[发明专利]六自由度岸桥起重机模拟器

说明书

技术领域

本发明属于操作训练领域，特别涉及一种六自由度岸桥起重机模拟器。

背景技术

目前，教育培训领域正发生重大技术性变化，主要表现在传统教育培训资源向现代教育培训资源的转变。而仿真模拟技术在这单起着标志性的核心作用。在港口物流这一行业中，起重机是装卸货物的主要设备，也是容易出安全事故的设备。一般的起重机模拟器具有训练台(激振系统、驾驶室系统)、教员台(教练员系统、监视系统)和仿真模型(视觉系统、音响系统)3部分，是典型的半实物仿真训练器，要配置电控系统，整个教学模拟系统组成更复杂，仿真运动效果不够理想，虚拟环境也不够好，且价格高、故障多、可靠性低，缺乏推广价值。总体而言，现今的起重机培训模拟器存在诸多问题，如功能集成化低，仿真运动效果不够理想，视觉效果不够理想，沉浸性较低，动态模拟效果不够真实等缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种六自由度岸桥起重机模拟器，能够让训练者在高度仿真的模拟环境下进行起重机技能的高效训练。

本发明所采用的技术方案如下：

一种六自由度岸桥起重机模拟器：包括驾驶室操作系统、信号采集系统、PLC运动控制器逻辑控制系统、动力学数学模型、教员控制台系统和虚拟现实系统；

所述教员控制台系统为整个模拟器的控制者，各个部分的运作可由它通过发送命令数据来控制，同时它也是数据传输的中转站能够接收和传递数据；

所述信号采集系统用于采集驾驶室操作系统的操作数据；

所述PLC运动控制器逻辑控制系统根据操作数据模拟实际工作中的电气参数指标；

所述动力学数学模型根据操作数据模拟起重机的各种物理特性参数；

所述虚拟现实系统用于提供操作者虚拟现实环境；所述虚拟现实系统包括用于实现图像模拟的视景系统、声音模拟的音响系统和座椅振动模拟的座椅振动控制系统。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：

进一步，所述座椅振动控制系统采取六自由度全动平台仿真。

进一步，还包括指纹识别仪，用户通过所述指纹识别仪登录。

进一步，还包括摄像监控系统，摄像监控系统用于监控用户操作。

进一步，所述驾驶室操作系统内配有立体眼镜。

进一步，还包括教学投影仪，所述教学投影仪用于教学投影。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

1、本发明采取先进的系统集成，应用计算机虚拟技术，结合自动化测控技术、实时监控技术、数据通讯技术，实现了机—电一体化的系统集成，构建了国际先进水平的仿真操纵平台。

2、本发明的驾驶室操作系统与实际起重机驾驶室一样大小，包括座椅、联动台、门窗、走道等，具有与实际一样的操作驾驶环境，实现同样的功能，提供了完整真实的驾驶操作环境。

3、本发明的虚拟现实系统的视景系统能提供高度的视景沉浸感，虚拟现实系统的音响系统能提供真实的音响效果，虚拟现实系统的座椅振动控制系统能提供真实的驾驶室动态特性，在六自由度运动平台的支撑下，驾驶室操作系统的振幅、频率、方向等动态特性与对应的实际起重机一致；如此能高度模拟实际环境，能够感受到真实的操作过程，可以有效地和周围真实的环境进行互动，操作者会有身临其境的感觉。

4、本发明的所述教员控制台系统为整个模拟器的控制者，各个部分的运作可由它通过发送命令数据来控制，同时它也是数据传输的中转站能够接收和传递数据，整体结构清晰，数据传输流畅，便于教员管理，远程维护模拟器，对学员操作管理，如设置各类参数和考试科目，设置故障考核点，实时跟踪训练轨迹，记录训练全过程及结果考核，并能回放训练过程，可发现需改进动作训练及方法等。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的六自由度岸桥起重机模拟器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据权利要求书和下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例

一种六自由度岸桥起重机模拟器，如图1所示，包括驾驶室操作系统、信号采集系统、PLC运动控制器逻辑控制系统、动力学数学模型、教员控制台系统和虚拟现实系统；

所述教员控制台系统为整个模拟器的控制者，各个部分的运作可由它通过发送命令数据来控制，同时它也是数据传输的中转站能够接收和传递数据；