CN218513075U - 电缆头制作仿真训练考核装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电缆头制作仿真训练考核装置，包括虚拟现实显示设备、体感交互设备、大屏显示器、身份证识别模块、摄像头、身份信息比对模块和PC端；所述虚拟现实显示设备用于显示虚拟的电缆头制作操作场景；所述体感交互设备用于捕捉使用者双手的手部动作，并触发电缆头制作操作场景中的虚拟人物做相同动作。本实用新型中，通过PC端和虚拟现实显示设备能够虚拟出电缆头制作的操作场景，并通过体感交互设备将使用人员的动作与虚拟操作场景结合，可以模拟出实际操作场景，达到实操效果，解决因耗材昂贵导致学员难以实操的问题；并能核验参考人员的信息进行操作考核，集教学、训练、考核的功能于一体；结构简单，实用性强。

Description

电缆头制作仿真训练考核装置

技术领域

本实用新型属于电缆头制作技术领域，涉及一种电缆头制作仿真训练考核装置。

背景技术

电缆终端头和中间头等电缆头的制作是电力相关设备培训过程的一部分，由于电缆头制作作业是破坏性作业，对电缆及电缆头配套材料具有不可逆效应，对电缆及电缆头配套材料的消耗大，在培训过程中会造成大量的电缆及电缆头配套材料的损耗，特别是对于10kV等高压设备，其电缆及电缆头配套材料的价格昂贵，这就极大地增加了电缆终端头和中间头制作的培训成本。由于教学经费受限，学员在培训过程中实际制作电缆终端头和中间头的机会很少，无法很好的掌握电缆终端头和中间头的制作方法，且教学的枯燥讲解缺乏参与性，还会降低学员学习的积极性；从而进一步影响了培训效果。因而利用仿真培训具有很大的现实意义。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电缆头制作仿真训练考核装置。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电缆头制作仿真训练考核装置，包括虚拟现实显示设备、体感交互设备、大屏显示器、身份证识别模块、摄像头、身份信息比对模块和PC端，所述虚拟现实显示设备、体感交互设备和大屏显示器均与PC端电连接，所述虚拟现实显示设备和大屏显示器用于显示PC端生成的虚拟的电缆头制作操作场景；所述体感交互设备用于捕捉使用者双手的手部动作，并触发虚拟的电缆头制作操作场景中的虚拟人物做相同动作；所述身份证识别模块和摄像头均与身份信息比对模块电连接，所述身份证识别模块用于读取身份证信息，所述摄像头用于采集人脸图像信息，所述身份信息比对模块用于对摄像头采集的人脸图像信息与身份证识别模块读取的信息进行核验。

进一步的，所述体感交互设备包括左手数据手套和右手数据手套，所述PC端电连接有第一无线通信模块，所述左手数据手套电连接有第二无线通信模块，所述右手数据手套电连接有第三无线通信模块；第二无线通信模块和第三无线通信模块通过无线传输方式与第一无线通信模块进行数据交互。

进一步的，所述虚拟现实显示设备包括VR头戴式显示器和HTC串流盒，所述HTC串流盒与PC端电连接，所述HTC串流盒电连接有第四无线通信模块，所述VR头戴式显示器电连接有第五无线通信模块，所述第四无线通信模块和第五无线通信模块通过无线传输方式进行数据交互。

进一步的，所述仿真训练考核装置还包括成绩判定模块，所述成绩判定模块与PC端电连接，用于将数据手套采集的参数与指定的参数进行比较，并根据比较结果进行评分。

进一步的，所述仿真训练考核装置还包括柜体，所述柜体的后部设置有空腔，所述身份信息比对模块和PC端均设置在空腔中；所述柜体的上端设置有安装支架，所述安装支架包括固定连接在柜体上端的底座、连接在底座上的支撑杆组件、以及连接在支撑杆组件中部的显示器固定架，所述大屏显示器固定连接在显示器固定架上，所述摄像头设置在支撑杆组件的顶端。

进一步的，所述身份证识别模块设置在柜体的上端，所述身份信息比对模块电连接有核验提示模块，所述核验提示模块嵌设在身份证识别模块的一侧，用于提示对摄像头采集的人脸图像信息与身份证识别模块读取的信息进行核验的结果。

进一步的，所述支撑杆组件包括从底座上竖直向上伸出的第一支撑杆以及从底座上斜向上伸出的两个第二支撑杆，两个所述第二支撑杆对称位于第一支撑杆的两侧；所述摄像头固定设置在第一支撑杆的顶端；两个所述第二支撑杆的顶端分别设置有一HTC定位器，两个所述HTC定位器均与PC端电连接。

进一步的，所述柜体的前部设置有横向贯穿柜体的弧形槽，所述弧形槽的下方设置有储物抽屉，所述储物抽屉用于容纳VR头戴式显示器和数据手套；所述弧形槽的上方形成水平伸出的置物台，所述置物台用于临时放置VR头戴式显示器和数据手套。

进一步的，所述柜体的下端设置有底板，所述底板下端的四个转角处分别设置有一个万向轮。

进一步的，至少两个所述万向轮上设置有刹车装置。

本实施例中，通过PC端和VR头戴式显示器虚拟出电缆头制作的操作场景，并通过左手数据手套和右手数据手套将使用人员的动作与虚拟操作场景结合，可以模拟出实际操作场景，将电缆头制作场景逼真的展现在学员面前，并体验到操作过程中的真实感官信息，达到实操效果；可以应用于岗前培训、老师教学、学员训练技能、技能等级评价等多种应用场景，并能避免实操造成的电缆等器材的消耗，减少在培训方面的原材料投入，解决因耗材昂贵导致学员难以实操的问题。另外，通过柜体和安装支架实现了仿真训练考核装置各部分的集成，在使用时可以整体移动，使用方便，结构简单，实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型电缆头制作仿真训练考核装置的一个优选实施例的电学连接框图。

图2为本实用新型电缆头制作仿真训练考核装置的一个优选实施例的立体图。

图3为图2的后视图。

附图中各标号的含义为：

PC端-101；大屏显示器-102；成绩判定模块-103；身份信息比对模块-104；身份证识别模块-105；摄像头-106；核验提示模块-107；

第一无线通信模块-111；第二无线通信模块-112；第三无线通信模块-113；第四无线通信模块-114；第五无线通信模块-115；

VR头戴式显示器-121；HTC串流盒-122；HTC定位器-123；

左手数据手套-131；右手数据手套-132；

柜体-200；弧形槽-201；储物抽屉-202；置物台-203；

底座-210；第一支撑杆-211；第二支撑杆-212；显示器固定架-213；

底板-221；万向轮-222。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实用新型电缆头制作仿真训练考核装置的一个优选实施例包括虚拟现实显示设备、体感交互设备、大屏显示器102、身份证识别模块105、摄像头106、身份信息比对模块104和PC端101，所述虚拟现实显示设备、体感交互设备和大屏显示器102均与PC端101电连接；当然，PC端101还可连接鼠标、键盘等外部设备；PC端101上还可集成网卡等网络传输设备，以便于远程传输虚拟的电缆头制作操作场景的视频信息，实现远程教学。所述虚拟现实显示设备和大屏显示器102用于显示PC端101生成的虚拟的电缆头制作操作场景；所述大屏显示器102可以采用55英寸的显示器；所述虚拟现实显示设备包括VR头戴式显示器121和HTC串流盒122，所述HTC串流盒122与PC端101电连接。所述HTC串流盒122电连接有第四无线通信模块114，所述VR头戴式显示器121电连接有第五无线通信模块115，所述第四无线通信模块114和第五无线通信模块115通过无线传输方式进行数据交互；从而使VR头戴式显示器121以无线方式连接至PC端101，减少线缆连接，避免使用人员在操作时受线缆的束缚。

所述体感交互设备用于捕捉使用者双手的手部动作，并触发虚拟的电缆头制作操作场景中的虚拟人物做相同动作，从而模拟出电缆头制作的整个过程。所述体感交互设备包括左手数据手套131和右手数据手套132，所述PC端101电连接有第一无线通信模块111，所述左手数据手套131电连接有第二无线通信模块112，所述右手数据手套132电连接有第三无线通信模块113；第二无线通信模块112和第三无线通信模块113通过无线传输方式与第一无线通信模块111进行数据交互；从而使左手数据手套131和右手数据手套132以无线方式连接至PC端101。

所述身份证识别模块105和摄像头106均与身份信息比对模块104电连接，所述身份证识别模块105用于读取身份证信息，所述摄像头106用于采集人脸图像信息，所述身份信息比对模块104用于对摄像头106采集的人脸图像信息与身份证识别模块105读取的信息进行核验，从而核验参考人员是否是考生本人。所述身份信息比对模块104还可电连接核验提示模块107，所述核验提示模块107可以是语音提示模块或指示灯提示模块，以便于通过语音或灯光提示信息核验是否通过，当然，所述核验提示模块107也可同时包括语音提示模块和指示灯提示模块。所述身份信息比对模块104还可与PC端101电连接，以便于将核验结果发送给PC端101，从而在大屏显示器102上显示核验结果。当然，还可以将身份信息比对模块104的功能直接集成在PC端101中，从而可通过PC端101来完成身份信息核验，不用再单独设置身份信息比对模块104。

为便于自动判定参考人员的考试成绩，所述仿真训练考核装置还可包括成绩判定模块103，所述成绩判定模块103与PC端101电连接，在成绩判定模块103中预先存储有标准动作对应的参数以及打分标准，所述成绩判定模块103将数据手套采集的参数与标准动作对应的参数进行比较，并根据比较结果按照打分标准进行自动评分。PC端101可以连接打印机，在考核结束后，通过打印机自动打印出参考人员的考试分数。当然，在没有成绩判定模块103时，考官也可以通过大屏显示器102观看参考人员的虚拟操作动作，进行人工评分。

如图2和图3所示，为避免使用时临时对仿真训练考核装置的各部分进行组装，浪费教学时间，所述仿真训练考核装置还可包括柜体200，所述柜体200的后部设置有空腔，所述身份信息比对模块104和PC端101均设置在空腔中；PC端101内置在柜体200的空腔内，可以防止损坏，还可以将PC端101的鼠标、键盘、USB、网口等数据接口预留出来嵌设在柜体200背面的侧壁上，以便于PC端101连接外部设备。

所述柜体200的前部设置有横向贯穿柜体200的弧形槽201，所述HTC串流盒122嵌设在弧形槽201的槽壁中部。所述弧形槽201的下方设置有储物抽屉202，所述储物抽屉202用于在仿真训练考核装置不使用时容纳VR头戴式显示器121、数据手套(包括左手数据手套131和右手数据手套132)、鼠标、键盘等设备。所述弧形槽201的上方形成水平伸出的置物台203，所述置物台203用于在装置使用过程中临时放置VR头戴式显示器121、数据手套、鼠标和键盘。所述身份证识别模块105设置在柜体200的上端，所述核验提示模块107嵌设在身份证识别模块105的一侧。

所述柜体200的上端还设置有安装支架，所述安装支架包括固定连接在柜体200上端的底座210、连接在底座210上的支撑杆组件、以及连接在支撑杆组件中部的显示器固定架213，所述大屏显示器102固定连接在显示器固定架213上。所述支撑杆组件包括从底座210上竖直向上伸出的第一支撑杆211以及从底座210上斜向上伸出的两个第二支撑杆212，两个所述第二支撑杆212对称位于第一支撑杆211的两侧；所述摄像头106固定设置在第一支撑杆211的顶端。为限定使用人员的活动范围，还可在两个所述第二支撑杆212的顶端分别设置一HTC定位器123，两个所述HTC定位器123均与PC端101电连接。可在使用前预先设置人员活动范围，在使用过程中，两个HTC定位器123对VR头戴式显示器121和数据手套的位置进行定位，当VR头戴式显示器121或数据手套的位置离开了预先设置在活动范围时，PC端101会在VR头戴式显示器121上显示报警信息进行提示。

为便于移动仿真训练考核装置，还可在所述柜体200的下端设置底板221，在所述底板221下端的四个转角处分别设置一个万向轮222，并在至少两个万向轮222上设置刹车装置(图中未示出)，以避免移动仿真训练考核装置在使用过程中发生移动。

本实施例的工作过程如下：

如图1至图3所示，教学时，由教师佩戴VR头戴式显示器121、左手数据手套131和右手数据手套132；此时，在VR头戴式显示器121和大屏显示器102上会同时显示PC端101生成的虚拟的电缆头制作操作场景，可根据需要虚拟出电缆终端头制作训练的操作场景、电缆中间头制作训练的操作场景。教师根据VR头戴式显示器121显示的虚拟操作场景中虚拟出的电缆终端头或中间头，双手进行制作的示范操作，并可进行讲解，左手数据手套131和右手数据手套132对教师双手的真实运动状态进行识别、跟踪和量化，将讲授教师进行虚拟装配时的手部动作信息映射至操作场景中，完成人机交互，触发虚拟操作场景中的虚拟人物做相同动作，实现虚拟动作与真实动作的同步。学员可以通过大屏显示器102同步观看虚拟操作场景中的虚拟人物的操作动作，学习操作方法；在观看过程中，可360°自由切换观看视角，以捕捉整个虚拟操作场景以及操作过程中的细节，提升教学的效果。还可通过网络对视频进行远程传输，使学员通过网络进行远程观看，实现远程教学。当然，教师也可以在操作时在PC端101对虚拟出的操作视频信息进行存储，从而可以在之后的教学中直接播放存储的视频，而不必每次都进行实际操作。

在训练时，由进行操作训练的学员佩戴VR头戴式显示器121、左手数据手套131和右手数据手套132；此时，学员根据VR头戴式显示器121显示的虚拟操作场景中虚拟出的电缆头，双手进行电缆头制作的操作，在操作过程中，左手数据手套131和右手数据手套132能够进行触觉反馈和力学反馈，把与虚拟物体的接触信息反馈给操作的学员。使操作的学员以更加直接、更加有效的方式与虚拟场景进行交互，让学员在虚拟场景中对电缆终端头或中间头制作方法进行练习时体验到操作过程中的真实感官信息，大大增强互动性和沉浸感。同时，教师和其他学员可以通过大屏显示器102同步观看该学员虚拟的操作动作，在此过程中，教师可对该学员的错误操作动作进行纠正，从而达到实操的训练效果。

在考核时，参考人员携带身份证，在考核前先将身份证放置在身份证识别模块105上读取身份证信息，之后，参考人员将面部朝向摄像头106，身份信息比对模块104对摄像头106采集的人脸图像信息与身份证识别模块105读取的信息进行核验，确认参考人员是否是考生本人。如果摄像头106采集的人脸图像信息与身份证识别模块105读取的信息相匹配，则核验通过，语音提示模块发出“核验通过”的语音信息，指示灯提示模块的绿灯点亮。如果摄像头106采集的人脸图像信息与身份证识别模块105读取的信息不匹配，则核验失败，语音提示模块发出“核验失败”的语音信息，指示灯提示模块的红灯点亮。核验通过后，参考人员佩戴VR头戴式显示器121、左手数据手套131和右手数据手套132进行操作；成绩判定模块103将左手数据手套131和右手数据手套132采集的参数分别与对应的标准动作的参数进行比较，并根据比较结果按照打分标准进行自动评分，在考核结束后使打印机自动打印出参考人员的考试分数。同时，考官也可以通过大屏显示器102观看参考人员的虚拟操作动作，进行人工评分。

本实施例中，通过PC端101和VR头戴式显示器121虚拟出电缆终端头或中间头制作的操作场景，并通过左手数据手套131和右手数据手套132将使用人员的动作与虚拟操作场景结合，可以模拟出实际操作场景，将电缆终端头或中间头制作场景逼真的展现在学员面前，为学员提供高度逼真的仿真场景和设备，使学员可以观察操作中的细节，关注作业方法的变化，提升培训效果。而且本实施例能够使教学方式更加灵活、多样；传统安全培训主要以视频案例和培训员讲解为主，缺乏生动性和灵活性。而本实施例的沉浸感和交互性正好可以解决这些痛点，通过视觉、听觉、触觉等全方面的体验，可以让参训人员清晰的记住操作要点和试验过程中的危险点。本实施例还能核验参考人员的信息进行操作考核，集教学、训练、考核的功能于一体，可以应用于岗前培训、老师教学、学员训练技能、技能等级评价等多种应用场景，提升相关从业人员的电缆终端头和中间头制作水平。并能避免实操造成的电缆及电缆头配套材料的消耗，减少在培训方面的原材料投入，降低学员的培训成本。另外，通过柜体200和安装支架实现了仿真训练考核装置各部分的集成，内部连接牢固可靠，在使用时可以整体移动仿真训练考核装置，使用方便，结构简单，实用性强。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：包括虚拟现实显示设备、体感交互设备、大屏显示器、身份证识别模块、摄像头、身份信息比对模块和PC端，所述虚拟现实显示设备、体感交互设备和大屏显示器均与PC端电连接，所述虚拟现实显示设备和大屏显示器用于显示PC端生成的虚拟的电缆头制作操作场景；所述体感交互设备用于捕捉使用者双手的手部动作，并触发虚拟的电缆头制作操作场景中的虚拟人物做相同动作；所述身份证识别模块和摄像头均与身份信息比对模块电连接，所述身份证识别模块用于读取身份证信息，所述摄像头用于采集人脸图像信息，所述身份信息比对模块用于对摄像头采集的人脸图像信息与身份证识别模块读取的信息进行核验。

2.根据权利要求1所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述体感交互设备包括左手数据手套和右手数据手套，所述PC端电连接有第一无线通信模块，所述左手数据手套电连接有第二无线通信模块，所述右手数据手套电连接有第三无线通信模块；第二无线通信模块和第三无线通信模块通过无线传输方式与第一无线通信模块进行数据交互。

3.根据权利要求1所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述虚拟现实显示设备包括VR头戴式显示器和HTC串流盒，所述HTC串流盒与PC端电连接，所述HTC串流盒电连接有第四无线通信模块，所述VR头戴式显示器电连接有第五无线通信模块，所述第四无线通信模块和第五无线通信模块通过无线传输方式进行数据交互。

4.根据权利要求1所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述仿真训练考核装置还包括成绩判定模块，所述成绩判定模块与PC端电连接，用于将数据手套采集的参数与指定的参数进行比较，并根据比较结果进行评分。

5.根据权利要求1～4任一项所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述仿真训练考核装置还包括柜体，所述柜体的后部设置有空腔，所述身份信息比对模块和PC端均设置在空腔中；所述柜体的上端设置有安装支架，所述安装支架包括固定连接在柜体上端的底座、连接在底座上的支撑杆组件、以及连接在支撑杆组件中部的显示器固定架，所述大屏显示器固定连接在显示器固定架上，所述摄像头设置在支撑杆组件的顶端。

6.根据权利要求5所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述身份证识别模块设置在柜体的上端，所述身份信息比对模块电连接有核验提示模块，所述核验提示模块嵌设在身份证识别模块的一侧，用于提示对摄像头采集的人脸图像信息与身份证识别模块读取的信息进行核验的结果。

7.根据权利要求6所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述支撑杆组件包括从底座上竖直向上伸出的第一支撑杆以及从底座上斜向上伸出的两个第二支撑杆，两个所述第二支撑杆对称位于第一支撑杆的两侧；所述摄像头固定设置在第一支撑杆的顶端；两个所述第二支撑杆的顶端分别设置有一HTC定位器，两个所述HTC定位器均与PC端电连接。

8.根据权利要求5所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述柜体的前部设置有横向贯穿柜体的弧形槽，所述弧形槽的下方设置有储物抽屉，所述储物抽屉用于容纳VR头戴式显示器和数据手套；所述弧形槽的上方形成水平伸出的置物台，所述置物台用于临时放置VR头戴式显示器和数据手套。

9.根据权利要求5所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：所述柜体的下端设置有底板，所述底板下端的四个转角处分别设置有一个万向轮。

10.根据权利要求9所述的电缆头制作仿真训练考核装置，其特征在于：至少两个所述万向轮上设置有刹车装置。

Images