CN206639421U - 一种输电线路高空作业仿真培训系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输电线路高空作业仿真培训系统，涉及电力安全仿真培训技术领域，该系统包括至少三组投影装置，每组投影装置包括一投影屏幕、与所述投影屏幕相匹配的投影仪和与所述投影仪相连的图形工作站，且三组所述投影装置中的三个投影屏幕围成一仿真操作区；控制主机，所述图形工作站均与所述控制主机相连；模拟线路，所述模拟线路位于所述仿真操作区内；虚拟交互头盔，所述虚拟交互头盔设有3D眼镜和位置追踪器，所述位置追踪器和所述控制主机信号连接。该系统能够模拟出实际输电线路的高空作业环境，员工能够在模拟环境中主动练习，切身体验事故的严重危害，学习相应的安全防护技术。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力安全仿真培训技术领域，具体涉及一种输电线路高空作业仿真培训系统。
背景技术
输电线路是电力系统的重要组成部分，担负着输送和分配电能的任务。输电事故处理和抢修工作属于突发性事故抢修工作，检修工作量大，但是随着供电可靠性要求的提高，输电线路维修时大多采取不停电作业，若操作不当会造成检修人员触电身亡，后果严重，因此对检修人员的作业标准要求较高。
现有的检修人员安全培训工作主要包含理论授课、技术讲座、经验交流、技术问答、事故预想、技术示范、技术比赛、反事故演习等。传统的电力安全培训主要通过正面教育规范员工行为，配合事故案例分析加强学员的安全意识；同时，组织培训学员到输电线路现场进行实践教学、现场观摩，提高培训学员的感性认识和动手能力。传统培训方式中存在如下问题：1)理论强化培训存在组织时间长、成本高、形象性差；2)培训效果不是十分明显，现场操作演示培训也存在着规范性差、人力物力投入大等问题和困难；3)此外，由于输电线路高空作业工况复杂等一系列问题，在实际线路上开展培训存在着诸多安全隐患，且易受到天气、场地、设备等诸多因素的限制，学员实际动手操作机会较少，不利于大规模开展；4)员工在传统培训中始终处于被动接收知识、认知危险的层面，而不能将获得的安全知识转化为实际的安全能力。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种输电线路高空作业仿真培训系统，该系统能够模拟出实际输电线路的高空作业环境，员工能够在模拟环境中主动练习，切身体验事故的严重危害，学习相应的安全防护技术。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种输电线路高空作业仿真培训系统，包括：
至少三组投影装置，每组投影装置包括一投影屏幕、与所述投影屏幕相匹配的投影仪和与所述投影仪相连的图形工作站，且三组所述投影装置中的三个投影屏幕围成一仿真操作区；
控制主机，所述图形工作站均与所述控制主机相连；
模拟线路，所述模拟线路位于所述仿真操作区内；
虚拟交互头盔，所述虚拟交互头盔设有3D眼镜和位置追踪器，所述位置追踪器和所述控制主机信号连接。
在上述技术方案的基础上，所述虚拟交互头盔还设有用于捕捉手部动作的体感器，且所述体感器安装于所述3D眼镜上，所述体感器与所述控制主机相连。
在上述技术方案的基础上，该系统还包括扬声器，所述扬声器位于所述仿真操作区内，所述扬声器与所述控制主机相连。
在上述技术方案的基础上，该系统还包括支架，所述仿真操作区架设于所述支架上。
在上述技术方案的基础上，所述模拟线路为等比例的耐张线路。
在上述技术方案的基础上，所述模拟线路包括依次相连的模拟横担、耐张双联绝缘子、金具和四分裂导线。
在上述技术方案的基础上，所述系统包括五组所述投影装置，所述仿真操作区由五个投影屏幕围成，五组所述投影装置的五个投影屏幕分别位于同一立方体的顶面、底面以及四个侧面中任意三个侧面。
在上述技术方案的基础上，所述模拟线路设于位于底面的投影屏幕上方1.5米处。
在上述技术方案的基础上，所述投影屏幕为透射式投影屏。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
(1)本实用新型中的一种输电线路高空作业仿真培训系统，设置投影屏幕和投影仪，为训练者提供了输电线路高空作业模拟操作环境，将虚拟现实技术与模拟线路相结合，训练者通过佩戴虚拟交互头盔，具有强烈的现场作业环境体验感，相较于传统的培训或实操培训，增强了临场感，空间占地少、降低了培训成本，训练者训练不受场地、时间和环境的影响，可进行反复练习，提高安全防护技能，减少错误操作率，保证人身安全。
(2)本实用新型中还包括体感器，通过体感器采集训练者手部动作，判断出训练者的动作是否正确，对安全意识、风险辨识能力、防范技术进行有机统一的培训，最终促进员工实际安全能力的全面提升。
(3)本实用新型中的仿真操作区由5块投影屏幕围合而成，还原输电线路高空作业场景，在保证人身设备安全的情况下，让员工在训练中切身体验事故的严重危害，学习相应的安全防护技术。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的训练状态示意图；
图3为本实用新型实施例的系统框图。
图中：1-仿真操作区，2-投影屏幕，3-投影仪，4-图形工作站，5-控制主机，6-模拟线路，60-模拟横担，61-耐张双联绝缘子，62-金具，63-四分裂导线，7-虚拟交互头盔，8-扬声器，9-支架，10-网络交换机
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本实用新型实施例提供一种输电线路高空作业仿真培训系统，包括：
至少三组投影装置，每组投影装置包括一投影屏幕2、与投影屏幕2向匹配的投影仪3和与所述投影仪3相连的图形工作站4，且三组投影装置中的三个投影屏幕2围成一仿真操作区1，且仿真操作区1架设于支架9上。本实施例中，采用五组投影装置，仿真操作区1由五个投影屏幕2围成，五组投影装置的五个投影屏幕2分别位于同一立方体的顶面、底面以及四个侧面中任意三个侧面，本实施例中五块投影屏幕2分别为位于同一立方体的前侧、左侧、右侧、顶部和底面五个面的第一投影屏幕、第二投影屏幕、第三投影屏幕、第四投影屏幕和第五投影屏幕，相邻的投影屏幕2垂直连接，形成完整的投影区。
投影仪3位于仿真操作区1的外，投影屏幕2为透射式投影屏，每一图形工作站4具有多管道和多通道图形输出功能，每条图形管道可以驱动多达八条的图形通道，每条图形通道输出一幅画面从图形工作站4的图形通道输出一副画面经投影仪3投射到相应的投影屏幕2上，五块投影屏幕2的画面融合生成虚拟操作环境，投影仪3设置在外部，不会阻挡训练者的视线，不影响虚拟操作环境的完整性。
控制主机5，每一图形工作站4通过网络交换机10分别与控制主机5相连，根据当前训练项目，控制主机5控制图形工作站4输出相应的画面。可进行训练项目切换，方便操作，适用性强。
模拟线路6，模拟线路6是根据当前训练项目设定等比例的耐张线路，模拟线路位于仿真操作区内，模拟线路设于第五投影屏幕即底面的投影屏幕2上方1.5米处，使得模拟线路6能够完全融合于虚拟操作环境中，本实施例中选择的是500kV耐张线路，模拟线路6包括依次相连的模拟横担60、耐张双联绝缘子61、金具62和四分裂导线63。
虚拟交互头盔7，虚拟交互头盔7设有3D眼镜和位置追踪器，3D眼镜上设有用于捕捉手部动作的体感器，同理体感器也可以设置在其他地方，如设置在投影屏幕2上，体感器与控制主机相连，位置追踪器与控制主机5信号连接。训练者头部佩戴虚拟交互头盔7，位置追踪器实时捕捉训练者在虚拟操作环境中的位移，并反馈给控制主机5，控制主机5根据反馈信息实时调整图形工作站4的输出图片，进而实现训练者与虚拟操作环境同步。位置追踪器、3D立体眼镜与仿真操作区1结合使用，给训练者一种身临其境的感觉。体感器与控制主机5信号连接，体感器采集训练者的手部运动轨迹，并发送给控制主机5，控制主机5根据反馈的训练者操作模拟线路6时的手部运动轨迹，可以判断训练者的操作是否正确。
扬声器8，扬声器8位于仿真操作区1内，扬声器8与控制主机5相连，为训练者提供语音提示和错误操作时的声音。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (9)
1.一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于，包括：
至少三组投影装置，每组投影装置包括一投影屏幕(2)、与所述投影屏幕(2)相匹配的投影仪(3)和与所述投影仪(3)相连的图形工作站(4)，且三组所述投影装置中的三个投影屏幕(2)围成一仿真操作区(1)；
控制主机(5)，所述图形工作站(4)均与所述控制主机(5)相连；
模拟线路(6)，所述模拟线路位于所述仿真操作区内；
虚拟交互头盔(7)，所述虚拟交互头盔(7)设有3D眼镜和位置追踪器，所述位置追踪器和所述控制主机(5)信号连接。
2.如权利要求1所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：所述虚拟交互头盔(7)还设有用于捕捉手部动作的体感器，且所述体感器安装于所述3D眼镜上，所述体感器与所述控制主机相连。
3.如权利要求1所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：该系统还包括扬声器(8)，所述扬声器(8)位于所述仿真操作区(1)内，所述扬声器(8)与所述控制主机(5)相连。
4.如权利要求1所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：该系统还包括支架(9)，所述仿真操作区(1)架设于所述支架(9)上。
5.如权利要求1所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：所述模拟线路(6)为等比例的耐张线路。
6.如权利要求5所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：所述模拟线路(6)包括依次相连的模拟横担(60)、耐张双联绝缘子(61)、金具(62)和四分裂导线(63)。
7.如权利要求1所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：所述系统包括五组所述投影装置，所述仿真操作区(1)由五个投影屏幕(2)围成，五组所述投影装置的五个投影屏幕(2)分别位于同一立方体的顶面、底面以及四个侧面中任意三个侧面。
8.如权利要求7所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：所述模拟线路(6)设于位于底面的投影屏幕(2)上方1.5米处。
9.如权利要求1～8任一项所述的一种输电线路高空作业仿真培训系统，其特征在于：所述投影屏幕(2)为透射式投影屏。
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