CN106504606A - 一种实景建设电采运行环景实验室系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实景建设电采运行环景实验室系统，包括操作场地、设置在所述操作场地内周侧的成像机构、与所述成像机构相配合的中央处理机构以及与所述中央处理机构相配合的操作机构；所述成像机构包括若干全息投影仪和若干全息摄像头；所述操作机构包括操作平台、安全围栏、位置传感器模块、VR头盔以及操作手套；本发明采用的球头座与转动球结合的方式，并在球面空腔内设置润滑层，其采用的润滑层可为石墨层也可为聚四氟乙烯涂层不仅能够起到很好的润滑作用，而且能够避免行走球整体润滑造成的行走是打滑的现象发生，本发明很好的结合了全息成像技术与VR技术的优势，并通过反馈系统将两者很好的结合起来，从而获得很好的教学作用。

Description

一种实景建设电采运行环景实验室系统

技术领域

本发明涉及电工进行培训的仿真实训系统技术领域，具体为一种实景建设电采运行环景实验室系统。

背景技术

在电力系统的中基层配电站（所）中，配备有用电检查员、配电运行维护工(变配电所值班工)、配电试验检修工、农网配电营业工、继电保护工、直流设备检修工、变电所调试检修员、电测仪表工等工作人员，为了保证变电站( 所) 的安全稳定运行，需要对其进行技术培训。

一般来讲，进行培训首先必须进行理论性的讲解（讲解、图片、多媒体教学），然后再进行仿真，以便加深学员的理解，锻炼其动手能力。但是现有的仿真设备只是较小的仿真系统，和现实系统设备有很大差别，不能深入了解各个设备的性能指标、技术参数、及其系统之间和其他设备的配合和相互关联。利用这种小型仿真设备的培训方式理论性强但缺乏实际动手能力的训练，使得培训效果不佳。如果到现场进行培训，对学员的人身安全性又不能保证，而且还可能损坏现场设备。

在201010617642.8中公开了一种仿真实训系统，包括三相四线程控电压源，该电压源输出依次连接有漏电流、过载保护装置、隔离变压器、各相电流表与隔离开关，隔离开关输出端连接一个仿真剩余电流电路，该仿真剩余电流电路由依次串设的剩余电流保护器、拨码开关、漏电流负载箱构成，拨码开关的三组开关输入端分别对应连接剩余电流保护器的三相输出端，拨码开关的三组开关输出端分别对应连接漏电流负载箱的三相负载，该三相负载呈星形连接，中性点连接到剩余电流保护器的输入端中性线。该系统能够满足相关设备的培训和和检定，使学员可以在更加真实的环境中学习相关设备的使用，熟悉操作过程和保护，方便系统检定工作和培训考核；其虽然很好断路器和保护器的学习问题，但是并未系统的解决实景模拟的问题。

电力系统中，如何对学员进行系统的模拟真实环境的操作，使得学员在置身于真实的操作环境内也能准确熟悉的进行操作，避免不真实教学造成误操作的现象发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实景建设电采运行环景实验室系统，以解决上述背景技术中提出的不能全面有效的进行真实环境模块的现象，而造成训练与实际不符的现象发生。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实景建设电采运行环景实验室系统，包括操作场地、设置在所述操作场地内周侧的成像机构、与所述成像机构相配合的中央处理机构以及与所述中央处理机构相配合的操作机构；

所述成像机构包括若干全息投影仪和若干全息摄像头；

所述操作机构包括操作平台、安全围栏、位置传感器模块、VR头盔以及操作手套；所述操作平台周侧设置安全围栏，所述VR头盔设置在学员头部，所述操作手套设置在学员手部，所述位置传感器模块设置在学员肢体上；

所述操作平台包括行走球、设置在行走球上且带有圆孔的平面板以及设置所述行走球下部的容纳腔，所容纳腔内设置若干用于检测行走速度的检测传感器模块。

所述容纳腔内设置与行走球相配合的制动模块，所述制动模块设置在所述容纳腔底部，所述制动模块包括若干球头模块，所述球头模块包括球头座和转动球，所述转动球设置在球头座的空腔内，所述空腔内设置与所述转动球相配合的球面空腔。

所述球面空腔内设置润滑层。

所述位置传感器模块包括设置在四肢上的位置传感器以及设置在所述操作手套上的位置传感器。

实景建设电采运行环景实验室系统的运行方法：

S1：根据学员的选择，挑选不同的模拟场景；然后走向操作平台的行走球旁边的平面板上，将位置传感器设置在四肢的关键部位，然后带上手套和头盔；

S2：然后打开中央处理机构，然后学员走上行走球，在确认复位后，开始行走；并通过位置传感器将获得的数据传递给中央处理机构，经过中央处理机构处理后将其通过全息投影仪投影在操作场地前部；

S3：通过摄像头对全息影像的信息进行采集，并传递给中央处理机构进行数据分析，从而能够对位置传感器反馈的数据进行修正；

S4：学员通过VR头盔获得模拟现场，然后通过其身上的位置传感器进行模拟触碰、攀登以及维修工作，并通过中央处理机构进行处理后，将获取的数据生成视频传递至VR头盔；在完成模拟维修操作后，学员模拟返回起始点，完成整个模拟操作，并通过中央处理机构对其进行模拟的结果进行打分。

本发明针对现有技术中需要设置大量的场地，且使用大量的操作工具进行模拟的现象，而采用虚拟现实成像技术与全息成像技术相结合的方式，通过中央处理机构的数据处理，将两者相结合进而不仅能够使得学员获得真实的模拟体验而且能够使得现场人员获得真实的感官；而采用的操作场地为普通会议室房子即可，然后在前部设置成像机构与摄像头；而为了保证本装置的顺利进行，采用中央处理机构为大型计算机CPU进行数据处理，并生成虚拟三维形象，使得坐在后部的学员能够很好的看到操作学员的操作，进行学习以及纠正自己所犯的错误；全息摄像头为高清摄像头，其能够对全息影像进行多角度拍摄拍摄，将信息反馈给中央处理机构，而采用的中央处理机构为大型计算机，进而能够处理大量的运算信息。

另外，采用的操作机构包括操作平台、安全围栏、位置传感器模块、VR头盔以及操作手套；所述操作平台周侧设置安全围栏，所述VR头盔设置在学员头部，所述操作手套设置在学员手部，所述位置传感器模块设置在学员肢体上；采用的操作平台周侧设置安全围栏，主要是为了避免操作学员在进行操作时，脱离行走球而造成摔倒的现象发生，而采用的位置传感器设置在学员身体的主要肢体上，可以采用穿戴衣服的形式来表示，能够获得更真实的感官；采用的VR头盔能够在学员戴上头盔后获得真实场景的模拟，使其产生身临其境的幻觉，且其真实场景与全息影像相配合，进而在学员前进时VR头盔显示的图像与传感器相结合，能够通过中央处理机构将数据与全息图像相结合，呈现全息影像与VR影像相结合，进而不仅使得操作学员能够融合进模拟场景内，而且能够使得其他观看学员能够观察到自己的不足。

另外，采用的操作平台包括行走球、设置在行走球上且带有圆孔的平面板以及设置所述行走球下部的容纳腔，所容纳腔内设置若干用于检测行走速度的检测传感器模块；采用的行走球的方式，能够沿着任意平面方向前进；而行走球设置在容纳腔内，确保行走球能够自由转动；而为了确保行走球能够在操作学员停止时，也停止下来在容纳腔内设置与行走球相配合的制动模块，所述制动模块设置在所述容纳腔底部，所述制动模块包括若干球头模块，所述球头模块包括球头座和转动球，所述转动球设置在球头座的空腔内，所述空腔内设置与所述转动球相配合的球面空腔；采用多个转动球增大了行走球转动的摩擦力，进而确保其能够随着操作学员的行走而转动，也能够确保其能够随时停下来，避免惯性造成其停不下来的现象。

另外，本发明采用的球头座与转动球结合的方式，并在球面空腔内设置润滑层，其采用的润滑层可为石墨层也可为聚四氟乙烯涂层不仅能够起到很好的润滑作用，而且能够避免行走球整体润滑造成的行走是打滑的现象发生，本发明很好的结合了全息成像技术与VR技术的优势，并通过反馈系统将两者很好的结合起来，从而获得很好的教学作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明操作机构的结构示意图；

图3为本发明制动模块A的放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种实景建设电采运行环景实验室系统，包括操作场地1、设置在所述操作场地1内周侧的成像机构2、与所述成像机构2相配合的中央处理机构4以及与所述中央处理机构4相配合的操作机构3；所述成像机构2包括若干全息投影仪22和若干全息摄像头21；所述操作机构包括操作平台、安全围栏34、位置传感器模块33、VR头盔31以及操作手套32；所述操作平台周侧设置安全围栏34，所述VR头盔31设置在学员头部，所述操作手套32设置在学员手部，所述位置传感器模块33设置在学员肢体上；所述操作平台包括行走球36、设置在行走球36上且带有圆孔的平面板35以及设置所述行走球36下部的容纳腔37，所容纳腔37内设置若干用于检测行走速度的检测传感器模块40；所述容纳腔37内设置与行走球相配合的制动模块，所述制动模块设置在所述容纳腔37底部，所述制动模块包括若干球头模块，所述球头模块包括球头座39和转动球38，所述转动球38设置在球头座39的空腔内，所述空腔内设置与所述转动球38相配合的球面空腔；所述位置传感器模块33包括设置在四肢上的位置传感器以及设置在所述操作手套32上的位置传感器。

实施例二

一种实景建设电采运行环景实验室系统，包括操作场地1、设置在所述操作场地1内周侧的成像机构2、与所述成像机构2相配合的中央处理机构4以及与所述中央处理机构4相配合的操作机构3；所述成像机构2包括若干全息投影仪22和若干全息摄像头21；所述操作机构包括操作平台、安全围栏34、位置传感器模块33、VR头盔31以及操作手套32；所述操作平台周侧设置安全围栏34，所述VR头盔31设置在学员头部，所述操作手套32设置在学员手部，所述位置传感器模块33设置在学员肢体上；所述操作平台包括行走球36、设置在行走球36上且带有圆孔的平面板35以及设置所述行走球36下部的容纳腔37，所容纳腔37内设置若干用于检测行走速度的检测传感器模块40。

所述容纳腔37内设置与行走球相配合的制动模块，所述制动模块设置在所述容纳腔37底部，所述制动模块包括若干球头模块，所述球头模块包括球头座39和转动球38，所述转动球38设置在球头座39的空腔内，所述空腔内设置与所述转动球38相配合的球面空腔；所述位置传感器模块33包括设置在四肢上的位置传感器以及设置在所述操作手套32上的位置传感器；所述球面空腔内设置润滑层。

该实施例中采用的润滑层为石墨层，所述球头模块的数量为7个，其中中心一个其与六个分布在其周侧。

实施例三

实景建设电采运行环景实验室系统的运行方法：

S1：根据学员的选择，挑选不同的模拟场景；然后走向操作平台的行走球旁边的平面板上，将位置传感器设置在四肢的关键部位，然后带上手套和头盔；

S2：然后打开中央处理机构，然后学员走上行走球，在确认复位后，开始行走；并通过位置传感器将获得的数据传递给中央处理机构，经过中央处理机构处理后将其通过全息投影仪投影在操作场地前部；

S3：通过摄像头对全息影像的信息进行采集，并传递给中央处理机构进行数据分析，从而能够对位置传感器反馈的数据进行修正；

S4：学员通过VR头盔获得模拟现场，然后通过其身上的位置传感器进行模拟触碰、攀登以及维修工作，并通过中央处理机构进行处理后，将获取的数据生成视频传递至VR头盔；在完成模拟维修操作后，学员模拟返回起始点，完成整个模拟操作，并通过中央处理机构对其进行模拟的结果进行打分。

实施例四

实景建设电采运行环景实验室系统的运行方法：

S1：根据学员的选择，挑选不同的模拟场景；然后走向操作平台的行走球旁边的平面板上，将位置传感器设置在四肢的关键部位，然后带上手套和头盔；

S2：然后打开中央处理机构，然后学员走上行走球，在确认复位后，开始行走；并通过位置传感器将获得的数据传递给中央处理机构，经过中央处理机构处理后将其通过全息投影仪投影在操作场地前部；

S3：通过摄像头对全息影像的信息进行采集，并传递给中央处理机构进行数据分析，从而能够对位置传感器反馈的数据进行修正；

S4：学员通过VR头盔获得模拟现场，然后通过其身上的位置传感器进行模拟触碰、攀登以及维修工作，并通过中央处理机构进行处理后，将获取的数据生成视频传递至VR头盔；在完成模拟维修操作后，学员模拟返回起始点，完成整个模拟操作，并通过中央处理机构对其进行模拟的结果进行打分；

S6：对学员操作错误之处进行回放，并对其错误进行纠正。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种实景建设电采运行环景实验室系统，其特征在于：包括操作场地、设置在所述操作场地内周侧的成像机构、与所述成像机构相配合的中央处理机构以及与所述中央处理机构相配合的操作机构；

所述成像机构包括若干全息投影仪和若干全息摄像头；

所述操作机构包括操作平台、安全围栏、位置传感器模块、VR头盔以及操作手套；所述操作平台周侧设置安全围栏，所述VR头盔设置在学员头部，所述操作手套设置在学员手部，所述位置传感器模块设置在学员肢体上；

所述操作平台包括行走球、设置在行走球上且带有圆孔的平面板以及设置所述行走球下部的容纳腔，所容纳腔内设置若干用于检测行走速度的检测传感器模块。

2.根据权利要求1所述的实景建设电采运行环景实验室系统，其特征在于：所述容纳腔内设置与行走球相配合的制动模块，所述制动模块设置在所述容纳腔底部，所述制动模块包括若干球头模块，所述球头模块包括球头座和转动球，所述转动球设置在球头座的空腔内，所述空腔内设置与所述转动球相配合的球面空腔。

3.根据权利要求2所述的实景建设电采运行环景实验室系统，其特征在于：所述球面空腔内设置润滑层。

4.根据权利要求1所述的实景建设电采运行环景实验室系统，其特征在于：所述位置传感器模块包括设置在四肢上的位置传感器以及设置在所述操作手套上的位置传感器。

5.根据权利要求1所述的实景建设电采运行环景实验室系统，其特征在于：该实景建设电采运行环景实验室系统的运行方法：

S1：根据学员的选择，挑选不同的模拟场景；然后走向操作平台的行走球旁边的平面板上，将位置传感器设置在四肢的关键部位，然后带上手套和头盔；

S2：然后打开中央处理机构，然后学员走上行走球，在确认复位后，开始行走；并通过位置传感器将获得的数据传递给中央处理机构，经过中央处理机构处理后将其通过全息投影仪投影在操作场地前部；

S3：通过摄像头对全息影像的信息进行采集，并传递给中央处理机构进行数据分析，从而能够对位置传感器反馈的数据进行修正；

S4：学员通过VR头盔获得模拟现场，然后通过其身上的位置传感器进行模拟触碰、攀登以及维修工作，并通过中央处理机构进行处理后，将获取的数据生成视频传递至VR头盔；在完成模拟维修操作后，学员模拟返回起始点，完成整个模拟操作，并通过中央处理机构对其进行模拟的结果进行打分。