专利名称：设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工程机械模拟培训设备领域，尤其涉及叉车的操作培训模拟设备。
背景技术：
随着国民经济突飞猛迸，国家基础建设蓬勃发展，带动着国内工程机械的发展。エ程装载车行业也同其它工程机械ー样发展迅速，因而带动了对装载车驾驶员的需求；同时随着仓库物流等行业的发展，对货物叉车驾驶员的需求越来越大等。目前对驾驶学员的培训通常是在前期理论课结束后，就进行实际上机操作训练，学习驾驶操作技能、技巧。但 起重叉车等的各种操作技能、技巧是通过长时间实际上机训练才可以熟练掌握的。这种训练方式存在着很多问题，例如成本很高、耗材大、培训场地收限制以及受天气等因素影响，在训练过程中受到时间、条件的限制，不利于学员快速成长。现有的模拟操作系统，使用者坐在座椅上通过教学仪上的操作杆、踏板、操作按钮等进行模拟操作；而教学仪上设置的显示器显示模拟的画面对使用者的操作进行反馈，但是该种反馈仅仅对使用者形成视觉上的反馈，而无法模拟出在具体的操作环境下驾驶座椅的颠簸或者倾斜的反馈，对模拟出的情景受到了限制。
发明内容发明目的针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型提供了一种用于模拟叉车真车上机操作的设有连杆机构实现的ニ自由度平台的叉车模拟操作系统。技术方案为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案ー种设有连杆机构实现的ニ自由度平台的叉车模拟操作系统，包括由连杆机构实现的ニ自由度平台和安装在该平台上的叉车模拟操作平台，其中所述ニ自由度平台，包括底座、显示器、操作部件、座椅和主机，所述底座前端设有安装台，并在该安装台上方设有显示器，所述座椅安装在底座后端；所述操作部件包括方向盘、离合/刹车/油门踏板、换挡操作杆、货叉升降操作杆和货叉倾斜操作杆，所述离合/刹车/油门踏板设置在底座，所述方向盘设在安装台上，而货叉升降操作杆和货叉倾斜操作杆设在方向盘的右侧，换挡操作杆设在方向盘左侧；所述主机通过数据线与显示器连接；所述叉车模拟操作平台，包括静平台、用以支撑模拟操作系统用的动平台、固定于静平台上的ー对步进电机、分别与步进电机连接的一对减速器、连接減速器以及动平台的连杆机构以及设置于动平台及静平台之间的支撑连接装置；所述连杆机构包括第一连杆及第ニ连杆，所述第一连杆的一端刚接于減速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于动平台上。上述模拟操作系统的各操作部件与真实叉车基本相同，且同时能模拟真车驾驶时的颠簸感，从而具有更真实的模拟度，同时采用传感信号将操作动作在显示器上以动画的形式展现出来，从而完成操作的模拟。作为优选，所述安装台上还设置有点火开关，从而还可以模拟点火发动设备的操作。作为优选，所述安装台采用柱状的仪表台，所述方向盘和换挡操作杆安装在该仪表台上，且该仪表台上还设有转向灯控制杆、系统切换按钮和灯光控制按钮，从而能模拟叉车转向灯、车头灯光以及软件系统切换的控制，使得学员获得更加真实的操作体验。作为优选，所述显示器采用单屏显示器、三屏显示器或环形屏幕显示器，从而提高使用者的视觉体验效果。作为优选，所述支撑连接装置为万向节。作为优选，所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。有益效果与现有技术相比，本实用新型具有以下优点具有非常真实的叉车操 作体验，尤其是能模拟使用者在驾驶时的晃动和颠簸感受，提高了模拟真实程度；并大大降低叉车和装载车操作培训的成本，且不受天气和场地等因素的影响，可以加快学员成长速度；该模拟操作系统可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试。
图I为实施例I的结构示意图；图2为图I的左视图；图3为实施例2的结构示意图；图4为图3的左视图；图5为图4中二自由度平台的左视图。其中，底座I、显示器2、座椅3、安装台4、方向盘5、离合/刹车/油门踏板6、换挡操作杆7、货叉升降操作杆8、货叉倾斜操作杆9、点火开关10、传感器11、系统切换按钮12、转向灯控制杆13、灯光控制按钮14、静平台20、动平台30、步进电机41、减速器42、第一连杆43、第二连杆44、连接头45支撑连接装置50。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进ー步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例I如图I 2所示，一种设有连杆机构实现的ニ自由度平台的叉车模拟操作系统，用于叉车操作培训时模拟练习之用，它包括由连杆机构实现的ニ自由度平台和安装在该平台上的叉车模拟操作平台，其中所述叉车模拟操作平台，包括底座I、显示器2、操作部件、座椅3和主机，该底座I由钢板焊接而成，其中操作部件包括方向盘5、离合/刹车/油门踏板6、换挡操作杆7、叉车操作杆和装载车操作杆等。底座I前端用铁板焊接有安装台4，在该安装台4上方通过支架将单屏显示器2安装其上方，在安装台4正对座椅3部位设置方向盘5，其左侧安装台4上设置换挡操作杆7，其右侧部分设置叉车操作杆，它包括货叉升降操作杆8和货叉倾斜操作杆9。在安装台上还可以引出用于对软件进行控制的。在底座I底部设置离合/刹车/油门踏板6，其中离合踏板设在方向盘左侧，而刹车和油门设在方向盘右侧；同时座椅3安装在底座I的后端，并将主机放置在座椅3下方。在操作部件的所有操作部件端部都设置传感器，通过该传感器将操作部件的动作转换成电信号，并经信号处理后传输到电脑主机上就可以得到使用者在操作时对应操作模拟画面，并在与主机连接的显示器2上显示。另外，在安装台4上还设置控制点火启动的点火开关10，从而可以模拟更加真实。而ニ自由度平台，包括静平 台20、用以支撑模拟操作系统用的动平台30、固定于静平台20上的ー对步进电机41、分别与步进电机41连接的一对减速器42、连接减速器42以及动平台30的连杆机构以及设置于动平台30及静平台20之间的支撑连接装置50。该支撑连接装置50为万向节，支撑连接装置50能够固定动平台30及静平台20在前后方向及左右方向的相对位置，但是可以使动平台30相对静平台20进行上下及左右的摆动。所述连杆机构包括第一连杆43及第ニ连杆44,所述第一连杆43的一端刚接于减速器的输出轴42上，第二连杆44的一端与第一连杆43铰接而另一端通过连接头45连接于动平台30上。所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。当在某些模拟场景中需要模拟驾驶座的倾斜或颠簸时，控制两步进电机41使第一连杆43转动并带动第二连杆44升降，并通过控制两个第二连杆44的升降高度或/和速度的不同而改变动平台30倾斜的角度或者倾斜角度变换的速度，从而能够使驾驶座模拟出特定环境下的倾斜或者颠簸，提高了场景模拟的真实度。而支撑连接装置50起到支撑动平台30的作用，并由于支撑连接装置50的各个自由度可调节性，当动平台30在模拟倾斜或颠簸时，支撑连接装置50可以在各个方向倾斜活动，不会对动平台30的模拟运动造成影响。另外将本模拟操作系统放置在集装箱内可以方便运输。实施例2如图3 4所示，本实施例与实施例I相比，将安装台改为与真机更加相近的仪表台，方向盘5安装在该仪表台上，而换挡操作杆7设在仪表台左侧；同时在仪表台的右侧还设有转向灯控制杆13，另外在仪表台控制面板上还设有用于对软件系统进行切换控制的系统切换按钮12，以及用于控制装载车灯光的灯光控制按钮14。如此这样，与真实装载车的操作更加接近，从而使得学员感受到逼真的驾驶感觉。
权利要求1.一种设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统，其特征在于包括由连杆机构实现的二自由度平台和安装在该平台上的叉车模拟操作平台，其中 所述二自由度平台，包括底座、显示器、操作部件、座椅和主机，所述底座前端设有安装台，并在该安装台上方设有显示器，所述座椅安装在底座后端；所述操作部件包括方向盘、离合/刹车/油门踏板、换挡操作杆、货叉升降操作杆和货叉倾斜操作杆，所述离合/刹车/油门踏板设置在底座，所述方向盘设在安装台上，而货叉升降操作杆和货叉倾斜操作杆设在方向盘的右侧，换挡操作杆设在方向盘左侧；所述主机通过数据线与显示器连接； 所述叉车模拟操作平台，包括静平台、用以支撑模拟操作系统用的动平台、固定于静平台上的一对步进电机、分别与步进电机连接的一对减速器、连接减速器以及动平台的连杆机构以及设置于动平台及静平台之间的支撑连接装置；所述连杆机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆的一端刚接于减速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于动平台上。
2.根据权利I所述设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统，其特征在于所述安装台上还设置有点火开关。
3.根据权利要求I所述设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统，其特征在于所述安装台采用柱状的仪表台，所述方向盘和换挡操作杆安装在该仪表台上，且该仪表台上还设有转向灯控制杆、系统切换按钮和灯光控制按钮。
4.根据权利要求I 3任一所述设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统，其特征在于所述显示器采用单屏显示器、三屏显示器或环形屏幕显示器。
5.根据权利I所述设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统，其特征在于所述支撑连接装置为万向节。
6.根据权利I所述设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统，其特征在于所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。
专利摘要本实用新型公开了一种设有连杆机构实现的二自由度平台的叉车模拟操作系统，包括由连杆机构实现的二自由度平台和安装在该平台上的叉车模拟操作平台。本实用新型具有非常真实的叉车操作体验，尤其是能模拟使用者在驾驶时的晃动和颠簸感受，提高了模拟真实程度；并大大降低叉车和装载车操作培训的成本，且不受天气和场地等因素的影响，可以加快学员成长速度；该模拟操作系统可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试。
文档编号G09B9/00GK202650294SQ201220175510
公开日2013年1月2日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者李宏 申请人:江苏宏昌工程机械有限公司