CN202771663U - 基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，包括底架、显示器、控制手柄、上操作杆、下操作杆和控制按钮；还包括静平台、固定于静平台上的一对步进电机、分别与步进电机连接的一对减速器、连接减速器以及底板的连杆机构以及设置于底板及静平台之间的支撑连接装置。通过连杆机构实现扒渣机模拟操作系统的二自由度，采用两个铰接的连杆支撑着用以支撑操作教学仪器用的底板，通过步进电机及减速器操作第一连杆并带动第二连杆的升降来实现底板以支撑连接装置为支点而前后左右的晃动，以实现模拟驾驶座椅的倾斜或颠簸。

Description

基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统

技术领域

本实用新型涉及一种扒渣机模拟操作系统，尤其是基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，属于虚拟仿真技术领域。

背景技术

目前人们掌握扒渣机的使用方法是，通常在前期理论课结束后，就进行实际上机操作训练，学习其操作技能、技巧。这种实际训练方式、方法存在着很多问题，例如成本大、耗材高、占用场地大、消耗较多燃料、排放污染多等缺点，使用者在训练过程中也受到时间、经济条件等限制，造成使用者不能熟练掌握挖掘机的操作技能、技巧，在以后的实际工作中也带来许多的安全隐患。

与此同时，使用者坐在座椅上通过教学仪上的操作杆、踏板、操作按钮等进行模拟操作；而教学仪上设置的显示器显示模拟的画面对使用者的操作进行反馈，但是该种反馈仅仅对使用者形成视觉上的反馈，而无法模拟出在具体的操作环境下驾驶座椅的颠簸或者倾斜的反馈，对模拟出的情景受到了限制。

实用新型内容

实用新型目的：为解决现有技术中存在的问题与不足，本实用新型提供一种效率高、节约空间和成本、无污染排放、能够模拟驾驶座椅倾斜或颠簸的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统。

技术方案：一种基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，包括底架、显示器、控制手柄、上操作杆、下操作杆和控制按钮；所述底架的底板用于支撑扒渣机模拟操作系统，底板一端设有操纵箱，另一端固定有座椅；所述显示器设置在操纵箱的上面；所述控制手柄和上操作杆设在操纵箱的上端面；所述控制按钮固定安装在座椅右前方的底架内侧壁上部；所述下操作杆下端设在座椅内，上端设在座椅前方的外侧；所述操纵箱内设有计算机；所述扒渣机模拟操作系统还包括设在底板之下的静平台、固定于静平台上的一对步进电机、分别与步进电机连接的一对减速器、连接减速器以及底板的连杆机构以及设置于底板及静平台之间的支撑连接装置；所述连杆机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆的一端刚接于减速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于底板上。

因计算机是控制手柄、上操作杆、下操作杆和控制按钮动作信号的处理和控制中心，控制手柄、上操作杆、下操作杆和控制按钮靠近或位于操纵箱，将计算机设置在座椅前端的操纵箱内，可缩短计算机与控制手柄、上操作杆、下操作杆和控制按钮连接距离，一方面便于组装扒渣机模拟操作系统，另一方面可缩短连接线的长度，节约扒渣机模拟操作系统组装成本，另外相对于将计算机安装在座椅下面，还具有便于维修的优点。

所述支撑连接装置为万向节。

所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。

所述底架的左侧壁上设有进出门，让使用者更能体验到扒渣机驾驶室的效果。

所述计算机设在座椅的下面。

所述显示器为单屏显示器或三屏显示器或环形屏幕显示器。

扒渣机模拟操作系统设在集装箱内，以便于运输。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型所提供的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统具有如下优点：

1、可以模拟扒渣机的各种作业动作、实际工作中的环境及任务等高度仿真模拟操作过程，大幅度增加了使用者的训练时间，使使用者能真正熟练掌扒渣机的各种操作技能、技巧；

2、利用模拟操作系统能在室内进行扒渣机的机械操控教学、占地小且不受气候影响，节省能源无污染，不存在安全问题，尤其是初期教学，学习效果尤为明显；同时该扒渣机模拟操作系统组装方便、便于维护，可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试中；

3、通过连杆机构实现扒渣机模拟操作系统的二自由度，采用两个铰接的连杆支撑着用以支撑操作教学仪器用的底板，通过步进电机及减速器操作第一连杆并带动第二连杆的升降来实现底板以支撑连接装置为支点而前后左右的晃动，以实现模拟驾驶座椅的倾斜或颠簸。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中底板以下的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

如图1-3所示，扒渣机模拟操作系统，包括底架1、显示器2、控制手柄3、上操作杆4、下操作杆5和控制按钮6；底架1的底板一端设有操纵箱7，另一端固定有座椅8；显示器2设置在操纵箱7的上面；控制手柄3和上操作杆4设在操纵箱7的上端面；控制按钮6固定安装在座椅8右前方的底架1内侧壁上部；下操作杆5下端设在座椅8内，上端设在座椅8前方的外侧；操纵箱8内设有计算机9。 

底架1的左侧壁上设有进出门。

显示器2为单屏显示器或三屏显示器或环形屏幕显示器。

一对步进电机41固定于静平台20上的，一对减速器42分别与步进电机41连接、连杆机构用于连接减速器42和底板1，支撑连接装置50设置于底板1及静平台20之间。该支撑连接装置50为万向节，支撑连接装置50能够固定底板1及静平台20在前后方向及左右方向的相对位置，但是可以使底板1相对静平台20进行上下及左右的摆动。所述连杆机构包括第一连杆43及第二连杆44，所述第一连杆43的一端刚接于减速器的输出轴42上，第二连杆44的一端与第一连杆43铰接而另一端通过连接头45连接于底板1上。所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。当在某些模拟场景中需要模拟驾驶座的倾斜或颠簸时，控制两步进电机41使第一连杆43转动并带动第二连杆44升降，并通过控制两个第二连杆44的升降高度或/和速度的不同而改变底板1倾斜的角度或者倾斜角度变换的速度，从而能够使驾驶座模拟出特定环境下的倾斜或者颠簸，提高了场景模拟的真实度。而支撑连接装置50起到支撑底板1的作用，并由于支撑连接装置50的各个自由度可调节性，当底板1在模拟倾斜或颠簸时，支撑连接装置50可以在各个方向倾斜活动，不会对底板1的模拟运动造成影响。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，其特征在于：包括底架、显示器、控制手柄、上操作杆、下操作杆和控制按钮；所述底架的底板用于支撑扒渣机模拟操作系统，底板一端设有操纵箱，另一端固定有座椅；所述显示器设置在操纵箱的上面；所述控制手柄和上操作杆设在操纵箱的上端面；所述控制按钮固定安装在座椅右前方的底架内侧壁上部；所述下操作杆下端设在座椅内，上端设在座椅前方的外侧；所述操纵箱内设有计算机；所述扒渣机模拟操作系统还包括设在底板之下的静平台、固定于静平台上的一对步进电机、分别与步进电机连接的一对减速器、连接减速器以及底板的连杆机构以及设置于底板及静平台之间的支撑连接装置；所述连杆机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆的一端刚接于减速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于底板上。

2.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，其特征在于：所述支撑连接装置为万向节。

3.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，其特征在于：所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。

4.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，其特征在于：所述底架的左侧壁上设有进出门。

5.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，其特征在于：所述计算机设在座椅的下面。

6.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，其特征在于：所述显示器为单屏显示器或三屏显示器或环形屏幕显示器。

7.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度扒渣机模拟操作系统，其特征在于：扒渣机模拟操作系统设在集装箱内。

Images