一种基于虚实结合技术的安全帽打击体感系统的制作方法

本实用新型涉及安全培训设备，尤其涉及一种基于虚实结合技术的安全帽打击体感系统。

背景技术：

虚拟现实技术(virtualreality，vr)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它可以利用计算机生成环境的模拟，实现多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中，从而达到更加深度的交互性。虚拟现实技术具有模拟危险安全性、实操体验便捷性、事故分析深刻性、时间空间灵活性等优点，并且该技术的沉浸感可以将安全生产中的事故虚拟和具体化。

安全帽是电力行业中广泛使用的个人安全用品，主要功能是防御人体头部受到外来物体的冲击和伤害。在工作中因职工安全知识不足、安全意识不高和安全习惯不佳，安全帽使用不当造成的人身伤害时有发生。研究安全帽事故的预防，对于维护职工职业安全、降低工伤事故率有重要意义。

针对安全帽的培训，一部分是使用事故反思会的方式进行，通过讲述、分析真实的事故案例，增强职工的安全意识，也有部分是使用体验设备，在安全的前提下，让职工体验物体打击，以此加强安全意识。总的来说，事故反思会的案例真实，但是缺乏体验感；体验设备的体验真实，但缺乏情景模拟，不能与真实的事故案例进行结合教学，与真实的工作环境有差距。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种基于虚实结合技术的安全帽打击体感系统，其能使得体验者更真实的感受到在佩戴安全帽时被打击的感受，能增加培训的真实性、趣味性，提高使用者参与培训的积极性，提高教学质量。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于虚实结合技术的安全帽打击体感系统，其包括虚拟现实交互系统，虚拟现实交互系统包括虚拟现实眼镜，其特征在于：还包括上球落球装置、安全帽、外壳和多个打击球，外壳内设有用于容纳体验者的容纳空间，安全帽用于佩戴在体验者的头顶，上球落球装置包括控制器、升降机构和落球机构，落球机构设在升降机构上，多个打击球置于落球机构中；升降机构可带动落球机构上升至体验者的上方，位于体验者上方的落球机构可将打击球放出并掉落至体验者头顶的安全帽上；控制器分别与升降机构、落球机构和虚拟现实交互系统电性连接。

落球机构的一种实施结构为：落球机构包括球道和电动闸门，球道为长条形，其用于放置打击球，球道设在升降机构上，升降机构的上端设有落球口，电动闸门设在落球口处，球道上升至升降机构的上方时将与落球口连通。

进一步的，落球机构还包括红外激光传感器，红外激光传感器设在落球口的后方，用于感应打击球。

升降机构的一种实施结构为：升降机构为竖向设置的链条传送机构。

虚拟现实交互系统的一种实施结构为：虚拟现实交互系统还包括计算机、云端服务器和vr控制单元，计算机与虚拟现实眼镜、云端服务器和vr控制单元通信，云端服务器用于储存用户信息数据。

进一步的，vr控制单元包括定位装置和手持式控制器，用于为用户体感操作空间定位和操作互动。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设置上球落球装置、安全帽、外壳和多个打击球，能让体验者在触觉和听觉上感受到被打击的感觉，体验者佩戴虚拟现实交互系统相结合的虚拟现实眼镜能带来视觉上的感觉，从而能实现将电力行业常见的事故以虚实结合的方式展现出来，实现在仿真事故场景内进行安全帽打击体验，使得体验者更真实的感受到在佩戴安全帽时被打击的感受，增加培训的真实性、趣味性，提高使用者参与培训的积极性，提高了教学质量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的上球落球装置的主视结构示意图；

图3是本实用新型的上球落球装置的侧视结构示意图。

图中附图标记含义：

1-显示灯；2-外壳；3-定位装置；4-上球落球装置；41-低压直流电机；42-球道；43-链条；44-落球口；5-打击球；6-安全帽；7-虚拟现实眼镜；8-手持式控制器；9-手动控制器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将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，所描述的实例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。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的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。

如图1所示的一种基于虚实结合技术的安全帽打击体感系统，其包括虚拟现实交互系统、上球落球装置4、安全帽6、外壳2和多个打击球5，图1中所示为其中一个打击球5正在下落的状态。

外壳2为立起的长方体的金属框，周边设有防护板。外壳内设有用于容纳体验者的容纳空间，安全帽6用于佩戴在体验者的头顶。

本实施例的上球落球装置包括控制器、升降机构和落球机构，落球机构设在升降机构上，多个打击球5置于落球机构中。升降机构可带动落球机构上升至体验者的上方，位于体验者上方的落球机构可将打击球放出并掉落至体验者头顶的安全帽6上。控制器分别与升降机构、落球机构和虚拟现实交互系统电性连接，控制器与虚拟现实交互系统的连接可通过蓝牙模块进行蓝牙通信，通过控制器可控制升降机构的升降和落球机构的落球动作。

如图2和图3所示，落球机构包括球道42、电动闸门和红外激光传感器，球道42为长条形，其用于放置打击球5，球道42设在升降机构上，由升降机构带动升降，升降机构的上端设有落球口44，电动闸门设在落球口44处，球道上升至升降机构的上方时将与落球口44连通，球道42向落球口44方向倾斜，电动闸门与控制器电性连接。放置在球道42中的打击球5将运动至落球口44处，红外激光传感器设在落球口44的后方，红外激光传感器用于感应打击球5，红外激光传感器与控制器电性连接。当红外激光传感器感应到有打击球5在落球口44的后方，并需要落球时，控制器控制电动闸门打开，打击球5将落下并撞击在安全帽6上。

本实施例的升降机构为竖向设置的链条传送机构，其设有低压直流电机41、链轮组和链条43，链条43竖向设置，通过链轮组进行安装，低压直流电机41用于带动链轮组转动，落球机构设在链条43上。

本实施例的虚拟现实交互系统包括虚拟现实眼镜7、计算机、云端服务器和vr控制单元，计算机与虚拟现实眼镜、云端服务器和vr控制单元通信，计算机用于连接和控制触电手环和虚拟现实交互系统。云端服务器用于储存用户信息数据。vr控制单元包括定位装置3和手持式控制器8，用于为用户体感操作空间定位和操作互动。虚拟现实眼镜7用于佩戴在体验者头上，用于接收并显示场景。

在虚拟现实交互系统内还设有虚拟现实仿真系统，虚拟现实仿真系统用于搭建电力事故模拟模块，用户根据信息完成电力事故模拟模块。

为了方便控制安全帽打击体感系统，本实施例设置了手动控制器9和无线控制器，手动控制器9设置在外壳的前面。本实施例在外壳的前面上部还设有用于显示电源通断等信息的显示灯1。

本实施例中，采用电力行业常见的电杆检修场景，结合高空坠物事故，让学员体验安全帽打击体感：

步骤s1：打开安全帽打击体感系统，使其能正常使用；

步骤s2：使用者穿戴好虚拟现实眼镜7、安全帽6，握好手持式控制器8，站在容纳空间内；

步骤s3：使用者进入模拟场景，该模拟场景为电杆检修场景，杆上有人员正在作业；

步骤s4：使用者根据指示进行操作，在模拟场景中移动至电杆下方的指定位置，杆上作业人员的工器具掉落，同时，落球机构启动，打击球5落下，并撞击在安全帽6上。使用者在模拟场景中看到头部被工器具砸到，同时在现实中也感受到头部被砸到，使用者从视觉、触觉、听觉、感觉多个维度体验物体打击。

当球道42中没有打击球5时，升降机构带动落球机构下降，使用者将多个打击球5放至球道42中，之后重新通过升降机构带动落球机构上升至上方。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都应落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。