[发明专利]一种机械装备虚拟实训系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械装备教学培训的技术领域，尤其涉及一种虚拟的机械装备培训系统及方法。

背景技术

现有的机械装备实训通过让学员在特定的教室里进行实训，但是这样的培训方式较为单一，教室内的设备更新换代较慢，难以适应社会的发展，且实训基地建设成本较高，以职业院校为例，其平均建设成本在5000万元，运营成本也高达150万元/年。同时，实训环节存在一定的安全隐患，即便指导教师对设备做了安全防护，并做出正确操作引导，在实际训练过程中，仍然难以避免事故的发生，一旦出现险情，后果非常严重。

发明内容

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供一种机械装备虚拟实训系统及方法，以解决传统实训教学困境、投入成本高，待培训人员的实训积极性不高的缺点。

为实现上述目的，本发明提供一种机械装备虚拟实训系统，以对待培训人员进行机械装备的维修、操作及组装进行培训，所述实训系统包括

虚拟编辑模块，用以建立虚拟场景内容；

I/O输入模块，包括VR显示装置、数据手套、声音采集装置以及动作捕捉装置，待培训人员通过所述VR显示装置能够观看到所述虚拟编辑模块建立的内容，并能通过所述VR显示装置反馈待培训人员的头部的运动；所述数据手套能够反馈待培训人员对虚拟机械设备的作用力；所述声音采集装置能够反馈待培训人员的提问及口头做答；所述动作捕捉装置能够捕捉到待培训人员的动作数据；

识别处理模块，用以采集待培训人员通过所述I/O输入模块反馈的数据信息，经分析处理后得出成绩结论；

操作管理模块，建立针对待培训人员的操作数据库，该数据库内容包括所述虚拟编辑模块建立的场景内容、待培训人员的反馈数据以及所述识别处理模块分析得出的成绩结论。

作为本发明的进一步改进，所述识别处理模块包括互动模块，所述机械装备虚拟实训系统还包括与所述互动模块远程互动的远程处理器模块，导师通过所述远程处理器模块与所述互动模块指导待培训人员。

作为本发明的进一步改进，所述机械装备虚拟实训系统还包括外显设备，导师可通过所述外显设备实时观看待培训人员的操作。

作为本发明的进一步改进，所述I/O输入模块包括VR显示装置、数据手套、身体姿态识别器以及控制器，所述VR显示装置、数据手套以及身体姿态识别器内设有陀螺仪。

作为本发明的进一步改进，所述数据手套上间隔设置有若干压力传感器，若干压力传感器包括设置在每个手指部的第一传感器组以及设置在手掌部的第二传感器组，所述第一传感器组与第二传感器组并联连接。

作为本发明的进一步改进，所述虚拟编辑模块编辑的虚拟内容包括三维模型、训练环境、机械设备以及声音图像。

作为本发明的进一步改进，所述虚拟编辑模块、识别处理模块、操作管理模块集成在一系统主机内，所述系统主机上设有API、SDK接口与外界通信。

本发明还提供一种机械装备虚拟实训方法，用以拆装、操作所述机械设备，所述实训方法包括以下步骤：

预先建立虚拟内容，包括三维模型、训练环境、机械设备以及声音图像；

提供一I/O输入模块，待培训人员通过所述I/O输入模块与上述虚拟内容交互，该交互内容包括装前知识学习、装配视频学习、预装检测以及自由装配，并反馈待培训人员的操作数据；

对待培训人员进行实时指导，包括通过视频、语音的方式，以纠正待培训人员的错误动作；

对待培训人员反馈的操作数据进行分析处理，得出成绩结论。

作为本发明的进一步改进，所述的所述I/O输入模块包括VR显示装置、数据手套、身体姿态识别器以及控制器，所述VR显示装置、数据手套以及身体姿态识别器内设有陀螺仪。

作为本发明的进一步改进，所述数据手套上间隔设置有若干压力传感器，若干压力传感器包括设置在每个手指部的第一传感器组以及设置在手掌部的第二传感器组，所述第一传感器组与第二传感器组并联连接。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明机械装备虚拟实训系统利用VR虚拟技术，构建机械设备实训场景，以对待培训人员进行实践操作，节省实训成本，针对操作的机械设备场景可以更新换代，能够让待培训人员快速掌握新设备的维修、操作和组装，以使经实训过的待培训人员与社会无缝对接。

附图说明