专利名称：全信息化理实结合汽车实训系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种全信息化理实结合汽车实训系统，属于信息化教学技术领域。
背景技术：
汽车专业，特别是汽车职业教育学院的汽车专业，在教学过程中更注重理实结合，使学生具备在熟悉汽车构造原理基础上，能够动手开展汽车维修工作。但是由于汽车的构造比较复杂，尤其是变速箱、发动机及点火系统等设备的内部构造更加复杂，如果教师仅凭语言或图片向学生讲授，会导致学生难以理解汽车的各种设备的内部构造及原理，并且学生也无法通过实际操作进一步熟练掌握汽车的各种设备的内部构造及原理。
发明内容·本实用新型为解决现有的汽车的各种设备的内部构造及原理的教学系统存在的难以理解汽车的各种设备的内部构造及原理，并且学生也无法通过实际操作进一步熟练掌握汽车的各种设备的内部构造及原理的问题，进而提供了一种全信息化理实结合汽车实训系统。为此，本实用新型提供了如下的技术方案全信息化理实结合汽车实训系统，包括触摸演示屏、平板电脑、系统服务器和汽车台架；所述触摸演示屏包括三维立体动态仿真模块，用于通过三维动态开发软件对所学设备的结构进行立体动态描述，所述立体动态描述包括通过所述触摸演示屏实现动态分解、动态集成、立体透视以及模拟实际操作的屏幕操作；二维平面动态描写模块，用于通过二维动态开发软件对所学设备的结构和原理进行平面动态描述，所述平面动态描述包括通过所述触摸演示屏实现平面动态分解、平面动态集成、平面原理演示以及模拟实际操作的屏幕操作；所述系统服务器包括实操训练动态传递模块，用于通过无线网络实现在所述触摸演示屏和所述平板电脑之间实时传输将汽车拆装维修的实际操作过程；工况信号检测模块，用于实时检测汽车运行工况参数并传输到所述触摸演示屏上显示;网络链接模块，用于建立所述系统服务器与所述平板电脑之间的局域网以及所述局域网与互联网的连接；教学信息数据库模块，用于通过数据库开发将培养目标、培养规格、课程设置、实践环节、教学计划、教学大纲、教材、作业及其安排、考核试卷及其评价以数据信息的形式存储，并根据操作命令对所述数据信息进行修改；网络链接动态刷新模块，用于通过互联网更新存储于教学信息数据库模块中的数据信息；所述汽车台架设置有反应课程内容的实际设备装备和教学设备，并根据所述触摸演示屏或所述平板电脑发送的控制命令进行相应的操作。本实 用新型提供的技术方案通过大屏-小板-台架组合、三维立体动态仿真、二维平面动态描写、实操训练动态传真、网络链接动态刷新、局域网世界网连接、教学信息数据库等软硬件电子信息技术将教学完整的集成一体，形成了一个易于二次开发且教学内容易于更新的全信息化理实结合教学系统，从而实现各种专业的全信息化教学。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型的具体实施方式
提供的全信息化理实结合汽车实训系统的结构示意图；图2是本实用新型的具体实施方式
提供的全信息化理实结合汽车实训系统的现场布置不意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本具体实施方式
提供的具体实施方式
提供了一种全信息化理实结合汽车实训系统，如图I所示，包括触摸演示屏I、平板电脑2、系统服务器3和汽车台架4 ；相应的触摸演示屏I包括三维立体动态仿真模块11，用于通过三维动态开发软件对所学设备的结构进行立体动态描述，所述立体动态描述包括通过三维建模技术建立目标模型，并通过虚拟现实技术建立仿真场景，通过把操作者置身于虚拟场景来对目标对象进行模拟操作；二维平面动态描写模块12，用于通过二维动态开发软件对所学设备的结构和原理进行平面动态描述，所述平面动态描述包括通过建立二维目标对象来展现工作原理、结构，并且把二维对象、三维对象与web页面相结合，形成一维文字描述、平面二维对象描写、三维立体对象的仿真混合；相应的系统服务器3包括实操训练动态传递模块31，用于通过无线网络实现在触摸演示屏I和平板电脑2之间实时传输将汽车拆装维修的实际操作过程；工况信号检测模块32，用于实时检测汽车运行工况参数并传输到所述触摸演示屏上显示;网络链接模块33，用于建立系统服务器3与平板电脑2之间的局域网以及相应的局域网与互联网的连接；教学信息数据库模块34，用于通过数据库开发将培养目标、培养规格、课程设置、实践环节、教学计划、教学大纲、教材、作业及其安排、考核试卷及其评价以数据信息的形式存储，并根据操作命令对相应的数据信息进行修改；网络链接动态刷新模块35，用于通过互联网更新存储于教学信息数据库模块34中的数据信息；相应的汽车台架4设置有反应课程内容的实际设备装备和教学设备，并根据触摸演示屏I或平板电脑2发送的控制命令进行相应的操作。具体的，在由触摸演示屏I、平板电脑2、系统服务器3和汽车台架4组成的全信息化理实结合教学系统中，将可替代黑(白)板的大触摸屏、方便携带的小平板电脑和实践教学所需的实验台架集成为一个全信息化教学硬件系统，从而实现有效的信息化教学出发，·该系统可以组合为大屏-小板子系统、大屏-汽车台架子系统、小板-汽车台架子系统。相应的三维立体动态仿真模块11可通过Direct3D或OpenGL等三维动态开发软件对所学设备的结构进行立体动态描述，包括动态分解、动态集成和立体透视，以及模拟实操的屏幕操作。本具体实施方式
可以根据用户需要，采用交互式三维虚拟软件制作的三维立体动态模拟教学课件，并且三维立体动态仿真课件也可由用户通过二次开发完成。例如视频呈现交互式发动机构造分解和组装的虚拟过程。首先，一台发动机由远及近地呈现在屏幕中央，随着文字说明和手工屏幕操作，发动机开始分解和组装等内容。二维平面动态描写模块12可通过FLASH、Flex等二维动态开发软件对所学设备的结构和原理进行平面动态描述，包括平面动态分解、平面动态集成、平面原理演示，以及模拟实操的屏幕操作。本具体实施方式
可以根据用户需要，采用交互式二维虚拟软件制作的二维立体动态模拟教学课件，并且二维立体动态模拟课件也可由用户通过二次开发完成。例如视频呈现交互式曲轴位置传感器工作原理的虚拟过程。首先，电磁感应式曲轴位置传感器由远及近地呈现在屏幕中央，随着文字说明和手工屏幕操作，曲轴位置传感器信号转子先慢后快地旋转，随着传感器探头接近和离开信号转子凸齿部分，传感器线圈中磁通发生变化，线圈中产生正弦波电压信号等内容。实操训练动态传递模块31通过视频或音频信号在无线网络中实现在触摸演示屏I和平板电脑2之间实时传输实际操作过程，实现课堂理论教学和现场实践教学理实结合的无缝链接。例如一台发动机台架(设备或场地不足)，教师做检修操作，如检测电源状况、润滑系统、冷却系统、进气系统传、排气系统等等，通过无线摄像装置将操作过程采集为图像信息并通过无线网络传递到多个理论课堂或实训课堂。工况信号检测模块32实时检测汽车运行工况参数并传输到所述触摸演示屏上显示，以供教师和学生实时观测。网络链接模块33建立系统服务器3与平板电脑2之间的局域网以及相应的局域网与互联网的连接，以实现远程教学。网络链接动态刷新模块35通过互联网更新存储于教学信息数据库模块32中的数据信息，以保证教学内容的实时性。教学信息数据库模块34能够将培养目标、培养规格、课程设置、实践环节、教学计划、教学大纲、教材、作业及其安排、考核试卷及其评价等信息全面信息化，使信息化教学发生了本质的变化。网络链接动态刷新模块35用于通过互联网更新存储于教学信息数据库模块34中的数据信息。通过无线射频波形的发射和接收，以及有线连接方式，实现本系统局域网与internet网的连接，从而实现网络链接和动态刷新。汽车台架4能够通过采集系统和无线网络传输技术，对实验/实训设备运行工况参数进行采集和分析并实时动态地传输到本地或异地课堂大触摸屏和小平板，实现在本地或异地的理论课堂或实验课堂对现场设备运行状态的观察，实现课堂教学与现场实践教学实时无滞后的理实结合。例如一台发动机在运行，技术人员做检测线路连接，以检测凸轮轴和曲轴位置传感器的输出信号。通过LABVIEW平台采集系统与无线网络传输接收技术，将发动机运行工况传输到多个理论课堂或实训课堂。另外，还需要配置反应课程科技的实训台架，包括实际设备和教学装备，实现实训教学。基于实际台架设备的实训教学是职业学院不可或缺的环节，因此本具体实施方式
在提供的强大的虚拟教学方法和手段中的“台架”，同时也是实训设备，是实训系统，是实训教室。在进行远程教学和实训的过程中，可通过无线网络流媒体技术，讲行远程教学和实训，包括远程发送和远程接收。如汽车4S店的维修过程可以实时地接收到课堂，成为课堂实训的案例。在北京的授课，可以发送到上海、广州等多个课堂，并且在一个学院内一个教室的授课，可以发送到多个教室(适用于学生人数较多的情形)；一台实训设备的实操训练和实时监测过程和信号，可以提供给多个教室课堂分享(适用于实训设备或场地不足的情况)。网络遥控汽车台架4通过无线网络传输和音频视频技术，可以实现对“台架”的操作，这一功能可以遥控现场设备开展实训教学。结合图像采集技术，可以遥控实物设备进入理论课堂，并在课堂开展实验教学和实训教学。二次开发平台。考虑用户独有的资源和教学系统需要不断更新，本具体实施方式
的特征之一是易于二次开发，用户在专业和课程上多年积累的教学资源，易于集成于本系统；同时二次开发功能，确保教学内容及时得到更新。将本具体实施方式
提供的全信息化理实结合教学系统用于发动机电子控制系统基本构成的教学时，具体的现场布置如图2所示，以电控点火系统为例说明二维平面动态描述(包括发动机的起动一喷油一点火一关机等过程)、三维立体动态模拟(曲轴位置传感器立体造型、构造分解与集成过程等三位手法用尽)、实操训练动态传真(拆装曲轴位置传感器摄像头采集)、工况信号实时观测(曲轴位置传感器信号检测)和互动(问答、作业、考试)。可适用于职业教育学院汽车专业、本科汽车专业和汽车制造商关于汽车构造、原理、维修和考核等所有环节和教学和培训。采用本具体实施方式
提供的技术方案，通过大屏-小板-台架组合、三维立体动态仿真、二维平面动态描写、实操训练动态传真、网络链接动态刷新、局域网世界网连接、教学信息数据库等软硬件电子信息技术将教学完整的集成一体，形成了一个易于二次开发且教学内容易于更新的全信息化理实结合教学系统，从而实现各种专业的全信息化教学。需要注意的是，上述系统的实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范 围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.全信息化理实结合汽车实训系统，其特征在于，包括触摸演示屏、平板电脑、系统服务器和汽车台架； 所述触摸演示屏包括 三维立体动态仿真模块，用于通过三维动态开发软件对所学设备的结构进行立体动态描述，所述立体动态描述包括通过所述触摸演示屏实现动态分解、动态集成、立体透视以及模拟实际操作的屏幕操作； 二维平面动态描写模块，用于通过二维动态开发软件对所学设备的结构和原理进行平面动态描述，所述平面动态描述包括通过所述触摸演示屏实现平面动态分解、平面动态集成、平面原理演示以及模拟实际操作的屏幕操作； 所述系统服务器包括 实操训练动态传递模块，用于通过无线网络实现在所述触摸演示屏和所述平板电脑之间实时传输将汽车拆装维修的实际操作过程； 工况信号检测模块，用于实时检测汽车运行工况参数并传输到所述触摸演示屏上显示； 网络链接模块，用于建立所述系统服务器与所述平板电脑之间的局域网以及所述局域网与互联网的连接； 教学信息数据库模块，用于通过数据库开发将培养目标、培养规格、课程设置、实践环节、教学计划、教学大纲、教材、作业及其安排、考核试卷及其评价以数据信息的形式存储，并根据操作命令对所述数据信息进行修改； 网络链接动态刷新模块，用于通过互联网更新存储于教学信息数据库模块中的数据信息； 所述汽车台架设置有反应课程内容的实际设备装备和教学设备，并根据所述触摸演示屏或所述平板电脑发送的控制命令进行相应的操作。
专利摘要本实用新型提供了一种全信息化理实结合教学系统，包括触摸演示屏、平板电脑、系统服务器和汽车台架；触摸演示屏用于对所学设备的结构进行立体动态描述或平面动态描述；系统服务器用于通过无线网络实现在触摸演示屏和平板电脑之间实时传输实际操作过程，建立系统服务器与平板电脑之间的局域网以及所述局域网与互联网的连接；通过数据库开发将教学内容以数据信息的形式存储，并根据操作命令对数据信息进行修改，通过互联网更新存储的数据信息；汽车台架设置有反应课程内容的实际设备装备和教学设备，并根据触摸演示屏或平板电脑发送的控制命令进行相应的操作。本实用新型提供了一种教学信息化平台，可以适用于任何学校和任何专业的全信息化教学。
文档编号G09B9/00GK202771664SQ20122046533
公开日2013年3月6日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者高嵩峰, 陈宝江, 冯欣欣, 陈宝辉, 王通业 申请人:北京广达汽车维修设备有限公司, 北京建筑工程学院