[发明专利]一种半实物仿真的轮毂螺栓预紧力控制训练系统

摘要

一种半实物仿真的轮毂螺栓预紧力控制训练系统，由仿真计算机系统、测力传感器单元、轮毂机构单元、显示电视机和支承支架组成，仿真计算机系统包括通用计算机软硬件平台和三维仿真软件，测力传感器单元由通孔式测力传感器和信号变送器组成，轮毂机构单元包括轮毂固定法兰盘、轮毂及其轮胎和轮毂螺栓螺母，本系统采用计算机图形图像技术和虚拟现实技术，以半实物半虚拟的方式来进行人员的操作技能训练，提高了训练的精度和速度，具有直观、高效、指标明确、针对性强等特点，适用于大批量的人员的技能培养，有助于提高人员的培训效率和质量。

主权项

1.一种半实物仿真的轮毂螺栓预紧力控制训练系统，其特征在于：由仿真计算机系统、测力传感器单元、轮毂机构单元、显示电视机和支承支架组成，所述显示电视机（2）固定于支承支架（1）立面，所述轮毂固定法兰盘（6）与支承支架（1）横梁端面刚性连接，所述通孔式测力传感器（5）固定于轮毂固定法兰盘（6）安装面反面的螺栓孔处，所述通孔式测力传感器（5）的圆心与螺栓孔同心，所述通孔式测力传感器（5）的信号输出接信号变送器（4）信号输入口，所述信号变送器（4）信号输出通过485转USB转接头接仿真计算机（3）USB接口；所述半实物仿真的轮毂螺栓预紧力控制训练系统工作流程如下：系统启动后，训练者按照轮毂安装工艺进行轮毂安装，轮毂螺栓（8）螺杆穿过位于轮毂固定法兰盘（6）安装面反面的通孔式测力传感器（5）的通孔，随着轮毂螺栓（8）的拧紧，螺栓头部或者螺母的压力传递给测力传感器（5），测力传感器（5）将该压力转换成电信号，信号变送器（4）将该电信号转变成数字量并通过485总线发送至仿真计算机（3），三维仿真软件通过其通讯模块获取到该压力值后，与预设值进行对比，根据对比结果，图形驱动模块将轮毂螺栓螺母三维模型（11）及该轮毂螺栓螺母两边的轮毂三维模型颜色显示区域（12）的颜色改变，如橙色代表当前值低于预设值，绿色代表当前值在预设值范围内，红色代表当前值高于预设值，以直观可视化的形式在显示电视机上显示出来，三维仿真软件在帧循环里进行压力值读取，并根据当前值对三维模型颜色变化的刷新，直至所有轮毂螺栓按要求安装完毕；训练者以一颗轮毂螺栓为训练对象，在计时显示区域（9）和当前值与设定值文字提示信息区域（10）的文字信息提示下，根据轮毂螺栓螺母三维模型（11）及该轮毂螺栓螺母两边的轮毂三维模型颜色显示区域（12）的颜色提示反复将其拧紧至预设值范围，在预设时间段内，达标次数多为佳，由此进行手感的培养和形成肌肉记忆；作为轮毂螺栓预紧力控制技能考核，在计时显示区域（9）和当前值与设定值文字提示信息区域（10）的文字信息提示下，训练者从安装第一颗轮毂螺栓开始计时，以最快的速度将所有轮毂螺栓安装并根据虚拟场景中轮毂螺栓螺母三维模型（11）及该轮毂螺栓螺母两边的轮毂三维模型颜色显示区域（12）的颜色提示将预紧力控制在预设值范围内，以时间短为佳。