CN109903626A - 一种基于vr技术的装表接电示教系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于VR技术的装表接电示教系统，包括虚拟演示模块、虚拟操作模块及数据处理模块，所述数据处理模块与虚拟演示模块通过全双工通信的方式进行数据传输，所述虚拟操作模块与数据处理模块通过单工通信的方式进行数据传输；所述虚拟演示模块包括虚拟场景演示和辅助声音教学，所述虚拟操作模块包括虚拟场景布局及虚拟物品实操，所述数据处理模块包括数据交换、数据分析及数据公布，所述数据处理模块与虚拟演示模块的数据交流对象包括：控制电脑及VR眼镜；本发明，通过使用VR技术来完成装表接电的教学及演示，有利于节约设备的购买成本及降低操作时带来的危险，且本发明中用到的VR手套具有实用性强的特点。

Description

一种基于VR技术的装表接电示教系统

技术领域

本发明涉及装表接电示教系统技术领域，具体为一种基于VR技术的装表接电示教系统。

背景技术

装表接电是一种包含常用工具及仪表、内线工程、电能计量设备选型、电能计量装置的接线及接线分析及电能计量装置施工等的技术。装表接电在实操前，需要进行大量的演习，以避免在装表接电时，发生意外事故。传统的装表接电，需要有经验的人在实验室中进行教学，现场中，需要大量的模拟设备，耗费高额的成本，且在演示过程中，模拟设备自身带有一定的真实性，存在一些安全隐患；基于VR技术的设备中，演示及场景布局需要用到VR眼镜，操作则需要用到VR手套，VR手套的重量较大，在操作时，由于惯性会发生脱落现象，传统的手套锁紧效果不佳，且在VR手套内的局部传感器损坏后，手套需要拆烂，将内部损坏的传感器拿出修理，维修不便捷，实用性低。因此，设计一种安全系数高、成本耗资低及实用性强的基于VR技术的装表接电示教系统是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VR技术的装表接电示教系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于VR技术的装表接电示教系统，包括虚拟演示模块、虚拟操作模块及数据处理模块，所述数据处理模块与虚拟演示模块通过全双工通信的方式进行数据传输，所述虚拟操作模块与数据处理模块通过单工通信的方式进行数据传输；所述虚拟演示模块包括虚拟场景演示和辅助声音教学，所述虚拟操作模块包括虚拟场景布局及虚拟物品实操，所述数据处理模块包括数据交换、数据分析及数据公布。

根据上述技术方案，所述数据处理模块与虚拟演示模块的数据交流对象包括：控制电脑及VR眼镜；所述虚拟操作模块与数据处理模块的数据交流对象包括：控制电脑及VR手套。

根据上述技术方案，所述VR手套包括锁紧装置、传感组件、手套芯面及手套本体，所述手套本体的一侧缝制有手套芯面，所述手套芯面一侧均匀嵌入有传感组件，所述手套本体的背面手腕处粘连有锁紧装置；所述锁紧装置包括第一外壳、电路板组件、齿条、连轴、齿轮、锁带、滑槽、滑块、第一弹簧、隔板、第一挡块、第二外壳、压板、第二弹簧、第二挡块、连接柱、推板、连接片、线圈及旋钮，所述第一外壳的内部设置有隔板，所述隔板的一侧安装有电路板组件，所述隔板的另一侧与第一外壳的相对一侧内壁均对应开设有滑槽，所述滑槽的内部安装有滑块，所述滑块的底部与滑槽的顶部内壁之间连接有第一弹簧，且两个相对的所述滑块之间通过点焊固定有齿条，所述齿条的下方设置有齿轮，所述齿轮的中心处贯穿有连轴，且连轴的一端通过轴座活动连接在所述第一外壳的一侧内壁上，所述连轴的外侧中心处套接有线圈，所述连轴的另一端穿出第一外壳，且安装有旋钮，所述线圈的外侧连接有锁带，所述锁带穿出第一外壳的一侧，且一端连接在所述第一外壳的另一侧，所述锁带断开处设置有第二外壳，所述第二外壳的一侧内壁通过第二弹簧连接有压板，所述压板的一侧对应焊接有第二挡块，所述压板的一侧中心处连接有连接柱，所述连接柱穿出第二外壳，且一端连接有推板，所述锁带断开的断面上均嵌入有连接片，所述连接片的一侧设置有第一挡块，所述第一挡块与第二挡块为配合结构；所述电路板组件包括数据采集单元、内置储存单元、数据上传单元及电路板本体，所述电路板本体的一侧分别设置有数据采集单元、内置储存单元及数据上传单元；所述传感组件包括接触觉传感器、力-力矩觉传感器、压觉传感器、滑觉传感器和第三外壳，所述第三外壳的一侧分别安装有接触觉传感器、力-力矩觉传感器、压觉传感器和滑觉传感器。

根据上述技术方案，所述齿条及齿轮上的齿槽均为倒置梯形结构，且齿槽的底边为齿槽深度的两倍。

根据上述技术方案，所述连轴穿过第一外壳，且在贯穿处设置有轴套。

根据上述技术方案，所述传感组件分布在手掌的穴位处。

根据上述技术方案，所述接触觉传感器、力-力矩觉传感器、压觉传感器和滑觉传感器的输出端均与数据采集单元的输入端电性连接。

根据上述技术方案，所述传感组件及电路板组件内部的用电件均匀外部电源电性连接。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过虚拟演示模块将控制电脑输送过来的演示数据进行模拟演示，通过构建虚拟场景、演示虚拟教学动作以及辅助声音教学，使得学生能够更好地认知装表接电的操作知识，再通过虚拟操作模块来完成操作练习，通过VR眼镜及VR手套的配合来实现虚拟场景的布局以及虚拟物品的操作，之后再控制主机通过数据处理模块对操作的数据进行粉笔，并将操作数据与演示数据进行对比，分析出需要改进完善的地方，本发明通过利用VR技术来实现装表接电的教学，省下了购买大量模拟设备的资金，且在操作失误时，虚拟场景不会产生触电等危险的情况，提高了安全系数；本发明，通过设置有旋钮、连轴、及线圈，来收紧锁带，并紧贴住手腕，同时，通过设置有齿轮、齿条、第一弹簧，来锁定锁带，防止锁带收回，有利于将该VR手套固定到手臂上，避免操作时挥动手臂，VR手套掉落，在维修VR手套内部的传感组件时，通过设置有推板、连接柱、压板、第二弹簧、第一挡块及第二挡块，来将锁带断开处的连接片抽出，然后再将手套芯面与手套本体连接处的缝线拆除，即可将手套芯面拆下，并对手套芯面上的电器件进行维修，提高了维修的便捷度，且在维修完成后，可将手套芯面再次缝合到手套本体上，有利于增强其实用性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的系统整体示意图；

图2是本发明的VR手套背侧结构示意图；

图3是本发明的VR手套正侧结构示意图；

图4是本发明的VR手套结构拆分示意图；

图5是本发明的锁紧装置结构示意图；

图6是本发明的图5中A区域结构示意图；

图7是本发明的图5中B区域结构示意图；

图8是本发明的齿轮结构示意图；

图9是本发明的锁紧装置内部侧视结构示意图；

图10是本发明的电路板组件结构示意图；

图11是本发明的传感组件结构示意图；

图12是本发明的系统流程图；

图中：1、VR手套；2、锁紧装置；3、传感组件；4、手套芯面；5、第一外壳；6、电路板组件；7、齿条；8、连轴；9、齿轮；10、锁带；11、滑槽；12、滑块；13、第一弹簧；14、隔板；15、第一挡块；16、第二外壳；17、压板；18、第二弹簧；19、第二挡块；20、连接柱；21、推板；22、连接片；23、线圈；24、旋钮；25、数据采集单元；26、内置储存单元；27、数据上传单元；28、电路板本体；29、接触觉传感器；30、力-力矩觉传感器；31、压觉传感器；32、滑觉传感器；33、第三外壳；34、手套本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种基于VR技术的装表接电示教系统，包括虚拟演示模块、虚拟操作模块及数据处理模块，数据处理模块与虚拟演示模块通过全双工通信的方式进行数据传输，虚拟操作模块与数据处理模块通过单工通信的方式进行数据传输；虚拟演示模块包括虚拟场景演示和辅助声音教学，虚拟操作模块包括虚拟场景布局及虚拟物品实操，数据处理模块包括数据交换、数据分析及数据公布；数据处理模块与虚拟演示模块的数据交流对象包括：控制电脑及VR眼镜；虚拟操作模块与数据处理模块的数据交流对象包括：控制电脑及VR手套1；VR手套1包括锁紧装置2、传感组件3、手套芯面4及手套本体34，手套本体34的一侧缝制有手套芯面4，手套芯面4一侧均匀嵌入有传感组件3，手套本体34的背面手腕处粘连有锁紧装置2；锁紧装置2包括第一外壳5、电路板组件6、齿条7、连轴8、齿轮9、锁带10、滑槽11、滑块12、第一弹簧13、隔板14、第一挡块15、第二外壳16、压板17、第二弹簧18、第二挡块19、连接柱20、推板21、连接片22、线圈23及旋钮24，第一外壳5的内部设置有隔板14，隔板14的一侧安装有电路板组件6，隔板14的另一侧与第一外壳5的相对一侧内壁均对应开设有滑槽11，滑槽11的内部安装有滑块12，滑块12的底部与滑槽11的顶部内壁之间连接有第一弹簧13，且两个相对的滑块12之间通过点焊固定有齿条7，齿条7的下方设置有齿轮9，齿轮9的中心处贯穿有连轴8，且连轴8的一端通过轴座活动连接在第一外壳5的一侧内壁上，连轴8的外侧中心处套接有线圈23，连轴8的另一端穿出第一外壳5，且安装有旋钮24，线圈23的外侧连接有锁带10，锁带10穿出第一外壳5的一侧，且一端连接在第一外壳5的另一侧，锁带10断开处设置有第二外壳16，第二外壳16的一侧内壁通过第二弹簧18连接有压板17，压板17的一侧对应焊接有第二挡块19，压板17的一侧中心处连接有连接柱20，连接柱20穿出第二外壳16，且一端连接有推板21，锁带10断开的断面上均嵌入有连接片22，连接片22的一侧设置有第一挡块15，第一挡块15与第二挡块19为配合结构；电路板组件6包括数据采集单元25、内置储存单元26、数据上传单元27及电路板本体28，电路板本体28的一侧分别设置有数据采集单元25、内置储存单元26及数据上传单元27；传感组件3包括接触觉传感器29、力-力矩觉传感器30、压觉传感器31、滑觉传感器32和第三外壳33，第三外壳33的一侧分别安装有接触觉传感器29、力-力矩觉传感器30、压觉传感器31和滑觉传感器32；齿条7及齿轮9上的齿槽均为倒置梯形结构，且齿槽的底边为齿槽深度的两倍，便于推动齿轮9向上运动；连轴8穿过第一外壳5，且在贯穿处设置有轴套，便于连轴8的转动；传感组件3分布在手掌的穴位处，便于提高传感准确性；接触觉传感器29、力-力矩觉传感器30、压觉传感器31和滑觉传感器32的输出端均与数据采集单元25的输入端电性连接，便于做出的手势信号收集到数据采集单元25；传感组件3及电路板组件6内部的用电件均匀外部电源电性连接，便于提供电力；本发明，通过虚拟演示模块将控制电脑输送过来的演示数据进行模拟演示，通过构建虚拟场景、演示虚拟教学动作以及辅助声音教学，使得学生能够更好地认知装表接电的操作知识，再通过虚拟操作模块来完成操作练习，通过VR眼镜及VR手套1的配合来实现虚拟场景的布局以及虚拟物品的操作，之后再控制主机通过数据处理模块对操作的数据进行粉笔，并将操作数据与演示数据进行对比，分析出需要改进完善的地方，本发明通过利用VR技术来实现装表接电的教学，省下了购买大量模拟设备的资金，且在操作失误时，虚拟场景不会产生触电等危险的情况，提高了安全系数；本发明，在使用VR手套1时，可通过旋转旋钮24带动连轴8转动，并使得齿轮9与线圈23同步转动，可使得线圈23上的锁带10收紧，并紧贴住手腕，同时，齿轮9转动，推动齿条7上升，并挤压第一弹簧13，带锁带10收紧后，停止旋转旋钮24，并由第一弹簧13自身的回复力作用，推动齿条7下降，并卡住齿轮9，使得齿轮9无法回转，即可锁定锁带10，防止锁带10收回，有利于将该VR手套1固定到手臂上，避免操作时挥动手臂，VR手套1掉落，在维修VR手套1内部的传感组件3时，按压推板21，通过连接柱20带动压板17移动，并使得第二弹簧18受到挤压，此时，第一挡块15脱离第二挡块19的限制，将锁带10断开处的连接片22抽出，然后再将手套芯面4与手套本体34连接处的缝线拆除，即可将手套芯面4拆下，并对手套芯面4上的电器件进行维修，提高了维修的便捷度，且在维修完成后，可将手套芯面4再次缝合到手套本体34上，有利于增强其实用性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于VR技术的装表接电示教系统，包括虚拟演示模块、虚拟操作模块及数据处理模块，其特征在于：所述数据处理模块与虚拟演示模块通过全双工通信的方式进行数据传输，所述虚拟操作模块与数据处理模块通过单工通信的方式进行数据传输；所述虚拟演示模块包括虚拟场景演示和辅助声音教学，所述虚拟操作模块包括虚拟场景布局及虚拟物品实操，所述数据处理模块包括数据交换、数据分析及数据公布。

2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的装表接电示教系统，其特征在于：所述数据处理模块与虚拟演示模块的数据交流对象包括：控制电脑及VR眼镜；所述虚拟操作模块与数据处理模块的数据交流对象包括：控制电脑及VR手套(1)。

3.根据权利要求2所述的一种基于VR技术的装表接电示教系统，其特征在于：所述VR手套(1)包括锁紧装置(2)、传感组件(3)、手套芯面(4)及手套本体(34)，所述手套本体(34)的一侧缝制有手套芯面(4)，所述手套芯面(4)一侧均匀嵌入有传感组件(3)，所述手套本体(34)的背面手腕处粘连有锁紧装置(2)；所述锁紧装置(2)包括第一外壳(5)、电路板组件(6)、齿条(7)、连轴(8)、齿轮(9)、锁带(10)、滑槽(11)、滑块(12)、第一弹簧(13)、隔板(14)、第一挡块(15)、第二外壳(16)、压板(17)、第二弹簧(18)、第二挡块(19)、连接柱(20)、推板(21)、连接片(22)、线圈(23)及旋钮(24)，所述第一外壳(5)的内部设置有隔板(14)，所述隔板(14)的一侧安装有电路板组件(6)，所述隔板(14)的另一侧与第一外壳(5)的相对一侧内壁均对应开设有滑槽(11)，所述滑槽(11)的内部安装有滑块(12)，所述滑块(12)的底部与滑槽(11)的顶部内壁之间连接有第一弹簧(13)，且两个相对的所述滑块(12)之间通过点焊固定有齿条(7)，所述齿条(7)的下方设置有齿轮(9)，所述齿轮(9)的中心处贯穿有连轴(8)，且连轴(8)的一端通过轴座活动连接在所述第一外壳(5)的一侧内壁上，所述连轴(8)的外侧中心处套接有线圈(23)，所述连轴(8)的另一端穿出第一外壳(5)，且安装有旋钮(24)，所述线圈(23)的外侧连接有锁带(10)，所述锁带(10)穿出第一外壳(5)的一侧，且一端连接在所述第一外壳(5)的另一侧，所述锁带(10)断开处设置有第二外壳(16)，所述第二外壳(16)的一侧内壁通过第二弹簧(18)连接有压板(17)，所述压板(17)的一侧对应焊接有第二挡块(19)，所述压板(17)的一侧中心处连接有连接柱(20)，所述连接柱(20)穿出第二外壳(16)，且一端连接有推板(21)，所述锁带(10)断开的断面上均嵌入有连接片(22)，所述连接片(22)的一侧设置有第一挡块(15)，所述第一挡块(15)与第二挡块(19)为配合结构；所述电路板组件(6)包括数据采集单元(25)、内置储存单元(26)、数据上传单元(27)及电路板本体(28)，所述电路板本体(28)的一侧分别设置有数据采集单元(25)、内置储存单元(26)及数据上传单元(27)；所述传感组件(3)包括接触觉传感器(29)、力-力矩觉传感器(30)、压觉传感器(31)、滑觉传感器(32)和第三外壳(33)，所述第三外壳(33)的一侧分别安装有接触觉传感器(29)、力-力矩觉传感器(30)、压觉传感器(31)和滑觉传感器(32)。

4.根据权利要求3所述的一种基于VR技术的装表接电示教系统，其特征在于：所述齿条(7)及齿轮(9)上的齿槽均为倒置梯形结构，且齿槽的底边为齿槽深度的两倍。

5.根据权利要求3所述的一种基于VR技术的装表接电示教系统，其特征在于：所述连轴(8)穿过第一外壳(5)，且在贯穿处设置有轴套。

6.根据权利要求3所述的一种基于VR技术的装表接电示教系统，其特征在于：所述传感组件(3)分布在手掌的穴位处。

7.根据权利要求3所述的一种基于VR技术的装表接电示教系统，其特征在于：所述接触觉传感器(29)、力-力矩觉传感器(30)、压觉传感器(31)和滑觉传感器(32)的输出端均与数据采集单元(25)的输入端电性连接。

8.根据权利要求3所述的一种基于VR技术的装表接电示教系统，其特征在于：所述传感组件(3)及电路板组件(6)内部的用电件均匀外部电源电性连接。