CN202771709U - 基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统，包括底座、显示器、主卷筒制动器踏板、副卷筒制动器踏板、回转制动器踏板、油门踏板和操纵杆；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、连接减速器以及底座的连杆机构以及设置于底座及静平台之间的支撑连接装置。通过连杆机构实现综掘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座，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座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
技术领域
本实用新型涉及一种综掘机模拟操作系统，尤其是基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统，属于虚拟仿真技术领域。
背景技术
目前人们掌握综掘机的使用方法是，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。
发明内容
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综掘机模拟操作系统。
技术方案：一种基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统，包括底座、显示器、主卷筒制动器踏板、副卷筒制动器踏板、回转制动器踏板、油门踏板和多个操纵杆；所述底座的一端设有操纵箱，另一端固定有座椅；所述显示器设置在操纵箱的上面；所述主卷筒制动器踏板和副卷筒制动器踏板并排设在座椅左前方的底座上，回转制动器踏板和油门踏板并排设在座椅右前方的底座上，且主卷筒制动器踏板、副卷筒制动器踏板、回转制动器踏板和油门踏板的前端均靠近操纵箱；所述多个操纵杆设在操纵箱上；所述操纵箱内设有计算机；所述综掘机模拟操作系统还包括设在底座之下的静平台、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、连接减速器以及底座的连杆机构以及设置于底座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座上。
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。
所述操纵箱上设有一排通孔，所述操纵杆的下端固定在操纵箱内，上端通过通孔设在操纵箱的外部。
所述多个操纵杆分别是主卷筒离合器操纵杆、副卷筒离合器操纵杆、回转机构操纵杆、吊臂伸缩操纵杆、吊臂起落操纵杆和吊钩升降操纵杆。
所述计算机设在座椅的下面。
所述底座边缘设有侧壁，底座左前方的侧壁上部设有控制按钮，与控制按钮相对的侧壁上设有进出门。
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。
综掘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综掘机模拟操作系统具有如下优点：
1、可以模拟综掘机的各种作业动作、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综掘机的各种操作技能、技巧；
2、利用模拟操作系统能在室内进行综掘机的机械操控教学、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；同时该综掘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、通过连杆机构实现综掘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座，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座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中底座以下的侧视图。
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，综掘机模拟操作系统，包括底座1、显示器2、主卷筒制动器踏板3、副卷筒制动器踏板4、回转制动器踏板5、油门踏板6和多个操纵杆7；底座1的一端设有操纵箱8，另一端固定有座椅9；显示器2设置在操纵箱8的上面；主卷筒制动器踏板3和副卷筒制动器踏板4并排设在座椅9左前方的底座1上，回转制动器踏板5和油门踏板6并排设在座椅9右前方的底座1上，且主卷筒制动器踏板3、副卷筒制动器踏板4、回转制动器踏板5和油门踏板6的前端均靠近操纵箱8；多个操纵杆7设在操纵箱8上；操纵箱8内设有计算机10。
操纵箱8上设有一排通孔，操纵杆7的下端固定在操纵箱8内，上端通过通孔设在操纵箱8的外部。
多个操纵杆7分别是主卷筒离合器操纵杆、副卷筒离合器操纵杆、回转机构操纵杆、吊臂伸缩操纵杆、吊臂起落操纵杆和吊钩升降操纵杆。
底座1边缘设有侧壁，底座1左前方的侧壁上部设有控制按钮11。
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和底座1，支撑连接装置50设置于底座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能够固定底座1及静平台20在前后方向及左右方向的相对位置，但是可以使底座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连接于底座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座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起到支撑底座1的作用，并由于支撑连接装置50的各个自由度可调节性，当底座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，不会对底座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 (8)
1.一种基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统，其特征在于：包括底座、显示器、主卷筒制动器踏板、副卷筒制动器踏板、回转制动器踏板、油门踏板和多个操纵杆；所述底座的一端设有操纵箱，另一端固定有座椅；所述显示器设置在操纵箱的上面；所述主卷筒制动器踏板和副卷筒制动器踏板并排设在座椅左前方的底座上，回转制动器踏板和油门踏板并排设在座椅右前方的底座上，且主卷筒制动器踏板、副卷筒制动器踏板、回转制动器踏板和油门踏板的前端均靠近操纵箱；所述多个操纵杆设在操纵箱上；所述操纵箱内设有计算机；所述综掘机模拟操作系统还包括设在底座之下的静平台、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、连接减速器以及底座的连杆机构以及设置于底座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座上。
2.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统，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综掘机模拟操作系统，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综掘机模拟操作系统，其特征在于：所述操纵箱上设有一排通孔，所述操纵杆的下端固定在操纵箱内，上端通过通孔设在操纵箱的外部。
5.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统，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综掘机模拟操作系统，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综掘机模拟操作系统，其特征在于：综掘机模拟操作系统设在集装箱内。
8.如权利要求1所述的基于连杆机构的二自由度综掘机模拟操作系统，其特征在于：所述底座边缘设有侧壁，底座左前方的侧壁上部设有控制按钮，与控制按钮相对的侧壁上设有进出门。
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|---|---|---|---|---|
| CN104575234A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-29 | 玉林师范学院 | 一种基于挖掘机的自由度演示仪 |
| CN104608117A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-13 | 上海交通大学 | 具有三种自由度模式的变自由度机构 |
| CN106115153A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-11-16 | 深圳国控医疗有限公司 | 一种适用于药盒发药机的自动加药装置及其自动加药方法 |
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| CN104575234B (zh) * | 2014-12-29 | 2017-05-17 | 玉林师范学院 | 一种基于挖掘机的自由度演示仪 |
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