CN103035147A

CN103035147A - 汽车运用与维修高技能实训情景导入式的方法与装置

Info

Publication number: CN103035147A
Application number: CN2012105300130A
Authority: CN
Inventors: 王征
Original assignee: Tianjin Younaite Automobile Electronic Control Technology Service Coltd
Current assignee: Tianjin Younaite Automobile Electronic Control Technology Service Coltd
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明提供一种汽车运用与维修高技能实训情景导入式的方法与装置，通过引入网络游戏的具体场景及操作方式，将汽车故障设置、故障检测、故障排除等与游戏场景融为一体。本发明由汽车整车、汽车各总成实训台、远程控制台、校园网络、故障设置箱、学生测试终端、学生测试终端测试面板构成，其特征是：校园网络通过网线及网络接口与远程控制台连接，远程控制台通过网线及网络接口分别于与汽车整车和汽车各总成实训台连接，汽车各总成实训台及汽车整车通过数据线及通讯接口与学生测试终端电连接，所述测试终端为一电脑并安装有学生测试终端测试面板，测试终端的数量根据参与实训的学生人数自由增减。

Description

汽车运用与维修高技能实训情景导入式的方法与装置

技术领域

本发明涉及一种汽车运用与维修的教育教学方法与装置，尤其涉及一种汽车运用与维修高技能实训情景导入式的方法与装置，通过引入网络游戏的具体场景（包括马路、桥梁、建筑、树木以及交通标志等）及操作方式，将汽车故障设置、故障检测、故障排除等与游戏场景融为一体，实现多人参与的虚实融合的教学环境，在一定程度上降低教学成本，提高学生的学习兴趣和教师的教学效率。

背景技术

由于汽车销售量的飞速增长，导致相关行业用人需求激增，国家六部委于2004年启动了“紧缺人才培养工程”，将汽车运用与维修等四种人才列为“技术型紧缺人才”加快培养，国家和各地方政府都在加大对汽车职业教育的投入，使我国汽车职业教育呈现出欣欣向荣、蓬勃发展的良好局面。2009年中国汽车产销量第一次突破千万大关，成为年度产销量世界第一的大国，并直接推动汽车职业教育的发展。迅速膨胀的学生数量、教学规模与师资力量的严重不足形成鲜明的对比，学校无不感到对优秀师资的渴求，然而“十年树木、百年树人”，要想在现有的汽车专业教师队伍中培养出一支数量与招生规模相适应的一流师资团队，将是一个相对漫长的过程。

汽车教育教学过程中，教育机构不得不面对的是在汽车复杂系统实物上开展技能训练，设备和耗材的消耗相当大，教学成本投入巨大。并且，面对枯燥无味的汽车及其配件等，往往很难引起学生的学习兴趣，学生记忆力不深刻，预期的教学目的也很难达到，无法满足技能训练的要求，学生的实际动手能力与行业企业的用人需求还有很大差距。因而，如何降低教学成本，以及提高学生的学习兴趣及教师的教学效率，必须找到一个短期、高效的解决办法。

虚拟现实技术(Virtual Reality)，又称灵境技术，是把现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”，从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。但是纯粹的虚拟现实技术又无法满足像汽车运用与维修这样复杂系统的模拟训练，用户在使用中不但需要良好的“沉浸感”，还要有良好的“手感”，通过力觉、视觉和听觉，实现理论与实践的统一。所以纯粹的虚拟现实技术也不能达到模拟现场操作的“逼真”教学体验效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种汽车运用与维修高技能实训情景导入式的方法与装置，通过引入网络游戏的具体场景（包括马路、桥梁、建筑、树木以及交通标志等）及操作方式，并将汽车故障设置、故障检测、故障排除等与游戏场景融为一体。当学生沉浸于玩游戏的过程中，老师可以通过主控台任意设置不同的故障，所述故障的设置与清除可以根据老师的意思随时进行，且全部控制在安全的范围内，不会对汽车或汽车各总成实训台造成任何损害。

本发明所采用的技术方案为：一种汽车运用与维修高技能实训情景导入式的方法，其特征是：将汽车运用与维修高技能实训教育导入网络游戏的具体场景，学生通过鼠标操作电脑屏幕游戏界面上设置的汽车点火开关及汽车起动档，进入游戏状态，具体游戏操作分坐在驾驶座上和车外两种，并可自由切换，学生通过电脑屏幕可清晰地看到中央仪表及发动机转速表、车速表、故障指示灯等，游戏中的虚拟汽车导入模拟声音，如起动、起步、行驶、换挡、加速、减速、转弯等声音，并导入设计有马路、桥梁、树木、商店、建筑、交通指示灯、交通标志线等的具体场景。老师可以根据实际需要操作远程控制台，设定学生玩游戏的时间并随机设置故障，故障设置后汽车游戏不能正常运行，游戏界面上的虚拟车辆故障灯闪烁，并有异常故障声响。

学生诊断故障的步骤为：

（1）学生将汽车减速停车，游戏界面弹出虚拟的OBDⅡ诊断接口和诊断仪；

（2）学生通过虚拟的诊断仪读取故障码和数据流，并进一步分析判断故障；

（3）根据需要老师可通过主控台起动发动机，学生分析波形；

（4）学生使用万用表之类的汽车保修设备在学生测试终端测试面板上测量电路信号并最终确定车辆故障点；

（5）记录检查数据并总结。

所述汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置由汽车整车、汽车各总成实训台、远程控制台、远程控制台测试面板、校园网络、故障设置箱、学生测试终端、学生测试终端测试面板构成，其特征是：校园网络通过网线及网络接口与远程控制台连接，远程控制台通过网线及网络接口分别于与汽车整车和汽车各总成实训台连接，汽车各总成实训台及汽车整车通过数据线及通讯接口与学生测试终端电连接，所述测试终端为一电脑并安装有测试面板，测试终端的数量根据参与实训的学生人数自由增减。

所述其它汽车总成实训台可以为汽车发动机实训台、汽车变速器实训台、汽车安全气囊实训台、汽车自动空调实训台、汽车电子点火与燃油喷射实训台、汽车灯光电器实训台、汽车车载Can-Bus总线与多路信息传输系统实训台、汽车电控转向系统实训台、汽车电信号测试装置中的一种或几种。

所述汽车整车内安装一个故障设置箱，使用数据线与汽车整车的数据接口连接，通过远程控制台起动汽车，使用故障设置按钮或者远程控制台可以在汽车运行中设置五十个不同类型的故障，这些故障会导致汽车发生不同的行驶障碍，模拟车辆在运行中的突发故障，有学生通过学生测试终端诊断故障，其效果与在汽车整车上的电器线束直接测量是一样的。由于测试工作是在关上箱盖进行的，因此学生并不知道教员设置了什么故障，只能凭借正确的操作步骤与分析思路才能找到故障的位置。

所述远程控制台包括台架和箱体两部分，在台架下面安装四个万向脚轮以便把远程控制台移动到不同的教学位置，远程控制台箱体上装有网络接口、通信接口、汽车远程通讯与控制单元，在远程控制台箱体的面板上绘制有电路图并镶嵌一百二十三个测试端子，把计算机的显示屏幕也安装在面板上，汽车远程通讯与控制单元、测试端子与通信接口电连接，计算机与汽车远程通讯与控制单元使用通信接口及数据线连接，计算机与网络接口使用网线连接。其特征在于：把开发完成的游戏软件、故障设置软件、故障诊断软件、波形分析软件、多媒体动画教学软件、汽车气动与停车控制软件打包组成软件包安装在所述远程控制台的计算机上。

所述远程控制台可以直接与汽车整车连接，也可以与汽车各总成实训台连接，所述汽车各总成实训台、汽车整车上安装有网络接口和通讯接口，使用网线通过网络接口与远程控制台连接成互联的局域网，远程控制台又通过网络接口及网线接入校园网络，在校园网内的任意一个网络节点都可以使用计算机远程控制台控制某个汽车实训模拟器或汽车整车工作。

通过上述设计，本发明专利的有益效果在于：

1. 本发明专利将汽车故障设置、故障检测、故障排除等与游戏场景融为一体，实现多人参与的虚实融合的教学环境，在一定程度上降低教学成本，提高学生的学习兴趣及教师的教学效率。

2. 老师可以根据实际需要，通过控制台为学生设定操纵玩游戏的时间及故障设置的种类，操作方便快捷。

3. 远程控制台上的计算机可以通过网络接口接入校园网络，实现教学资源的共享，实现数十人同时进行实习训练，使学生在操作时感受到具体场景更逼真，真正做到教学环境的虚实融合。

附图说明

图1是远程控制台的结构示意图

图2是远程控制台与汽车整车或汽车各总成实训台联网结构示意图

图3是故障设置箱的结构示意图

图4是汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置虚实融合装置结构示意图及内部连接关系示意图

图中：1.远程控制台箱体；2. 远程控制台测试面板；3.计算机；4.电路图；5.测试端子；6.汽车远程通讯与控制单元；7.学生测试终端；8. 学生测试终端测试面板；9.远程控制台；10.万向脚轮；11.汽车整车；12.故障设置箱；13.数据线；14.通信接口；15.网络接口；16.校园网络；17.网线；18.汽车各总成实训台；19.故障设置箱面板；20.故障设置按钮；21.故障设置箱；22.故障箱测试面板；23.软件包。

具体实施方式

如图1远程控制台的结构示意图，远程控制台包括台架和箱体两部分，在台架下面安装四个万向脚轮以便把远程控制台移动到不同的教学位置，远程控制台箱体上装有网络接口、通信接口和汽车远程通讯与控制单元，在远程控制台箱体的面板上绘制有电路图并镶嵌一百二十三个测试端子，把计算机的显示屏幕也安装在面板上，汽车远程通讯与控制单元、测试端子与通信接口电连接，计算机与汽车远程通讯与控制单元使用USB接口及数据线连接，计算机与网络接口使用网线连接。把开发完成的游戏软件、故障设置软件、故障诊断软件、波形分析软件、多媒体动画教学软件、汽车起动与停车控制软件打包组成软件包安装在所述远程控制台的计算机上。使用计算机的鼠标可以起动或关闭汽车整车的发动机运行，设置或清除五十个不同类型的故障，诊断故障，使用汽车万用表、汽车示波器可以在远程控制台箱体的测试端子测量相关的数据参数，与在故障设置箱上的测试端子上测量的数据和效果是一样的。

如图2是远程控制台与汽车整车或汽车各总成实训台联网结构示意图。一方面，远程控制台通过网线及网络接口与汽车各总成实训台和校园网络连接；另一方面，远程控制台通过网络接口及网线与汽车整车连接。设计制作一个故障设置箱，把故障设置箱安装在车内，使用数据线与汽车整车的通信接口连接。通过远程控制台起动汽车，使用故障设置按钮或者远程控制台可以在汽车运行中设置五十个不同类型的故障，这些故障会导致汽车发生不同的行驶障碍，模拟车辆在运行中的突发故障，有学生通过学生测试终端诊断故障，其效果与在汽车整车上的电器线束直接测量是一样的。由于测试工作是在关上箱盖进行的，因此学生并不知道教员设置了什么故障，只能凭借正确的操作步骤与分析思路才能找到故障的位置。

如图3是故障设置箱的结构示意图。在故障设置箱的侧面安装通信接口，故障设置箱分两层结构，在箱体内安装故障设置面板，面板上安装五十个故障设置按钮，使用排线与数据接口连接；利用箱盖的面板作为故障箱测试面板，在故障箱测试面板上安装一百二十三个测试端子，使用排线与数据接口连接。

如图4是汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置虚实融合装置结构示意图及内部连接关系。在学生测试终端安装有通信接口，使用数据线与汽车整车及汽车各总成实训台连接，所述学生测试终端为一电脑，并安装有学生测试终端测试面板。

所述汽车总成实训台可以为汽车发动机实训台、汽车变速器实训台、汽车安全气囊实训台、汽车自动空调实训台、汽车电子点火与燃油喷射实训台、汽车灯光电器实训台、汽车车载Can-Bus总线与多路信息传输系统实训台、汽车电控转向系统实训台、汽车电信号测试装置中的一种或几种。

所述学生测试终端使用数据线通过通讯接口将各汽车各总成实训台或汽车整车连接，在学生测试终端上面的测试面板上，使用外接的汽车保修设备，如：汽车故障诊断仪、汽车万用表、汽车示波器、汽车尾气分析仪等可以测量到汽车各总成实训台或汽车整车发出的所有真实的电信号。当教师使用远程控制台控制汽车实训模拟器工作并作相关讲解时，学生可以在测试终端做相关测量，实现教育学的互动。学生测试终端的数量还可以根据参与学生人员的多少自由增减。

所述学生测试终端为一电脑，并安装有学生测试终端测试面板，学生运用鼠标正常操作电脑，在游戏过程中，通过鼠标操作游戏屏幕上设置的汽车点火开关及汽车起动档，进入游戏状态，具体游戏操作分坐在驾驶座上和车外两种，并可自由切换，学生通过屏幕可清晰地看到中央仪表及发动机转速表、车速表、故障指示灯等。游戏中的汽车导入模拟声音，如起动、起步、行驶、换挡、加速、减速、转弯等声音，并导入设计有马路、桥梁、树木、商店、建筑、交通指示灯、交通标志线的具体场景。老师可以根据实际需要操作远程控制台，设定学生玩游戏的时间并随机设置故障，设置故障后汽车游戏不能正常运行，在游戏界面上车辆的故障灯闪烁，并有异常故障声响。

学生诊断故障的步骤为：

1.学生将汽车减速停车，游戏界面弹出虚拟的OBDⅡ诊断接口和诊断仪；

2.学生通过虚拟的诊断仪读取故障码和数据流，并进一步分析判断故障；

3.根据需要老师可通过主控台起动发动机，学生分析波形；

4.学生使用万用表等汽车保修设备在学生测试终端测试面板上测量电路并最终确定车辆故障点；

5.记录检查数据并总结。

Claims

1.一种汽车运用与维修高技能实训情景导入式的方法，其特征是：将汽车运用与维修高技能实训教育导入网络游戏的具体场景，学生通过鼠标操作电脑屏幕游戏界面上设置的汽车点火开关及汽车起动档，进入游戏状态，具体游戏操作分坐在驾驶座上和车外两种，并可自由切换，学生通过电脑屏幕可清晰地看到中央仪表及发动机转速表、车速表、故障指示灯等，游戏中的虚拟汽车导入模拟声音，如起动、起步、行驶、换挡、加速、减速、转弯等声音，并导入设计有马路、桥梁、树木、商店、建筑、交通指示灯、交通标志线等的具体场景。老师可以根据实际需要操作远程控制台，设定学生玩游戏的时间并随机设置故障，故障设置后汽车游戏不能正常运行，游戏界面上的虚拟车辆故障灯闪烁，并有异常故障声响。

学生诊断故障的步骤为：

（5）记录检查数据并总结。

2.汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置由汽车整车、汽车各总成实训台、远程控制台、校园网络、故障设置箱、学生测试终端、学生测试终端测试面板构成，其特征是：校园网络通过网线及网络接口与远程控制台连接，远程控制台通过网线及网络接口分别于与汽车整车和汽车各总成实训台连接，汽车各总成实训台及汽车整车通过数据线及通讯接口与学生测试终端电连接，所述测试终端为一电脑并安装有学生测试终端测试面板，测试终端的数量根据参与实训的学生人数自由增减。

3.根据权利要求2所述汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置，其特征是：远程控制台可以直接与汽车整车连接，也可以与汽车各总成实训台连接，所述汽车各总成实训台、汽车整车上安装有网络接口和通讯接口，使用网线通过网络接口与远程控制台连接成互联的局域网，远程控制台又通过网络接口及网线接入校园网络，在校园网内的任意一个网络节点都可以使用计算机远程控制台控制某个汽车实训模拟器或汽车整车工作。

4.根据权利要求2所述汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置，其特征是：所述汽车整车内安装一个故障设置箱，使用数据线与汽车整车的数据接口连接，通过远程控制台起动汽车，使用故障设置按钮或者远程控制台可以在汽车运行中设置五十个不同类型的故障，这些故障会导致汽车发生不同的行驶障碍，模拟车辆在运行中的突发故障。

5.根据权利要求2所述汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置，其特征是：所述汽车总成实训台可以为汽车发动机实训台、汽车变速器实训台、汽车安全气囊实训台、汽车自动空调实训台、汽车电子点火与燃油喷射实训台、汽车灯光电器实训台、汽车车载Can-Bus总线与多路信息传输系统实训台、汽车电控转向系统实训台、汽车电信号测试装置中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置，其特征是：所述远程控制台包括台架和箱体两部分，在台架下面安装四个万向脚轮以便把远程控制台移动到不同的教学位置，远程控制台箱体上装有网络接口、通信接口、汽车远程通讯与控制单元，在远程控制台箱体的面板上绘制有电路图并镶嵌一百二十三个测试端子，把计算机的显示屏幕也安装在面板上，汽车远程通讯与控制单元、测试端子与通信接口电连接，计算机与汽车远程通讯与控制单元使用通信接口及数据线连接，计算机与网络接口使用网线连接。

7.根据权利要求2所述汽车运用与维修高技能实训情景导入式的装置，其特征是：把开发完成的游戏软件、故障设置软件、故障诊断软件、波形分析软件、多媒体动画教学软件、汽车气动与停车控制软件打包组成软件包安装在所述远程控制台的计算机上。