[发明专利]一种基于虚拟现实的铆接训练装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实的铆接训练装置及方法，该装置包括铆卡、顶把和显示部件，铆卡上设置有第一数据采集设备，第一数据采集设备通过第一数据传输机构与显示部件相连接，顶把上设置有第二数据采集设备，第二数据采集设备通过第二数据传输机构与显示部件相连接，通过第一和第二数据采集设备分别采集铆接时冲击力的大小和作用时间，并通过显示部件模拟合成铆接的成形过程和结果，来训练铆枪开关的操纵量。本申请能充分发挥虚拟现实的优势，模拟真实铆接环境，铆卡和顶把由虚拟转化现实简单直接，同时在虚拟和现实情况下均能使用；节约铆钉和铝板，培训费用较低，培训效果好。

技术领域

本发明涉及航空铆接技能训练技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的铆接训练装置及方法。

背景技术

铆接的连接强度较稳定可靠，容易检查和排除故障，大型飞机上有上百万个铆钉，适用于较复杂的结构的连接。铆接中最常见的铆接方式是锤铆。锤铆是利用铆枪的活塞撞击铆卡，铆卡推动装有铆钉的工件振动，在铆钉的另一端由顶把顶住，使钉杆镦粗，形成镦头。锤铆有两种方法，分为正铆和反铆。正铆是用顶把顶住铆钉头，铆枪的锤击力直接打在钉杆上而形成镦头；反铆是铆枪在铆钉头那面锤击，用顶把顶住钉杆一端面而形成镦头。（铆接中铆钉的前后可参阅图4、图5）

铆接质量的好坏很大程度上取决于工人的操作水平，铆接容易产生各种缺陷，降低铆接强度。常见的缺陷有：构件表面打伤、孔径超差、铆钉孔错位、埋头窝过深、铆钉头未贴紧零件、镦头偏斜、夹层有间隙等，这些缺陷都与铆接过程有关。

由于铆接质量很大程度上取决于工人操作水平，如果铆接后出现了缺陷，又要采用钻头钻掉铆钉头，用冲子和顶把配合拆掉铆钉，此过程亦造成孔径超差；同时增加材料消耗，同时多次铆接会降低铆接强度，所以对工人的技能水平就要求比较高。操作工人达到熟练稳定的操作，通常都是通过大量的训练，才能达到操作要求。在企业培训新员工和职业技术类学校培训时，技能练习消耗铆钉、铝板材料多，加之航空用的铆钉和铝板对杂质含量控制较严，价格是民用的5倍以上，花费资金大，如果采用非航空用材料，又不能达到训练的目的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种基于虚拟现实的铆接训练装置，包括铆卡、顶把和显示部件，所述铆卡上设置有第一数据采集设备，所述第一数据采集设备通过第一数据传输机构与显示部件相连接，所述顶把上设置有第二数据采集设备，所述第二数据采集设备通过第二数据传输机构与显示部件相连接，通过第一数据采集设备和第二数据采集设备采集铆接时冲击力的大小和作用时间，并通过显示部件模拟铆接的成形过程和成形结果，来训练铆枪开关的操纵量。

具体的，所述第一数据采集设备包括第一加速度计和第一计时器，所述第一加速度计和第一计时器均设置于改装后的铆卡内，改装前后的铆卡质量相同，所述铆卡设置于铆枪上。

具体的，所述铆卡上设置有可拆卸插头A，所述插头A分别与第一加速度计和第一计时器相连接，去掉插头A后，铆卡可正常铆接。

具体的，所述第二数据采集设备包括第二加速度计和第二计时器，所述第二加速度计和第二计时器均设置于改装后的顶把上，改装前后的顶把质量相同。

具体的，所述顶把上设置有可拆卸插头B，所述插头B分别与第二加速度计和第二计时器相连接，去掉插头B后，顶把可正常铆接。

具体的，所述第一数据传输机构和第二数据传输机构均为软体导线，第一加速度计、第一计时器、第二加速度计和第二计时器均通过软体导线与显示部件相连接。

具体的，所述显示部件为便携式显示器，所述便携式显示器上设置有显示屏、电源、微处理器、存储器、显示控制器和铆钉型号选择按钮。

本发明另一方面提供了一种基于虚拟现实的铆接训练方法，该方法包括如下步骤：

S1：铆接作业时，通过第一加速度计和第二加速度计分别记录铆卡和顶把的振动数据，通过第一计时器和第二计时器分别记录铆卡和顶把的作用时间；