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CN100483478C - 挖掘机模拟操作培训系统 - Google Patents

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CN100483478C
CN100483478C CNB2006100861665A CN200610086166A CN100483478C CN 100483478 C CN100483478 C CN 100483478C CN B2006100861665 A CNB2006100861665 A CN B2006100861665A CN 200610086166 A CN200610086166 A CN 200610086166A CN 100483478 C CN100483478 C CN 100483478C
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Abstract

本发明是培训挖掘机驾驶员教学中所使用的一种挖掘机模拟操作培训系统。隶属于模拟系统领域，该模拟操作系统是利用操作手柄将模拟信号传递给微机，微机经过处理后再输出信号到显示系统；系统主要由操作台、计算机、视景数据库、图像生成器、图像显示系统、传感系统、应用软件系统组成，操作台信号通过计算机的S端子输入计算机，其操作动作和显示系统的输出图像同步；该系统包含模拟操作室内部和模拟操作室外部两种视野模式。学员通过操作手柄进行挖掘机的各种课题训练，帮助学员掌握和熟练操作挖掘机各种操作技能及技巧。

Description

挖掘机模拟操作培训系统
技术领域
本发明属于模拟操作培训系统，是针对培训挖掘机驾驶员而发明的一种挖掘机模拟操作培训系统。
技术背景
随着改革开放的深入发展，各地区及城市的基础建设都在火热进行中，对挖掘机驾驶员的需求也越来越大，同样也使挖掘机驾驶培训市场逐年升温，但挖掘机驾驶员属于特种行业驾驶员，对其掌握的技能、技术要求比较高，同样对其培训学校的教学能力及技术含量要求更高。
在模拟操作培训系统及设备未发明以前，前来学习的学员通常在前期挖掘机理论课结束后，就进行挖掘机实际上机操作训练，学习各种挖掘机的操作技能、技巧。但挖掘机的各种操作技能、技巧是通过长时间实际上机训练才可以熟练掌握的。这种训练方式、方法存在着很多问题，例如成本大、耗才高等缺点，学员在训练过程中也受到时间、经济条件等限制，造成学员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。
发明内容
本发明目的是提供一种挖掘机驾驶教学的模拟操作培训系统。该模拟操作培训系统是利用操作手柄将模拟信号传递给微机，微机经过处理后再输出信号到显示系统，其操作和显示系统输出图像同步；学员通过操作手柄进行挖掘机的各种课题训练，帮助学员掌握和熟练操作挖掘机各种操作技能及技巧。
本发明的技术方案如下：挖掘机模拟培训系统具有操作台、计算机、视景数据库、图像生成器、图像显示系统、应用软件系统；操作台信号通过计算机的S端子输入计算机；操作台包括工作台，安装在工作台上的左操作手柄、右操作手柄、右行走操作杆、左行走操作杆；左操作手柄及右操作手柄分别通过万向节、球头与两个连杆连接，在两个连杆上各自装有定位卡块；左行走操作杆与右行走操作杆分别通过左行走踏板、右行走踏板与两个连杆连接。在各连杆的下端各装有电触点；在左操纵手柄相连的连杆上下设置电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左操作手柄的前后动作方向；在右操作手柄相连的连杆上下各设置电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右操作手柄的前后动作方向；在左行走操作杆前后各设置电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左行走操作杆的动作方向；在右行走操作杆前后各设置电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右行走操作杆的动作方向。
该系统包含模拟操作室内部和模拟操作室外部两种视野模式；计算机通过图形显示系统显示出当前的模拟现场工作环境。
学员在操作台上操作，当手柄被操作时，手柄会触到所设置的触点，该触点使所对应的电路接通产生电流，计算机通过相应的A/D转换后获得相关动作指令，在视景数据库中调出对应的视景，并生成模拟的工作环境图形，将图形显示在显示系统上。
本发明的优点是：通过模拟操作培训系统，可以模拟挖掘机的各种作业课题、实际工作中的环境及任务等，大幅度增加了学员的训练时间，使学员能真正熟练掌握挖掘机的各种操作技能、技巧。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明：
图1是系统结构示意图；
图2是操作台结构示意图。
图中：1、左操作手柄，2、万向节，3、球头，4、左手柄连杆，5、定位卡块，6、左操纵连杆，7、右操纵连杆，8、右手柄连杆，9、工作台，10、右操作手柄，11、左行走踏板，12、左行走连杆，13、右行走连杆，14、右行走踏板，15、右行走操作杆，16、左行走操作杆。
具体实施方式
如图2所示，操作台由左操作手柄1、万向节2、球头3、左手柄连杆4、定位卡块5、左操纵连杆6、右操纵连杆7、右手柄连杆8、工作台9、右操作手柄10、左行走踏板11、左行走连杆12、右行走连杆13、右行走踏板14、右行走操作杆15、左行走操作杆16组成。如图1所示，系统具有计算机、视景数据库、图像生成器、图像显示系统、传感系统、应用软件系统和操作台；操作台信号通过数据线与计算机的USB口连接将信号输入计算机。在左手柄连杆4、左操纵连杆6、左行走连杆12、右行走连杆13、右操纵连杆7、右手柄连杆8的下端各装有2个电触点。结合图1所示，在左操作手柄相连的左手柄连杆4上下设置电路1-1和电路1-2，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左操作手柄的左右动作方向；在左操作手柄相连的左操纵连杆6上下设置电路1-3和电路1-4，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左操作手柄的前后动作方向；在与右操作手柄相连的右操纵连杆7上下设置电路1-5和电路1-6，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右操作手柄的前后动作方向；在右操作手柄相连的右手柄连杆8上下设置电路1-7和电路1-8，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右操作手柄的左右动作方向；在左行走操作杆前后设置电路1-9和电路1-10，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左行走操作杆的动作方向；在右行走操作杆前后设置电路1-11和电路1-12，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右行走操作杆的动作方向。
该系统包含模拟内部和模拟操作室外部两种视野模式。
打开系统主电源开关后，打开计算机和图形显示系统，使采集整理的实际挖掘机工作时的动作画面显示在屏幕上。
左操作手柄1前后动作对应挖掘机动臂开、收动作。手柄1向前推动时，连杆6向下运动，使触点④接触，输出信号传递到计算机，经过计算机处理后，在显示系统上显示完成动臂开的动作图形；操作手柄1向后拉时，左操纵连杆6向上运动，使触点③接触，输出信号传递到计算机，经过计算机进行数据处理后将相应的动臂收回的图形显示在显示系统上。
左操作手柄1左右动作对应挖掘机左、右旋转动作。手柄1向左拉动时，左手柄连杆4向下运动，使触点2接触，输出信号传递到计算机，经过计算机处理后，在显示系统上显示完成左旋转的动作图形；操作手柄1向右拉动时，左手柄连杆4向上运动，使触点①接触，输出信号传递到计算机，经过计算机进行数据处理后将相应的右旋转的图形显示在显示系统上。
右操作手柄10前后动作对应挖掘机大臂升、降动作。手柄10向前拉动时，右操纵连杆7向下运动，使触点⑥接触，输出信号传递到计算机，经过计算机处理后，在显示系统上显示完成挖掘机大臂降下的动作图形；操作手柄10向后拉动时，右操纵连杆7向上运动，使触点⑤接触，输出信号传递到计算机，经过计算机进行数据处理后将相应的大臂升上的图形显示在显示系统上。
右操纵手柄10左右动作对应挖掘机挖斗开、收动作。手柄10向左拉动时，右手柄连杆8向上运动，使触点⑦接触，输出信号传递到计算机，经过计算机处理后，在显示系统上显示完成挖掘机挖斗收的动作图形；操作手柄10向右拉动时，右手柄连杆8向下运动，使触点⑧接触，输出信号传递到计算机S端子，经过计算机进行数据处理后将相应的挖斗开的图形显示在显示系统上。
左行走操作杆16前后动作对应挖掘机左边履带前后运动动作，手杆16向前拉动时，使触点⑨接触，输出信号传递到计算机，经过计算机处理后，在显示系统上显示左履带前驶的动作图形；手杆16向后拉动时，使触点⑩接触，输出信号传递到计算机，经过计算机进行数据处理后将相应的左履带后驶的图形显示在显示系统上。
右行走操作杆15前后动作对应挖掘机右边履带前后运动动作，手杆15向前拉动时，使触点(11)接触，输出信号传递到计算机，经过计算机处理后，在显示系统上显示右履带前驶的动作图形；手杆15向后拉动时，使触点⑩接触，输出信号传递到计算机，经过计算机进行数据处理后将相应的右履带后驶的图形显示在显示系统上。

Claims (2)

1、一种挖掘机模拟操作培训系统，其特征是，系统具有操作台、计算机、视景数据库、图像生成器、图像显示系统、应用软件系统；操作台信号通过计算机的S端子输入计算机；操作台包括工作台(9)，安装在工作台(9)上的左操作手柄(1)、右操作手柄(10)、右行走操作杆(15)、左行走操作杆(16)；左操作手柄(1)通过万向节(2)、球头(3)与左手柄连杆(4)连接，左手柄连杆(4)上装有定位卡块(5)；右操作手柄(10)通过万向节、球头与右手柄连杆(8)连接，右手柄连杆(8)上装有定位卡块；左行走操作杆(16)通过左行走踏板(11)与左行走连杆(12)连接，右行走操作杆(15)通过右行走踏板(14)与右行走连杆(13)连接；在左手柄连杆(4)、左操纵连杆(6)、左行走连杆(12)、右行走连杆(13)、右操纵连杆(7)、右手柄连杆(8)的下端各装有2个电触点；在与左操作手柄(1)相连的左操纵连杆(6)上下各设置有电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左操作手柄的前后动作方向；在与左操作手柄相连的左手柄连杆(4)上下各设置有电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左操作手柄的左右动作方向；在与右操作手柄相连的右操纵连杆(7)上下各设置有电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右操作手柄的前后动作方向；在与右操作手柄相连的右手柄连杆(8)上下各设置有电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右操作手柄的左右动作方向；在左行走操作杆(16)前后各设置有电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断左行走操作杆的动作方向；在右行走操作杆(15)前后各设置有电路，通过电路触点的连接，形成闭环电路，通过电流判断右行走操作杆的动作方向。
2、根据权利要求1所述的挖掘机模拟操作培训系统，其特征是系统包含模拟操作室内部视野模式和模拟操作室外部视野模式。
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