CN203552498U - 一种用于焊接模拟培训设备的控制柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，包括机箱壳体、设置于机箱壳体内的计算机和电源；机箱壳体包括前面板、后面板和两个侧面板；前面板上设有旋钮式可变电阻和电流显示数码管；电源的输出端连接计算机和旋钮式可变电阻；旋钮式可变电阻串联连接电流传感器，电流传感器的输出端连接模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端连接电流显示数码管和计算机。本实用新型通过设置旋钮式可变电阻和电流显示数码管，可以实时模拟真实的焊接电流调节，而且该电流信号输入计算机，计算机中焊接电流参数也会发生相应变化，更接近真实焊机操作。
Description
【技术领域】
本实用新型属于焊接模拟与仿真培训领域，特别涉及一种用于焊接模拟培训设备的控制柜。
【背景技术】
焊接技术是现代工业技术中比较重要的一个方面，它被广泛的应用于造船、汽车、石油天然气以及航空航天等领域。尽管当前各种自动焊与半自动焊发展迅速，但是具体到我国国情，手工电弧焊仍然有着比较广泛的应用。因为，相对于自动焊与半自动焊，手工电弧焊更为灵活、方便并且成本更低。但是随着经济的快速发展，我国的一些发达地区出现了用工荒，在焊接领域则体现为焊接工人整体数量下降的同时熟练焊工比例在减少。该现象给传统的焊接培训带来了挑战，如何缩短焊工培训周期，如何让新的焊工快速掌握焊接的技术成为一个新的课题。
虚拟现实技术发展为焊接培训领域带来了新的思路—虚拟焊接培训。传统的焊接培训周期长、污染大、损耗高、容易对新学员造成如灼伤、触电等危害，直接导致培训成本较高、效果差。同时，由于手工电弧焊有一定危险性，容易给初级焊接学员带来心里压力，使得他们不能快速进入学习状态。模拟培训在焊接培训领域的应用可以很好的解决上述问题。首先，模拟焊接培训损耗小、无污染，不仅符合节能减排的要求，还能极大的降低培训成本；其次，采用模拟焊接设备辅助教师的模式对学员进行教学能极大的提高师资的利用率，彻底打破传统焊接培训中一对一的低效培训模式；最后，模拟焊接培训设备可以综合多媒体技术，使得焊接教学更加生动、有趣，并且能够让学员有针对性的学习，提高了学习效率与效果。
在国内，哈尔滨工业大学在1987年开始着手虚拟焊接培训方面的研究工作，该校于1991年5月研制成功第一台样机。1998年，吉林工业大学设计了一种光学的模拟焊接操作的训练系统。2006年，天津大学和香港大学提出了一种基于虚拟现实和触觉向导的焊接培训系统。2009年，装甲兵技术学院的刘胜长等人发表论文“手工电弧焊操作模拟训练系统研究”，为模拟焊接培训领域带来新思路。在国外，德国、美国较早的开始这方面的研究工作，法国、澳大利亚、日本等国也在上世纪末开始相关研究，并相继取得一定成果。
西安交通大学焊接研究所已经研发出了“焊接操作模拟器”样机HTS-08，并于2008年获得国家发明专利。在此基础之上，近两年来焊接研究所的开发人员对样机HTS-08进行逐步改进与完善，并相继开发出HTS-09实验机型、HTS-10改良机型。
现有焊接模拟培训设备的控制柜具有以下缺陷：1、功能单一，只能用于开关控制柜中的计算机；而且计算机电源、显示器电源，采集设备的电源分开控制，线路繁琐，开关不变；2、培训者无法实施获知培训时模拟电流的大小，真实感不好；3、计算机只具有一个显示器输出接口，不能满足多监测设备实施监测焊接画面的要求。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于，提供一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，包括机箱壳体、设置于机箱壳体内的计算机和电源；机箱壳体包括前面板、后面板和两个侧面板；前面板上设有旋钮式可变电阻和电流显示数码管；电源的输出端连接计算机和旋钮式可变电阻；旋钮式可变电阻串联连接电流传感器，电流传感器的输出端连接模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端连接电流显示数码管和计算机。
本发明进一步的改进在于：前面板上还设有开机按钮、指示灯、电源开关和前置USB接口；开机按钮和前置USB接口连接所述计算机；电源开关连接所述电源；所述指示灯包括电源指示灯和故障指示灯，电源指示灯连接电源，故障指示灯连接计算机。
本发明进一步的改进在于：一个侧面板上设有控制柜锁、控制柜门把手和侧面散热孔。
本发明进一步的改进在于：后面板上设有视频分屏器、后面散热孔、显示器电源插座、系统电源插座、散热风扇、后置USB接口和走线口；电源通过系统电源插座连接外接电源；电源的输出端连接显示器电源插座；视频分屏器和后置USB接口连接所述计算机。
本发明进一步的改进在于：机箱壳体的顶部设有把手，底部设有支撑轮。
本发明进一步的改进在于：模数转换电路的输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接电流显示数码管和计算机。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本实用新型通过设置旋钮式可变电阻和电流显示数码管，可以实时模拟真实的焊接电流调节，而且该电流信号输入计算机，计算机中焊接电流参数也会发生相应变化，更接近真实焊机操作；通过设置电源指示灯和故障指示灯，可以明显的指示电源是否接通，整个系统是否存在异常；通过设置总开关和计算机电源开关，方便电源控制；通过设置视屏分屏器，可以连接多个显示器或者模拟面罩，方便操作者意见培训老师等多人实时观看模拟操作画面。
【附图说明】
图1为模拟设备控制柜的整体外形图；
图2为控制柜的侧面板外形图；
图3为控制柜后面板外形图；
其中，1-把手，2-旋钮式可变电阻，3-开机按钮，4-电流显示数码管，5-指示灯，6-电源开关，7-USB接口，8-机箱壳体，9-支撑轮，10-控制柜锁，11-控制柜门把手，12-侧面散热孔，13-视频分屏器，14-后面散热孔，15-显示器电源插座，16-系统电源插座，17-散热风扇，18-USB接口，19-走线口。
【具体实施方式】
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
请参阅图1至图3所示，本实用新型一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，包括机箱壳体8、设置于机箱壳体8内的计算机和电源。
机箱壳体8的顶部设有把手1，底部设有支撑轮9，方便携带和搬运。
机箱壳体8包括前面板、后面板和两个侧面板；前面板上设有旋钮式可变电阻2、开机按钮3、电流显示数码管4、指示灯5、电源开关6和USB接口7。一个侧面板上设有控制柜锁10、控制柜门把手11和侧面散热孔12。后面板上设有视频分屏器13、后面散热孔14、显示器电源插座15、系统电源插座16、散热风扇17、USB接口18和走线口19。
电源的输入端通过系统电源插座16连接外接电源，用于给整个控制柜和外接显示器等设备供电，电源连接有位于前面板上的电源开关6，通过电源开关6可以控制电源与电源插座16之间接通或者关断。电源的输出端连接显示器电源插座15、计算机和旋钮式可变电阻2。旋钮式可变电阻2串联连接电流传感器，电流传感器的输出端连接模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接电流显示数码管4和计算机。电源给旋钮式可变电阻2供电，通过旋转旋钮式可变电阻2，改变其电阻大小，进而改变流过其电流的大小，电流传感器采集流过旋钮式可变电阻2的电流大小，然后进过模数转换后传给放大器，放大器经该信号1倍或者数倍放大后，一路输送给电流显示数码管4进行显示，用于模拟焊接操作的电流调节，另一路输送给计算机，计算机根据该信号调节模拟焊接的参数。
计算机还连接开机按钮3、USB接口7、视频分屏器13、散热风扇17和USB接口18。视频分屏器13可以连接多个显示器或者模拟面罩，方便操作者意见培训老师等多人实时观看模拟操作画面。指示灯5包括电源指示灯和故障指示灯，电源指示灯连接电源，故障指示灯连接计算机。后面板的6排大面积后面散热孔与散热风扇配合，降低电路盒和主机温度，提高设备运行稳定性及使用周期；显示器电源插座15和系统电源插座16为整个模拟设备硬件系统供电，且设计成接插件形式更方便分解独立运输。
后面板上中心设有走线口19，为硬件系统各部分，如模拟焊枪、摄像机、倾角传感器等提供一个共同的独立布线空间，更利于硬件系统的模块化。
侧面板上设有制柜锁10、控制柜门把手11和侧面散热孔12；设备使用过程中，只有管理人员和调试人员拥有控制柜钥匙，通过权限设置，可以防止学员误开控制柜对设备电路造成损坏或引发安全事故；管理人员和调试人员打开控制柜锁，配合控制柜把手可以打开控制柜，对设备电路、主机等进行检修、维护与调试；4排大面积侧面散热孔12主要出于设备运行散热考虑，通过散热口与散热风扇配合，降低电路盒和主机温度，提高设备运行稳定性及使用周期。
使用时，在将电源开关6调节到“ON”后，电源指示灯亮，提示用户可以继续操作，若系统存在故障，报警指示灯亮，提示系统电路存在故障，需要停机检修；在按下电源开关6，且电源指示灯亮后，按下开机按钮3系统启动，可进行相应焊接模拟操作培训；同时，调节旋钮式可变电阻2，电流显示数码管4会实时显示焊接电流值，系统中焊接电流参数也会发生相应变化，更接近真实焊机操作；USB接口7、8主要用于操作数据、理论考试试题与成绩等的导入与输出，增加系统交互性。
Claims (6)
1.一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，其特征在于，包括机箱壳体（8）、设置于机箱壳体（8）内的计算机和电源；机箱壳体（8）包括前面板、后面板和两个侧面板；前面板上设有旋钮式可变电阻（2）和电流显示数码管（4）；电源的输出端连接计算机和旋钮式可变电阻（2）；旋钮式可变电阻（2）串联连接电流传感器，电流传感器的输出端连接模数转换电路的输入端，模数转换电路的输出端连接电流显示数码管（4）和计算机。
2.根据权利要求1所述的一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，其特征在于，前面板上还设有开机按钮（3）、指示灯（5）、电源开关（6）和前置USB接口；开机按钮（3）和前置USB接口连接所述计算机；电源开关（6）连接所述电源；所述指示灯（5）包括电源指示灯和故障指示灯，电源指示灯连接电源，故障指示灯连接计算机。
3.根据权利要求1所述的一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，其特征在于，一个侧面板上设有控制柜锁（10）、控制柜门把手（11）和侧面散热孔（12）。
4.根据权利要求1所述的一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，其特征在于，后面板上设有视频分屏器（13）、后面散热孔（14）、显示器电源插座（15）、系统电源插座（16）、散热风扇（17）、后置USB接口和走线口；电源通过系统电源插座（16）连接外接电源；电源的输出端连接显示器电源插座（15）；视频分屏器（13）和后置USB接口连接所述计算机。
5.根据权利要求1所述的一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，其特征在于，机箱壳体（8）的顶部设有把手（1），底部设有支撑轮（9）。
6.根据权利要求1所述的一种用于焊接模拟培训设备的控制柜，其特征在于，模数转换电路的输出端连接放大器的输入端，放大器的输出端连接电流显示数码管（4）和计算机。
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|---|---|---|---|---|
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| CN114267216A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-01 | 郑州万特电气股份有限公司 | 一种焊接与热切割安全技术智能考核装置 |
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