专利名称：掘进机虚拟实训操作教学仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种虚拟操作教学仪，特别是一种掘进机虚拟实训操作教学仪。
背景技术：
目前，在矿山开采难度愈加困难的今天，对复杂井下条件作业提出了更高的要求。 只有提高专业人才的技能水平，配备先进的作业设备，采用科学的开采工艺，才能保证煤矿 企业安全，高效，持续的发展。现阶段，我国煤矿从业人员都要经过技能培训才能上机工作， 技能培训主要采用下井实地进行上机操作的方法，这种训练模式增加了燃油消耗等培训成 本和一些不安全因素，影响生产，也降低设备使用率。几个，甚至十几个受训人员轮流使用 同一台掘进机进行训练，使整个培训周期加长，培训效率低下。传统的培训方法存在以下缺点。[0003]1、传统的理论培训主要是采用书本教育，该教学方法枯燥抽象，学员们难于理解， 更无法进行有针对性的技能操作和知识训练，培训效果不明显。2、受训人员实训时必须下井，在实地，采用真实的机器进行训练，因此增加了培训 成本和不安全因素，且受各种生产环境和地质条件的限制，不能有效的培养全面掌握煤矿 掘进，煤矿安全环境知识的人才。3、受训人员对井下设备的学习和操作时，所使用的训练设备就是不能正常工作， 影响了正常生产，降低设备生产使用率。煤矿井上管理人员无法在地面对工作面乃至整个 矿井生产系统进行更直观更真实的指挥调度，指导生产。
实用新型内容本实用新型的目的是要提供一种培训成本低、培训效率高的掘进机虚拟实训操 作教学仪。本实用新型的目的是这样实现的该操作教学仪包括计算机硬件和软件，所述的 硬件包括显示器、控制按钮、控制手柄、底座、座椅、机箱、计算机和工作台，在底座的前端 有工作台，在工作台的上端有显示器和控制按钮，在工作台的中间位置有控制手柄，在底座 的后端有座椅和机箱，在机箱内有计算机，控制按钮和控制手柄分别通过控制电路板连接 在计算机的USB接口上。所述的控制按钮包括液压按钮、警铃按钮、切割按钮、水系统按钮、刮板输送按 钮、切割速度开关、信号铃按钮、电源按钮、指示灯和备用开关，控制按钮有一按钮盘，在按 钮盘的四周有固定螺丝，在按钮盘的一侧有指示灯，在按钮盘的另一侧从左至右排布有液 压按钮、警铃按钮、切割按钮、水系统按钮和、刮板输送按钮，在上述按钮的下方从左至右排 布有电源按钮、信号铃按钮、切割速度开关和、备用开关，在每一个按钮和开关的底部均有 一个开关与之相对应。所述的控制手柄包括第二节输送机手柄、左支撑手柄、右支撑手柄、铲板手柄、切 割头伸缩手柄、切割头手柄、第一节输送机手柄、耙爪手柄、左履带手柄和右履带手柄，控制手柄有手柄控制盘，在手柄控制盘的上有二排手柄，上排从左至右排布有第二节输送机手 柄、左支撑手柄、右支撑手柄、铲板手柄、切割头伸缩手柄、切割头手柄，下排从左至右排布 有第一节输送机手柄、耙爪手柄、左履带手柄和右履带手柄，在每一个手柄的底部均有一个 开关与之相对应。有益效果由于采用了上述方案，将教学仪的仿真控制按钮和控制手柄通过控制 电路板与计算机通讯接口连接，控制按钮和控制手柄与系统中虚拟作业设备相关联，利用 虚拟教学仪的传感控件控制综掘机械的掘进开拓作业，其他设备相辅跟进配合工作，通过 操作硬件的控制按钮实现对计算机系统中虚拟作业设备的控制，从而进行“正常”的生产作 业，操作过程中出现不规范动作，或有违规程规定的操作时，系统将主动予以警示，并给出 正确操作方法提示，控制灵活、方便，进行虚拟实训，利用程序控制系统中人物模型动作，实 现人机互动。本操作教学仪可以满足培训中，对矿井的各生产系统的运行流程；各系统相互的 关联性；各种复杂的作业场景及机械设备等的操作学习。通过操作，可以随意进入任何一个 工作面，实现对具体设备的互动。系统的自动导航功能，实时显示你所在的位置，同时，系统 的超级链接功能，可以帮助你实时了解到任何一部井下设备的相关知识及日常维护；开放 式的互动教育平台，可以根据培训的需要随时对多媒体内容进行增删改查。该操作教学仪集成了煤矿特殊工种的3D仿真场景，能让每位受训职工在正式下 井作业前，对煤矿井下掘进机械设备的操作控制，工作原理，维护保养，常见故障排除，工作 面生产环境情况，井下各种安全设施的正确摆放和认识，都能在虚拟现实的三维环境下，以 接近真实的场景进行操作训练和学习，掌握在煤矿各种环境下的应对措施，该教学方式降 低了培训单位培训设备使用成本，缩短整个培训周期，提高培训效率。培训成本低、培训效 率高，达到了本实用新型的目的。优点1、有利于减少长期培训工作的资金投入；本操作教学仪的资金投入是一次性的， 以后的长期培训工作中都可以持续使用，并可利用现有的多媒体教学设备设施实施培训， 相比较“实训基地”项目数百万的投入和其所达到的实际作用，使用本操作教学仪与实训效 果相当，并节省了大量的投入资金。2、有利于缩短培训周期和降低事故发生率；本操作教学仪是针对各个煤矿的实际 需要定制开发，而且采用比传统培训方式更科学更先进的培训手段，所以受训人员在学习 与实训(工作)之间可以实现无缝链接，使培训的周期明显缩短，培训后的学员很快适应工 作环境，从而有效降低新员工的事故隐患发生的几率，间接的节省了经费和资金。3、有利于降低培训工作的安全风险；由于大幅降低受训人员下井实训的需要，可 降低新工人因培训需要在未培训合格就下井带来的安全风险。4、有利于受训人员对煤矿井下各种设备的全面了解和掌握；本操作教学仪的所有 资源是对登录人员全面开放的，可对本操作教学仪内的所有资源选择学习和全面了解。5、有利于培训合格率的提高；采用科学、先进的培训手段，受训人员对于煤矿安全 生产从认知到感知的全面提高，使培训的成效得到提高。6、有利于煤矿安全生产与事故隐患处理的统一协调；可对发生安全事故或者安全 隐患时，利用本操作教学仪对井下情况进行三维立体的参考分析，全方位地对井下情况进行统一协调。7、整体上提高了煤矿工人综合素质和专业技能，提高生产效率，积极促进了企业 安全生产，体现安全效益。
图1为本发明的硬件结构图。图2为本发明的控制按钮排布结构图。图3为本发明的控制手柄排布结构图。图中，1、显示器；2、控制按钮；3、控制手柄；4、底座；5、座椅；6、机箱；7、计算机； 8、工作台；1-1、液压按钮；1-2、警铃按钮；1-3、切割按钮；1-4、水系统按钮；1-5、刮板输送 按钮；1-6、切割速度开关；1-7、信号铃按钮；1-8、电源按钮；1-9、指示灯；1-10、备用开关； 2-1、第二节输送机手柄；2-2、左支撑手柄；2-3、右支撑手柄；2-4、铲板手柄；2_5、切割头伸 缩手柄；2-6、切割头手柄；2-7、第一节输送机手柄；2-8、耙爪手柄；2-9、左履带手柄；2_10、 右履带手柄。
具体实施方式
实施例1 该教学仪包括计算机硬件和软件，所述的硬件包括显示器1、控制按钮 2、控制手柄3、底座4、座椅5、机箱6、计算机和工作台8，在底座的前端有工作台，在工作台 的上端有显示器和控制按钮，在工作台的中间位置有控制手柄，在底座的后端有座椅和机 箱，在机箱内有计算机，控制按钮和控制手柄分别通过控制电路板连接在计算机的USB接 口上；计算的配置为Intel奔腾双核E5300以上CPU，内存IG以上，不少于20G的存储 空间，显示卡支持Direct Draw。所述的控制按钮包括液压按钮1-1、警铃按钮1-2、切割按钮1-3、水系统按钮
1-4、刮板输送按钮1-5、切割速度开关1-6、信号铃按钮1-7、电源按钮1-8、指示灯1_9和 备用开关1-10，控制按钮有一按钮盘，在按钮盘的四周有固定螺丝，在按钮盘的一侧有指示 灯，在按钮盘的另一侧从左至右排布有液压按钮1-1、警铃按钮1-2、切割按钮1-3、水系统 按钮1-4和刮板输送按钮1-5，在上述按钮的下方从左至右排布有电源按钮1-8、信号铃按 钮1-7、切割速度开关1-6和备用开关1-10，在每一个按钮和开关的底部均有一个开关与之 相对应。所述的控制手柄包括第二节输送机手柄2-1、左支撑手柄2-2、右支撑手柄2-3、 铲板手柄2-4、切割头伸缩手柄2-5、切割头手柄2-6、第一节输送机手柄2-7、耙爪手柄2_8、 左履带手柄2-9和右履带手柄2-10，控制手柄有手柄控制盘，在手柄控制盘的上有二排手 柄，上排从左至右排布有第二节输送机手柄2-1、左支撑手柄2-2、右支撑手柄2-3、铲板手 柄2-4、切割头伸缩手柄2-5和切割头手柄2-6，下排从左至右排布有、第一节输送机手柄
2-7、耙爪手柄2-8、左履带手柄2-9和右履带手柄2-10，在每一个手柄的底部均有一个开关 与之相对应。所述的控制电路板这市售产品，型号为北通幻影318BTP-C318加强型。实施例2 本操作教学仪的操作者以一名普通矿工的身份进入井下，对工作面所有教学和互动环节进行学习和实训操作，每个互动环节和教学部分都将在场景中参与完 成，从而贯穿整个虚拟互动系统。对本操作教学仪的操作过程中，每个入井人员从地面的更衣室起，开始进入井下 进行虚拟实训；经过人乘设备，下至井底，然后行走到达各自分工的工作面、工作地点；掘 进机的工作人员，进入工作岗位，按照实际的工作流程虚拟地操作运行掘进机，对虚拟仿真 的掘进机进行各种操作、运行，还能够对掘进机进行任意角度查看，再配合现场音效和采光 效果营造出一个高精度仿真的作业面，给人以身临其境的感觉达到了不用进入真实的煤矿 井下就能进行工作程序的培训和学习；使操作本操作教学仪的受训人员在真正下井前就已 经对井下的工作环境，工作流程等有了较为全面的了解和掌握。其它与实施例1同。
权利要求一种掘进机虚拟实训操作教学仪，其特征是该操作教学仪包括计算机硬件和软件，所述的硬件包括显示器、控制按钮、控制手柄、底座、座椅、机箱、计算机和工作台，在底座的前端有工作台，在工作台的上端有显示器和控制按钮，在工作台的中间位置有控制手柄，在底座的后端有座椅和机箱，在机箱内有计算机，控制按钮和控制手柄分别通过控制电路板连接在计算机的USB接口上。
2.根据权利要求1所述的掘进机虚拟实训操作教学仪，其特征是所述的控制按钮包 括液压按钮、警铃按钮、切割按钮、水系统按钮、刮板输送按钮、切割速度开关、信号铃按 钮、电源按钮、指示灯和备用开关，控制按钮有一按钮盘，在按钮盘的四周有固定螺丝，在按 钮盘的一侧有指示灯，在按钮盘的另一侧从左至右排布有液压按钮、警铃按钮、切割按钮、 水系统按钮和刮板输送按钮，在上述按钮的下方从左至右排布有电源按钮、信号铃按钮、切 割速度开关和、备用开关，在每一个按钮和开关的底部均有一个开关与之相对应。
3.根据权利要求1所述的掘进机虚拟实训操作教学仪，其特征是所述的控制手柄包 括第二节输送机手柄、左支撑手柄、右支撑手柄、铲板手柄、切割头伸缩手柄、切割头手柄、 第一节输送机手柄、耙爪手柄、左履带手柄和右履带手柄，控制手柄有手柄控制盘，在手柄 控制盘的上有二排手柄，上排从左至右排布有第二节输送机手柄、左支撑手柄、右支撑手 柄、铲板手柄、切割头伸缩手柄、切割头手柄，下排从左至右排布有第一节输送机手柄、耙爪 手柄、左履带手柄和右履带手柄，在每一个手柄的底部均有一个开关与之相对应。
专利摘要一种掘进机虚拟实训操作教学仪，属于虚拟操作教学仪。该操作教学仪在底座的前端有工作台，在工作台的上端有显示器和控制按钮，在工作台的中间位置有控制手柄，在底座的后端有座椅和机箱，在机箱内有计算机，控制按钮和控制手柄分别通过控制电路板连接在计算机的USB接口上。优点1、有利于减少长期培训工作的资金投入；2、有利于缩短培训周期和降低事故发生率；3、有利于降低培训工作的安全风险；4、有利于受训人员对煤矿井下各种设备的全面了解和掌握；5、有利于培训合格率的提高；6、有利于煤矿安全生产与事故隐患处理的统一协调；7、整体上提高了煤矿工人综合素质和专业技能，提高生产效率，积极促进了企业安全生产，体现安全效益。
文档编号G09B9/00GK201638409SQ20102018007
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者刘海平, 刘送永, 卜慧平, 唐守锋, 徐朝亮, 纪明玉, 赵建洋, 邵晓根, 陈洁, 马晓绛 申请人:徐州翰林科技有限公司