CN202512805U - 一种用于汽车快修教学的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车快修教学的设备，具有一个完整驾驶室以及与驾驶室中可操作部件相连的数个传感器，这些可操作部件包括方向盘、档位、离合、油门、刹车、驻车设备等。数个传感器都通过一个转换逻辑电路连接至数据处理器，而数据处理器又连接于输出装置。所述转换逻辑电路为单片机，单片机通过电缆连接至数据处理器。所述输出装置为驾驶室外的显示装置及音响设备，用于进行仿真显示图像和声音，而所述输出装置还可包括安装于前述驾驶室底部与地面之间的动力装置，这样便可以仿真车体东西与振动。该系统不仅可以提供教学、实践、情景仿真，并且可以实现教学实践器材的零损耗，该系统建造方便，成本更低。

Description

一种用于汽车快修教学的设备

技术领域

本实用新型有关于一种教学系统，尤指一种用于汽车快修教学的设备。

背景技术

在汽车快修教学过程中，为了更好的让学生了解和掌握现实场景中的汽车外观、设备及各种设备互相之间的工作原理，通常是购买实物或者制作课件等作为辅助教学工具，用以形象、生动的展现现实场景和书面的展现各设备的工作原理。现被广泛应用的实物主要包括两种类型：一是利用传统的办公软件制作的各设备的工作原理，由教师针对不同的设备、科目通过人工的方式进行制作，这是最简单的教学方式。二是采购汽车实物进行教学，可以立体化的展现车辆的各个设备。

上述两种教学辅助设备第一种需要依靠教师手工制作完成，制作复杂，而且制作周期较长，展示效果不明显；第二种需要购买成品实物，费用成本相当的高。但是也无法全方位的展示各个设备部件的工作原理状态；同事由于传统的实物设备教学占用空间较大，如果需要进行教学则无法设置现实生活场景进行快修的情景模式和无法避免实物设备的损坏；此外实物设备一经购买，难以进行更新，导致实物设备的实用寿命短，价值/成本率低。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型所解决的技术问题是克服现有的教学和时间必须要由实物设备来进行，设备成本高、使用寿命短、无法模拟现实中的情景模式设置汽车出现故障进行快修，且占用空间较大，搬运不方便、易损坏的缺陷。本实用新型的目的是提供一套借助计算机和虚拟仿真软件制作的虚拟仿真快修教学设备，即一种用于汽车快修教学的设备。该设备不仅可以提供教学、实践、情景仿真，并且可以实现教学实践器材的零损耗，该系统建造方便，成本更低。

本用实用新型提供了一种用于汽车快修教学的设备，具有一个完整驾驶室以及与驾驶室中可操作部件相连的数个传感器，这些可操作部件包括方向盘、档位、离合、油门、刹车、驻车设备等。数个传感器都通过一个转换逻辑电路连接至数据处理器，而数据处理器又连接于输出装置。所述转换逻辑电路为单片机，单片机通过电缆连接至数据处理器。所述输出装置为驾驶室外的显示装置及音响设备，用于进行仿真显示图像和声音，而所述输出装置还可包括安装于前述驾驶室底部与地面之间的动力装置，这样便可以仿真车体东西与振动。

并且，在所述驾驶室中还可具有用于答题的输入装置，以便于对学员进行考核，把考试结合到操作实践中，在车内驾驶时便可考察学员的判断能力，只需要将正确答案选中即可。

并且，只是给出了一个所述驾驶室与数据处理器及输出装置单个为一组连接使用的情形，这样可以专人专用，当然，所述数据处理器也可连接多组驾驶室中的转换逻辑电路及输出装置，这样便可以节约处理资源以及运行费用。

另外，也可以由前述一个数据处理器与一个转换逻辑电路及一套输出装置为一单组，数个上述单组能共同组成为局域网进行数据交互。

本实用新型具有如下优点：

1、真实再现：虚拟场景的建立以真实实物为基础，能够真实、准确的反应实物的特征、形态和布局。

2、节约成本：以本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学实践系统作为教学平台，取代实物教学，克服了实物购买成本昂贵和易损坏等缺陷，采用虚拟仿真汽车快修教学实践系统更能凸显其在费用成本上的经济性优势。

3、便于远程运行：本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学实践系统可通过网络直接发送至远程计算机上运行，克服了实物模型占用空间大、搬运不便且搬运过程中易损坏的缺陷。

4、可进行功能扩展：本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学实践系统可以结合数据库技术等进行信息管理的扩充。

附图说明

图1为本实用新型结构原理图。

图2为本实用新型信号传送示意图。

其中：

1驾驶室  2数据处理器    3输出装置

具体实施方式

如图1所示，本用实用新型提供了一种用于汽车快修教学的设备，具有一个完整的仿真驾驶室1以及与驾驶室1中可操作部件相连的数个传感器，这些可操作部件一般包括方向盘、档位、离合、油门、刹车、驻车设备等可操作件。

而数个传感器都通过一个转换逻辑电路连接至数据处理器2，而数据处理器又连接于输出装置3。所述转换逻辑电路在本例中选为单片机，而单片机通过电缆连接至数据处理器2。且输出装置3为驾驶室外的显示装置及音响设备，用于进行仿真驾驶室1外的图像和内外的声音，而所述输出装置3还可包括安装于前述驾驶室底部与地面之间的动力装置，这样便可以仿真车体移动与振动。综合以上输出装置3，便可真实仿真车辆驾驶以及各种故障状态。

并且，在所述驾驶室1中还可具有用于答题的输入装置，以便于对学员进行考核，把考试结合到操作实践中，在车内驾驶时便可考察学员的判断能力，只需要将正确答案选中即可。

以，如图1、2所示，目前图中只是给出了一个所述驾驶室1与数据处理器2及输出装置3单个为一组连接使用的情形，这样可以专人专用，当然，所述数据处理器2也可连接多组驾驶室1中的转换逻辑电路及输出装置3，这样便可以节约服务器处理资源以及运行费用。

另外，也可以由前述一个数据处理器与一个转换逻辑电路及一套输出装置为一单组，数个上述单组能共同组成为局域网进行数据交互。

本实用新型通主要过三维仿真技术与仿汽车驾驶操作过程中所相应硬件进行结合方式进行虚拟仿真教学，可让学生在模拟驾驶操作和对故障排除过程中，学习到如何解决在现实生活场景中遇到的车辆问题，并可通过反复模拟，达到熟练快修的目的。本实用新型还可以让学生进行模拟训练，如组装、维修等。通过网络，还可以使得多考生间进行配合演练，协同操作，达到实操的效果，另外，本实用新型可以引入到考试评估过程中，使得原本对实物、场地要求的考试场所仅需通过网络及本实用新型所设计的应用软件即可解决，达到节省人力、物力、提高效率的效果。在应用过程中，可以自动收集或有目的采集的手段进行丰富资料故障库，无论学生还是教师还是维修机构，均可从资料库中调取所需参考的多媒体资料技术文档(包括音频、视频、图片)进行参考、学习。

实际应用中，可由教师在后台进行设置故障单元和发生故障的情景模式，让学生在教与学的过程中学习到真实的故障排除。

本实用新型中，首先引入定制的仿真实驾驶室相应配套设备，主要有方向盘、手自一体档位、离合、油门、刹车、驻车设备等，该些设备分别连接对应的传感器，对设备进行操作时，传感器把信息传给专门处理的单片机，通过单片机转换成相应的数字信号，该信号传送给连接电脑主机的板卡，应用系统通过软件驱动接口分析数字信号后作出相应的场景、物体变化，使操作者获得如同真正驾驶的效果。

本实用新型的实施例说明：

(1)、快修实践

根据定制好的环境进行模拟一系列故障，学生通过对故障排除达到学习和实践的目的。

本系统可由学生选择老师定制好的驾驶线路模拟驾车出行，到达一定条件后，系统模拟汽车出现指定的故障，学生对故障进行排除，系统根据考生的操作情况及正确度(完成度)进行评分，当故障排除度达到规定的条件后，学生可以继续操作，同样，驾车到一定条件后，系统再次模拟出另一个故障，学生进行排除得到一定的分数。如此反复，系统可根据学生的分数能否继续进行模拟驾车操作，当分数达到标准后，学生可以最终驾车到终点。

(2)、数据采集

主要进行快修工作流定制和实践操作进行参数环境定义。

通过导入或其他手段添加快修实践过程中所需要的背景色或图片；

添加快修实践过程中所需要的视频资料；

添加快修实践中所涉及到的汽车零部件模型图(如CAD、3DS等格式)；

添加各汽车零部件故障出现时快修完成度标准；

(3)、流程定制

引入工作流引擎支持用户自行定义各种场景出现次序和故障顺序，用户可以把各种场景通过工作流引擎串联起来，达到各种效果(如模拟自驾游各种路线和路上出现的种种故障)。

流程定制可由用户自行定制场景出现次序和各种故障；

故障定义主要供流程定制用，用户可制定故障级别参数(即完成度)，系统可根据该参数对学生排除故障操作进行评分。

操作过程中，进入下一环节需要什么条件可通过该功能定义，如学生没达到一定分数不允许进入下一个环节。

图2为本实用新型中模拟驾驶室如何跟计算机系统进行配合示意图。

当用户操作某个硬件时，专门传感器捕捉到信号后，传递给逻辑电路，由逻辑电路按本实用新型所规定的通信协议转换，得到固定格式的数字信号(如下图所示)，通过线缆传到服务器板卡上，最终由软件驱动程序转换成应用系统所能识别的格式数据。

涉及以上快修内容的虚拟仿真技术，主要有以下两个关键点：

(1)、核心数据引擎

封装后的核心数据引擎包含了三维模型处理、场景加载优化算法、物理运动定律算法及展示。

(2)、驾驶室硬件相配套的信号转换电气装置

在实现过程中，需要使用到驾驶室所必须具备的器件方向盘、离合器、刹车等供操作人员进行操作，硬件与计算机交互要通过专门的信号转换电气装置，该装置涉及到设备连接和信号转换，相应使用一套电路设备。

(3)、硬件配套的软件驱动程序

本实用新型充分利用计算机虚拟仿真技术具有逼真性的优点，借助模型构建、光影以及立体渲染等技术手段，让现实场景中的地形、车辆已经设备设置在虚拟场景中得以形象、细致、生动的再现，并且让用户能进行虚拟现实的实践操作，无需购买实物，克服了实物购买费用较高、易损耗的缺陷，特别是对于汽车维修实践方面，采用交互式的场景仿真教学实践系统更能凸显其在人力、时间和费用成本上的经济优势；制作的虚拟仿真汽车教学与实践系统通过打包封装为计算机可执行文件，然后借助局域网或者互联网发送至远端的计算机，便可以让该交互式场景仿真系统在任意远端的计算机上得以运行，而无需进行实体搬运，克服了汽车实物占用空间大、搬运不便和在实践操作过程中易损坏的缺陷。同时，本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学与实践系统提供交互式的操作和控制，用户可以借助计算机的输入设备在虚拟场景中进行任意的汽车快修的学习和实践操作，还可以根据需要自定义设置虚拟场景中的各项参数。观察某些实物设备工作时被遮挡的局部特征作为进一步的扩展方案，本实用新型还可以结合数据库技术、几何数据测算、方案和图表、语音媒体解说等多种技术支持，为用户对相应的实物工作原理的学习提供相关的信息，避免了借助实体设备难以或实际操作不透明的缺点，达到节约资金、提高教学质量水平的目的，扩展了本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学实践系统的应用范围，提升了其应用价值，延长了其使用寿命，价值与成本比率得以大幅度提高。

综上所述，相比现有技术，本实用新型具有如下优点：

1、真实再现：虚拟场景的建立以真实实物为基础，能够真实、准确的反应实物的特征、形态和布局。

2、节约成本：以本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学实践系统作为教学平台，取代实物教学，克服了实物购买成本昂贵和易损坏等缺陷，采用虚拟仿真汽车快修教学实践系统更能凸显其在费用成本上的经济性优势。

3、便于远程运行：本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学实践系统可通过网络直接发送至远程计算机上运行，克服了实物模型占用空间大、搬运不便且搬运过程中易损坏的缺陷。

4、可进行功能扩展：本实用新型的虚拟仿真汽车快修教学实践系统可以结合数据库技术等进行信息管理的扩充。

惟以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施范围；故，凡依本实用新型申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖之范围内。

Claims (8)

1.一种用于汽车快修教学的设备，其特征在于，具有一个完整驾驶室以及与驾驶室中可操作部件相连的数个传感器，数个传感器都通过一个转换逻辑电路连接至数据处理器，而数据处理器又连接于输出装置。

2.如权利要求1所述的用于汽车快修教学的设备，其特征在于：所述转换逻辑电路为单片机，单片机通过电缆连接至数据处理器。

3.如权利要求1所述的用于汽车快修教学的设备，其特征在于：所述输出装置为驾驶室外的显示装置及音响设备。

4.如权利要求3所述的用于汽车快修教学的设备，其特征在于：所述输出装置还包括安装于前述驾驶室底部与地面之间的动力装置。

5.如权利要求1-4任一项所述的用于汽车快修教学的设备，其特征在于：所述驾驶室中还具有用于答题的输入装置。

6.如权利要求1-4任一项所述的用于汽车快修教学的设备，其特征在于：所述可操作部件包括方向盘、档位、离合、油门、刹车、驻车设备。

7.如权利要求5所述的用于汽车快修教学的设备，其特征在于：所述数据处理器连接多组驾驶室中转换逻辑电路及输出装置。

8.如权利要求5所述的用于汽车快修教学的设备，其特征在于：前述一个数据处理器与一个转换逻辑电路及一套输出装置为一单组，数个上述单组能共同组成为局域网进行数据交互。

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