CN209183033U - 一种电力安规学习安全仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电力安规学习安全仿真培训系统，其包括：至少三组投影装置、每组投影装置包括一投影屏幕、与投影屏幕相匹配的投影仪和与投影仪相连的图形工作站，且三组投影装置中的三个投影屏幕围成一仿真操作区；控制主机，图形工作站均与控制主机相连；模拟线路，模拟线路位于仿真操作区内；箱体上方对称设有太阳能光伏板，箱体内部两侧面对称设有定位器及电源插座，底座一侧设有太阳能供电系统，侧面外框上设有航空插头。该装置运输方便，组装简单，占地面积小，可以模拟施工现场作业，让工人体验，也可以让工人模拟施工，体验和学习安全施工知识与技能。

Description

一种电力安规学习安全仿真培训系统

技术领域

本实用新型涉及一种电力安全仿真培训技术领域，尤其涉及一种电力安规学习安全仿真培训系统。

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电力安规学习安全仿真培训系统，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：一种电力安规学习安全仿真培训系统，其包括：至少三组投影装置、底座及箱体，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；所述仿真操作区、所述投影装置、所述投影屏幕、所述投影仪、所述图形工作站、所述模拟线路以及虚拟交互头盔均设置在所述箱体中；所述箱体由若干框架固定连接而成，且位于所述底座上方；所述箱体上方对称设有太阳能光伏板，正面外侧框架上对称设置LED七彩灯，正面上方设有遮挡板，在所述遮挡板上方设有标题板，下方设有智能门禁系统，所述箱体顶部框架上设有移动杆；所述箱体内部两侧面对称设有定位器及电源插座，中部设有VR智能眼镜及收线支架，在所述收线支架下方设有显示器及VR体验集成系统装置；所述底座一侧设有太阳能供电系统，侧面外框上设有航空插头。

进一步地，所述虚拟交互头盔还设有用于捕捉子部动作的体感器，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。

进一步地，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。

进一步地，该系统还包括支架，所述仿真操作区架设于所述支架上。

进一步地，所述模拟线路为等比例的耐张线路。

进一步地，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。

进一步地，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；所述模拟线路设于位于底面的投影屏幕上方1.5米处；所述投影屏幕为透射式投影屏。

进一步地，所述底座为拼装式底座，所述箱体为工具式可移动箱体；底座为长方体框架焊接结构。

进一步地，所述收线支架为万向折叠悬臂收线支架。

进一步地，所述VR体验集成系统装置内置蓝牙连接装置，且外部一侧设有USB接口；所述VR体验集成系统装置配套设置安全带及操作手柄。

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。

本实用新型是一种方便、有效、便捷的、用于电力安规学习安全仿真培训的装置。该装置运输方便，组装简单，占地面积小，体验馆外部主要是钢结构，拆分快速，有运输工具运往工地只需20分钟就可以组装完毕。体验馆内部借助VR硬件和软件设备，可以模拟施工现场作业，让工人体验，也可以让工人模拟施工，体验和学习安全施工知识与技能。 VR技术结合电动机械创建与现实来了解作业环境的危险源，危害种类和应对措施，具有真实、互动、情节化的特点，让体验者亲身去感受施工过程中可能发生的各种危险场景，增加学习内容的形象性与趣味性、弥补特殊人群无法进行实体安全体验的不足，达到安全教育的目的。VR安全体验馆集洞口坠落、安全带、安全用电、标准着装、安全帽、钢丝绳、安全防护用品体验展示区为一体，并可通过扫二维码查看安全生产技术交底的各个环节，丽所有的功能均可在十几平米的空间内实现，本装置绿色环保节能，可循环使用，保护环境无污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之一。

图2为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之二。

图3为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之三。

图4为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之四。

图5为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之五。

图6为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之六。

附图标号说明：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，11-底座，12-箱体，13-太阳能光伏板；14-定位器；15-七彩灯；16- 电源插座；17-智能门禁系统；18-显示器；19-VR体验集成系统装置；20- 移动杆；21-遮挡板；22-收线支架；23-VR智能眼镜；24-太阳能供电系统；25-航空插头；26-标题板；101-USB接口。

具体实施方式

如图1至图6所示，图1为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之一。图2为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之二。图3为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之三。图4 为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之四。图5为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之五。图6为本实用新型实施例提供的培训系统的结构示意图之六。

本实用新型提供了一种电力安规学习安全仿真培训系统，其包括：至少三组投影装置、底座11及箱体12，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；所述仿真操作区1、所述投影装置、所述投影屏幕2、所述投影仪3、所述图形工作站4、所述模拟线路6以及虚拟交互头盔7均设置在所述箱体12中；所述箱体12由若干框架固定连接而成，且位于所述底座11上方；所述箱体12上方对称设有太阳能光伏板13，正面外侧框架上对称设置LED七彩灯15，正面上方设有遮挡板21，在所述遮挡板21上方设有标题板26，下方设有智能门禁系统17，所述箱体12顶部框架上设有移动杆20；所述箱体12内部两侧面对称设有定位器14及电源插座16，中部设有VR智能眼镜23及收线支架22，在所述收线支架22下方设有显示器18及VR体验集成系统装置19；所述底座11一侧设有太阳能供电系统24，侧面外框上设有航空插头25。

具体地，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兰个侧面，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子部动作的体感器，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。

包括底座11及箱体12，所述箱体12由若干框架固定连接丽成，且位于所述底座11上方；所述箱体12上方对称设有太阳能光伏板13，正面外侧框架上对称设置LED七彩灯15，正面上方设有遮挡板21，在所述遮挡板21上方设有标题板26，下方设有智能门禁系统17，所述箱体 12顶部框架上设有移动杆20，主要起安全防护作用。

进一步的，所述箱体12内部两侧面对称设有定位器14及电源插座 16，中部设有VR智能眼镜23及收线支架22，在所述收线支架22下方设有显示器18及VR体验集成系统装置19。

进一步的，所述底座1一侧设有太阳能供电系统24，侧面外杠上设有航空插头25。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述底座11为拼装式底座，所述箱体12为工具式可移动箱体。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述收线支架22为万向折叠悬臂收线支架。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述VR体验集成系统装置 19内置蓝牙连接装置，且外部一侧设有USB接口101。

进一步的，所述VR体验集成系统装置19配套设置安全带及操作手柄，同时外部贴有二维码，可以通过扫描二维码进入具体施工环节的体验，操作键射出激光鼠标指针、下面分析鼠标左激确定键，VR智能眼镜 23可支持0-600度近视调节，信号激战、建立三维空间。应用互联网、通过USB接口无线、蓝牙与手机电脑连接。

可专项定制结合项目特点，针对设定场景，如电力培训、房建、地铁、隧道、桥梁、地下管廊等。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述底座11为长方体框架焊接结构。VR体验装置长4.18米、宽3.16米、高2.96米，分为拼装式底座及工具式框架箱体，其箱体中心区域尺寸为长3.82米、宽2.84米。

本实用新型是一种方便、有效、便捷的、用于安全施工教育的装置。该装置运输方便，组装简单，占地面积小，体验馆外部主要是钢结构，拆分快速，有运输工具运往工地只需20分钟就可以组装完毕。体验馆内部借助VR硬件和软件设备，可以模拟施工现场作业，让工人体验，也可以让工人模拟施工，体验和学习安全施工知识与技能。VR技术结合电动机械创建与现实来了解作业环境的危险源，危害种类和应对措施，具有真实、互动、情节化的特点，让体验者亲身去感受施工过程中可能发生的各种危险场景，增加学习内容的形象性与趣味性、弥补特殊人群无法进行实体安全体验的不足，达到安全教育的目的。VR安全体验馆集洞口坠落、安全带、安全用电、标准着装、安全帽、钢丝绳、安全防护用品体验展示区为一体，并可通过扫二维码查看安全生产技术交底的各个环节，而所有的功能均可在十几平米的空间内实现。

进一步地，所述虚拟交互头盔7还设有用于捕捉子部动作的体感器，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。

进一步地，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内1，所述扬声器8与所述控制主机5相连。

进一步地，该系统还包括支架9，所述仿真操作区1架设于所述支架 19上。

进一步地，所述模拟线路6为等比例的耐张线路。

进一步地，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。

进一步地，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；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；所述投影屏幕2为透射式投影屏。

进一步地，所述底座11为拼装式底座，所述箱体12为工具式可移动箱体；底座11为长方体框架焊接结构。

进一步地，所述收线支架22为万向折叠悬臂收线支架。

进一步地，所述VR体验集成系统装置19内置蓝牙连接装置，且外部一侧设有USB接口101；所述VR体验集成系统装置19配套设置安全带及操作手柄。

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。

本实用新型是一种方便、有效、便捷的、用于电力安规学习安全仿真培训的装置。该装置运输方便，组装简单，占地面积小，体验馆外部主要是钢结构，拆分快速，有运输工具运往工地只需20分钟就可以组装完毕。体验馆内部借助VR硬件和软件设备，可以模拟施工现场作业，让工人体验，也可以让工人模拟施工，体验和学习安全施工知识与技能。 VR技术结合电动机械创建与现实来了解作业环境的危险源，危害种类和应对措施，具有真实、互动、情节化的特点，让体验者亲身去感受施工过程中可能发生的各种危险场景，增加学习内容的形象性与趣味性、弥补特殊人群无法进行实体安全体验的不足，达到安全教育的目的。VR安全体验馆集洞口坠落、安全带、安全用电、标准着装、安全帽、钢丝绳、安全防护用品体验展示区为一体，并可通过扫二维码查看安全生产技术交底的各个环节，丽所有的功能均可在十几平米的空间内实现，本装置绿色环保节能，可循环使用，保护环境无污染。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电力安规学习安全仿真培训系统，其特征在于，包括：至少三组投影装置、底座(11)及箱体(12)，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；

所述仿真操作区(1)、所述投影装置、所述投影屏幕(2)、所述投影仪(3)、所述图形工作站(4)、所述模拟线路(6)以及虚拟交互头盔(7)均设置在所述箱体(12)中；

所述箱体(12)由若干框架固定连接而成，且位于所述底座(11)上方；所述箱体(12)上方对称设有太阳能光伏板(13)，正面外侧框架上对称设置LED七彩灯(15)，正面上方设有遮挡板(21)，在所述遮挡板(21)上方设有标题板(26)，下方设有智能门禁系统(17)，所述箱体(12)顶部框架上设有移动杆(20)；

所述箱体(12)内部两侧面对称设有定位器(14)及电源插座(16)，中部设有VR智能眼镜(23)及收线支架(22)，在所述收线支架(22)下方设有显示器(18)及VR体验集成系统装置(19)；

所述底座(11)一侧设有太阳能供电系统(24)，侧面外框上设有航空插头(25)。

2.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，其特征在于，所述虚拟交互头盔(7)还设有用于捕捉子部动作的体感器，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.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，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.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，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.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，其特征在于，所述模拟线路(6)为等比例的耐张线路。

6.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，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.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，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；

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；

所述投影屏幕(2)为透射式投影屏。

8.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，其特征在于，所述底座(11)为拼装式底座，所述箱体(12)为工具式可移动箱体；底座(11)为长方体框架焊接结构。

9.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，其特征在于，所述收线支架(22)为万向折叠悬臂收线支架。

10.根据权利要求1所述的一种电力安规学习安全仿真培训系统，其特征在于，所述VR体验集成系统装置(19)内置蓝牙连接装置，且外部一侧设有USB接口(101)；所述VR体验集成系统装置(19)配套设置安全带及操作手柄。