CN115359694A - 一种基于维修仿真训练系统的工控机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于维修仿真训练系统的工控机，包括机柜、主控计算机、显示屏、薄膜按键、按钮开关、VR眼镜、VR手套、无线追踪器；所述主控计算机内嵌入维修仿真训练系统；所述维修仿真训练系统包括视景仿真模块、触碰仿真模块、空间定位模块、教学模块、数据库模块、处理器模块；本发明的设计，能够通过模拟仿真的形式对学员进行教学工作，学员的直观感受更强烈，易于理解课程内容；通过VR眼镜可以观看各型装备的仿真结构，减少教学装备的开支及装备的占地面积；通过VR手套可以实现学员与仿真装备的模拟互动，进行仿真维修操作，减少了实体装备的采购成本及损耗，降低教学成本，同时有助于学员维修经验的积累。
Description
技术领域
本发明涉及维修仿真训练技术领域，具体为一种基于维修仿真训练系统的工控机。
背景技术
为了使维修保障人员熟练掌握某型装备控制系统的勤务操作和提高维修技能，必须加强保障人员对控制系统的操作与维修训练。单纯的理论教学抽象、难懂；而用实装进行维修训练，因为装备价格昂贵，损耗大，严重影响装备的使用寿命代价很高。从保持装备良好技术状态的要求考虑，某型装备控制系统中的大量设备都不允许反复拆装，但人员流动的特点要求培训活动必须长年持续开展，这就造成开展维修训练和保持装备良好技术状态之间存在一定矛盾，有时甚至可能因为训练而导致装备损坏。此外，要达到迅速定位、排除故障的训练效果，让维修人员见识到各种可能出现的故障是很重要的，但是在实训过程中，由于担心损坏装备，很多故障无法在实装上进行设置，对于维修人员积累维修经验产生了一定影响。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种基于维修仿真训练系统的工控机，以解决训练装备损耗大，维修教学代入感低、教学效果差的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于维修仿真训练系统的工控机，包括机柜、主控计算机、显示屏、薄膜按键、按钮开关、VR眼镜、VR手套、无线追踪器；主控计算机、显示屏、薄膜按键、按钮开关固定设置在机柜上；显示屏、薄膜按键、按钮开关、VR眼镜、VR手套、无线追踪器分别与主控计算机电连接；所述主控计算机内嵌入维修仿真训练系统；
VR手套用于对使用者的手掌位置、手部动作进行数据采集，采集的数据反馈至主控计算机；无线追踪器和VR手套分别用于定位宏观坐标和局部坐标并反馈至主控计算机；VR眼镜和VR手套通讯交互，将驾驶员的手部动作呈现在VR眼镜中，并将VR手套在VR眼镜模拟画面中的操作互动内容反馈到主控计算机中；
所述维修仿真训练系统包括视景仿真模块、触碰仿真模块、空间定位模块、教学模块、数据库模块、处理器模块；所述视景仿真模块用于将仿真画面实时同步呈现在VR眼镜中；所述触碰仿真模块用于采集使用者穿戴的VR手套的空间坐标及手部动作，与VR眼镜中的仿真画面进行协同交互；所述空间定位模块用于通过无线追踪器和VR手套模拟使用者在模拟场景的宏观坐标中实时的局部坐标位置；所述教学模块用于选择教学内容并将相应的教学画面呈现在VR眼镜中；所述数据库模块用于存储系统运行产生的数据及教学内容的数据；所述处理器模块用于系统运行数据的处理。
优选地，所述教学模块包括教学视频子模块，用于使用者选择教学视频并通过VR眼镜进行观看。
优选地，所述教学模块还包括装备选择子模块，用于使用者选择所需学习的装备，并将装备的三维模型呈现在VR眼镜中。
优选地，所述教学模块还包括装备故障生成子模块；用于在装备上随机生成硬件故障并呈现在装备的三维模型上。
优选地，所述教学模块还包括工具选择子模块，用于使用者根据装备的不同故障选择相应的维修工具，与VR手套协同交互，使用者在VR眼镜模拟的画面中取用对应的维修工具至装备的故障位置进行维修操作。
优选地，所述教学模块还包括训练考核评估子模块；用于设置考试科目、考核评估标准。
本发明的设计，能够通过模拟仿真的形式对学员进行教学工作，学员的直观感受更强烈，易于理解课程内容；通过VR眼镜可以观看各型装备的仿真结构，减少教学装备的开支及装备的占地面积；通过VR手套可以实现学员与仿真装备的模拟互动，进行仿真维修操作，减少了实体装备的采购成本及损耗，降低教学成本，同时有助于学员维修经验的积累。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的维修仿真训练系统结构框图；
图3为本发明中的教学模块的结构框图。
其中：
1、薄膜按键；2、主控计算机；3、机柜；4、按钮开关；5、显示屏；6、无线追踪器；7、VR手套；8、VR眼镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，一种基于维修仿真训练系统的工控机，包括机柜3、主控计算机2、显示屏5、薄膜按键1、按钮开关4、VR眼镜8、VR手套7、无线追踪器6；主控计算机2、显示屏5、薄膜按键1、按钮开关4固定设置在机柜3上；显示屏5、薄膜按键1、按钮开关4、VR眼镜8、VR手套7、无线追踪器6分别与主控计算机2电连接；主控计算机2内嵌入维修仿真训练系统；
VR手套7用于对使用者的手掌位置、手部动作进行数据采集，采集的数据反馈至主控计算机2；无线追踪器6和VR手套7分别用于定位宏观坐标和局部坐标并反馈至主控计算机2；VR眼镜8和VR手套7通讯交互，将驾驶员的手部动作呈现在VR眼镜8中，并将VR手套7在VR眼镜8模拟画面中的操作互动内容反馈到主控计算机2中；无线追踪器6配置有多个，设置在教学区的固定位置，通过多个无线追踪器6与主控计算机2通讯交互，搭建虚拟场景的区域范围，在该区域范围内进行模拟教学活动；
维修仿真训练系统包括视景仿真模块、触碰仿真模块、空间定位模块、教学模块、数据库模块、处理器模块；视景仿真模块用于将仿真画面实时同步呈现在VR眼镜8中；触碰仿真模块用于采集使用者穿戴的VR手套7的空间坐标及手部动作，与VR眼镜8中的仿真画面进行协同交互；空间定位模块用于通过无线追踪器6和VR手套7模拟使用者在模拟场景的宏观坐标中实时的局部坐标位置；教学模块用于选择教学内容并将相应的教学画面呈现在VR眼镜8中；数据库模块用于存储系统运行产生的数据及教学内容的数据；处理器模块用于系统运行数据的处理；教学者于机柜3旁操作主控计算机2，学员穿戴好VR眼镜8、VR手套7接受虚拟教学；教学者通过薄膜键盘选择教学内容，学员通过VR眼镜8观看到的内容同步显示在显示屏5上，教学者通过操作按钮开关4控制学员观看到的装备的运行状态。
进一步的，教学模块包括教学视频子模块，用于使用者选择教学视频并通过VR眼镜8进行观看，教学视频中的装备器材以三维立体的形式呈现在VR眼镜8中的虚拟场景中。
进一步的，教学模块还包括装备选择子模块，用于使用者选择所需学习的不同型号的装备，并将装备的三维模型呈现在VR眼镜8中，学员通过VR眼镜8能够观看装备的三维模型，通过VR手套7触碰装备，实现互动仿真；学员走动时，VR手套7记录的局部坐标在无线追踪器6生成的空间坐标中不断变化，VR眼镜8中仿真的场景随着学员的走动同步变化，使学员可以360°观察装备。
进一步的，教学模块还包括装备故障生成子模块；用于在装备上随机生成硬件故障并呈现在装备的三维模型上，满足仿真训练需求。
进一步的，教学模块还包括工具选择子模块，用于使用者根据装备的不同故障选择相应的维修工具，与VR手套7协同交互，使用者在VR眼镜8模拟的画面中取用对应的维修工具至装备的故障位置进行维修操作。
进一步的，教学模块还包括训练考核评估子模块；用于设置考试科目、考核评估标准，教学者在主控计算机2上设置好考试的装备型号，生成若干个设备故障问题，学员穿戴好VR眼镜8和VR手套7，观察设备状况，然后取用工具至故障位置进行维修，根据维修工具选择的正确率、维修方法的正确率及花费的时间综合评估。
Claims (6)
1.一种基于维修仿真训练系统的工控机，其特征在于，包括机柜(3)、主控计算机(2)、显示屏(5)、薄膜按键(1)、按钮开关(4)、VR眼镜(8)、VR手套(7)、无线追踪器(6)；主控计算机(2)、显示屏(5)、薄膜按键(1)、按钮开关(4)固定设置在机柜(3)上；显示屏(5)、薄膜按键(1)、按钮开关(4)、VR眼镜(8)、VR手套(7)、无线追踪器(6)分别与主控计算机(2)电连接；所述主控计算机(2)内嵌入维修仿真训练系统；
VR手套(7)用于对使用者的手掌位置、手部动作进行数据采集，采集的数据反馈至主控计算机(2)；无线追踪器(6)和VR手套(7)分别用于定位宏观坐标和局部坐标并反馈至主控计算机(2)；VR眼镜(8)和VR手套(7)通讯交互，将驾驶员的手部动作呈现在VR眼镜(8)中，并将VR手套(7)在VR眼镜(8)模拟画面中的操作互动内容反馈到主控计算机(2)中；
所述维修仿真训练系统包括视景仿真模块、触碰仿真模块、空间定位模块、教学模块、数据库模块、处理器模块；所述视景仿真模块用于将仿真画面实时同步呈现在VR眼镜(8)中；所述触碰仿真模块用于采集使用者穿戴的VR手套(7)的空间坐标及手部动作，与VR眼镜(8)中的仿真画面进行协同交互；所述空间定位模块用于通过无线追踪器(6)和VR手套(7)模拟使用者在模拟场景的宏观坐标中实时的局部坐标位置；所述教学模块用于选择教学内容并将相应的教学画面呈现在VR眼镜(8)中；所述数据库模块用于存储系统运行产生的数据及教学内容的数据；所述处理器模块用于系统运行数据的处理。
2.如权利要求1所述的一种基于维修仿真训练系统的工控机，其特征在于，所述教学模块包括教学视频子模块，用于使用者选择教学视频并通过VR眼镜(8)进行观看。
3.如权利要求2所述的一种基于维修仿真训练系统的工控机，其特征在于，所述教学模块还包括装备选择子模块，用于使用者选择所需学习的装备，并将装备的三维模型呈现在VR眼镜(8)中。
4.如权利要求3所述的一种基于维修仿真训练系统的工控机，其特征在于，所述教学模块还包括装备故障生成子模块；用于在装备上随机生成硬件故障并呈现在装备的三维模型上。
5.如权利要求4所述的一种基于维修仿真训练系统的工控机，其特征在于，所述教学模块还包括工具选择子模块，用于使用者根据装备的不同故障选择相应的维修工具，与VR手套(7)协同交互，使用者在VR眼镜(8)模拟的画面中取用对应的维修工具至装备的故障位置进行维修操作。
6.如权利要求5所述的一种基于维修仿真训练系统的工控机，其特征在于，所述教学模块还包括训练考核评估子模块；用于设置考试科目、考核评估标准。
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| CN108711326A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-26 | 天津卡达克数据有限公司 | 一种基于虚拟仿真的汽车教育培训系统 |
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