[发明专利]盾构机培训系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种培训系统，特别地，涉及一种盾构机教学用的培训系统。

背景技术

盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，而且要按照不同的地质进行量体裁衣式的设计制造，因此，几乎每台定制的盾构机都需要进行专门的培训。盾构机操作涉及机械、建筑、电气等行业，而且内容多、枯燥，不易掌握。

目前盾构机的培训方式存在以下不足：

1)受制于固定的安排，一旦培训计划确定后，要涉及相当多地准备条件，当某些受训对象有重要事务无法到课时，机会损失就难以弥补；

2)费用高，需要满足师资、设备等方面的条件及费用，且需要学员付出大量的时间成本；

3)效果不理想，培训地点和施工现场有很大的差别，施工现场的实际问题非常复杂，即使通过培训，学员也不一定能感受到实际施工过程中的问题，另外，传统培训只靠一本使用手册进行，而看不到具体的操作和盾构机动作之间的关联，缺乏切实的感受，难以达到培训的既定目标.

发明内容

本发明的主要目的是利用一种虚拟的盾构机培训系统，根据所要培训的内容进行相应的虚拟处理，如对时空、内容、设备、角色等进行虚拟，创造一个人性化的学习环境，使受训员工能够在亲切、自然而且安全的虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。

本发明的盾构机培训系统以实际场景的三维建模为基础，包括，一系统管理模块，包括实现整个培训系统的管理，运行模式的切换；一盾构机操作模块，包括对盾构机进行各种操作的按钮开关；一盾构机执行模块，为虚拟盾构机，接受上述盾构机操作模块的操作命令，作出相应的执行动作；一检测模块，伴随上述盾构机执行模块中虚拟盾构机的动作作同步检测，完成相关参数值的监测并即时显示，如有故障，则显示相应的故障信号。

其中所述的系统管理模块和盾构机操作模块通过一第一显示器切换显示，通过一输入控制装置输入命令，盾构机执行模块和检测模块通过一第二显示器显示，其它辅助硬件系统包括服务器，客户端，音箱。

较优地，所述的系统管理模块可进入三种模式，包括自动演示模式，交互操作模式或考试模式，并可根据用户需求对培训系统进行扩展。

较优地，所述交互操作模式包括作业前检查，盾构推进状态下操作，盾构拼装下操作，盾构辅助系统操作，气闸系统操作互动场景。

较优地，所述第二显示器上显示的虚拟盾构机的各个工作子系统、各个部件都可进行全屏或多窗口的动态三维实时模拟，显示虚拟盾构机系统的平面图或三维立体图，可直观显示虚拟盾构机的内部动作。

较优地，所述的显示器可为触摸屏。

较优地，本发明的盾构机培训系统可根据学员的需求进行远程培训。

较优地，所述显示器的分辨率为1600*900。

较优地，该培训系统包括结构原理、盾构操作、日常维护、安全运行等培训内容。

该盾构机培训系统的另一实施例可使盾构机操作模块通过实际面板操作，系统管理模块的操作界面与盾构机执行模块在一个显示器上进行显示并操作。

本发明的有益效果是：把枯燥的培训，编制成若干类似游戏的任务，提高了培训的趣味性，增强学员的学习兴趣，提高了培训的效率。使培训的时间和地点更为灵活，避免了实际培训过程中的误操作，提高了培训过程的安全性。

附图说明

图1是本发明盾构机培训系统的模块示意图。

图2是本发明盾构机培训系统一较优实施例的示意图。

具体实施方式

本发明的盾构机培训系统是模拟真实的盾构机应用场景，通过软硬件的结合，让学员在虚拟的盾构机应用场景下进行培训学习。

该培训系统的运行首先是在一定的场景基础上实现的，因此首先要完成该培训系统的三维建模，盾构机不但应用于隧道的挖掘，而且应用于城市地铁的建设。因此为了描述现实，其场景除了虚拟样机本身和与其互相作用的土层，还包括楼房、树木等，总体模型数量超过1万个。盾构机虚拟工作场景的建模主要包括三维视觉建模和三维听觉建模，视觉建模主要包括几何建模和运动建模，听觉建模把交互的声音相应增加到用户和对象中去。场景中的三维模型包括静态实体模型和动态实体模型。可以直接利用虚拟建模软件VRML定义虚拟场景中的对象，包括三维模型、纹理、材质、色彩，以及对象几何体的评议、旋转、缩放等。对象的几何模型主要是利用3D建模技术建立，然后转换到VRML中完成其余的工作。对于动态的物体，通过VRML结合高级语言实现其动作。完成建模后，才可进行该盾构机培训系统的构建。

以下参照附图详细描述本发明的技术方案。