[发明专利]一种交互式起重作业仿真安全培训教学系统

说明书

本发明公开了一种交互式起重作业仿真安全培训教学系统，具体涉及起重机械操作安全培训技术领域。该教学系统包括操作端、指挥端和教师端，所述操作端包括驾驶室操作单元、信号采集及逻辑控制单元、声响单元、座椅震动单元、三维立体视景单元、教学投影单元、网络通讯单元和计算机主控单元，所述座椅震动单元包括多自由度运动平台，多自由度运动平台对起重操作过程中由于错误或违章操作而产生的起重机事故或异常状态做出及时反馈与动作，计算机主控单元嵌有操作训练模块、理论考核模块和操作考核模块；所述指挥端包括视角切换模块和指挥信号模块；所述教师端包括学员管理模块、资料维护模块、实时跟踪模块、训练结果记录模块和成绩统计模块。

技术领域

本发明涉及起重机械操作安全培训技术领域，具体涉及一种交互式起重作业仿真安全培训教学系统。

背景技术

传统的起重作业安全培训多为课堂讲授方式，缺乏实践性。若利用实际的起重机械进行培训，成本高且培训过程的风险难以控制。

目前三维虚拟仿真技术在员工培训工作中的应用愈来愈广泛，现有技术中，专利号为201120543745.4的中国专利文献公开了一种门座式起重机操作教学仪，实现了高仿真，提高真实训练效果。专利号为200820230329.7的中国专利文献公开了一种用于起重模拟培训系统的多通道立体显示体统，利用多个投影仪及投影屏幕实现多通道显示，增强立体感。专利号为201710575508.8的中国文献专利公开了一种通用起重机械作业人员培训装备，通过将显示屏铰接，并由评估系统控制来同时满足桥/门和塔式起重机作业人员的培训需求。

但目前的仿真起重作业安全培训研究主要集中于学员的操作技能训练，而对于使学员在保证安全的前提下体验错误或违章操作可能造成的严重后果，从而提高学员安全意识的起重作业安全培训装置尚无研究。

现有装置无法实现教师与学员的同步交互，不便于教师对学员的操作进行指导，以及对违章原因的深入分析，达不到人机结合的良好培训效果。

现有起重作业仿真培训系统的培训项目固定，培训场景不能实时改变，使得培训内容一成不变，学员应对突发状况的能力得不到有效的训练。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种既能对学员进行操作技能训练，又能使学员在保证安全的前提下体验错误或违章操作可能造成的严重后果的种交互式起重作业仿真安全培训教学系统。

本发明具体采用如下技术方案：

一种交互式起重作业仿真安全培训教学系统，包括操作端、指挥端和教师端，所述操作端包括驾驶室操作单元、信号采集及逻辑控制单元、声响单元、座椅震动单元、三维立体视景单元、教学投影单元、网络通讯单元和计算机主控单元，所述座椅震动单元包括多自由度运动平台，多自由度运动平台对起重操作过程中由于错误或违章操作而产生的起重机事故或异常状态做出及时反馈与动作，计算机主控单元嵌有操作训练模块、理论考核模块和操作考核模块；所述指挥端包括视角切换模块和指挥信号模块；所述教师端包括学员管理模块、资料维护模块、实时跟踪模块、训练结果记录模块和成绩统计模块；

操作端的信号实时传递给指挥端和教师端；

指挥端从多个视角监测操作端的整个操作过程，并及时做出相应指挥信号实时传递给操作端和教师端；

教师端一是监测操作端和指挥端的整个操作过程并对错误点进行存储记录；二是学员在训练或考核过程中，随时改变场景设置的参数，培训学员正确处理作业突发情况的能力；三是通过资料维护模块编辑学员的学习和考核的项目内容和培训内容的实时更新，满足各种起重设备人员的培训；四是将学员考核成绩以图表形式进行展示。

优选地，所述驾驶室操作单元包括仿真驾驶室和数控模拟操作台，数控模拟操作台位于仿真驾驶室前方，数控模拟操作台上的各按钮的操作状态在三维立体视景单元中实时显示，并通过各按钮对应的传感器做出相应的起重操作，实时显示在三维立体视景单元。