于水平位移导轨73上；

摄像机70通过电动伸缩吊架71吊设于活动小车72的下方，在活动小车72的底端还设有一视频采集装置控制单元74，该控制单元74主要由解码器，步进电机等设备组成，再进而通过信号线与远程控制设备保持电连接；

音频采集装置结构较为简单，主要由环绕于汽车10旁的若干个拾音器60组成，作为本发明的较佳实施例，拾音器60采用双通道立体声话筒，这样可以保证还原后的音频环境保持原来的空间位置感，使学生在远程教室中的感受更为直观与精确；

上述音视频采集装置使用时，首先通过远程控制设备通过信号线向视频采集装置控制单元74发出一控制信号，由解码器对该控制信号进行解码后，传输至步进电机，用于控制活动小车72沿水平位移导轨73作水平移动(图4箭头方向所示)以及电动伸缩吊架71的上下伸缩(图5箭头方向所示)，同时还可通过该控制单元74对摄像机70进行变焦和旋转角度调节，由此保证在整个三维空间内对实训汽车的视频信息做到最大范围内的采集；于此同时，通过拾音器60对实训汽车的音频信号进行采集。

再如图6所示，作为本发明的较佳实施方式，将一外部的PLC控制器80通过导线(虚线)连接于汽车电控发动机各单元上的传感器81的接口端，用于人为诱发传感器81发出故障信号；其工作原理为：利用PLC控制器80内部继电器的常开(常闭)接点的动作来模拟故障状态，这样模拟的现象可以被假设为传感器81内部的损坏或者是外部接线线束的原因，再由传感器81反馈至汽车电控单元82，经汽车电控单元82的判读后发出相应的故障信号和数据。这些人为“模拟故障”的结果在实训教学中可以被用来培养建立一种规范化的检测工艺和逻辑判断方法的技能习惯的养成。

Claims (3)

1.一种汽车维修技能模拟实训方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过一远程控制装置，远程启动汽车并控制汽车的发动机转速；

在不同转速的情况下，采集汽车的运行数据，回传至远程计算机并通过一显示器向学生演示；

通过一远程控制手柄发出控制信号，经过解码器解码后还原成为汽车点火继电器的控制信号和步进电机的固定频率驱动信号；

将所述汽车点火继电器的控制信号传输至汽车的点火继电器，用于控制汽车的启动与停止；

将所述步进电机的固定频率驱动信号传输至设于汽车驾驶室内的步进电机，用于驱动步进电机，并进而带动设于步进电机上的直线排杆来推动汽车的油门踏板；

通过在汽车旁设置拾音器与摄像机来采集汽车运行情况下的音视频信息；

于靠近汽车的天花板上架设水平位移导轨，所述摄像机固定于一电动伸缩吊架下方，所述电动伸缩吊架进一步通过一活动小车滑设于所述水平位移导轨上；所述拾音器采用双通道立体声话筒。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过设置两条采集回路来采集所述汽车的运行数据；其中，

在汽车电控单元的OBD接口连接一汽车诊断仪并进而连接远程计算机，构成第一采集回路；

在汽车的各电路节点连接一多通道A/D数据循环采集器并进而连接远程计算机，构成第二采集回路。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：

将一外部的PLC控制器通过导线连接于汽车电控发动机各单元上的传感器接口端，用于人为诱发传感器发出故障信号。

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