[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

说明书

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。

技术领域

本发明属于运载工具维修技术领域，特别涉及半实物仿真的轮毂螺栓预紧力控制训练系统。

背景技术

轮毂是飞机、车辆等运载工具行走部件的重要组成单元，在一些工况下，轮毂所受外部冲击力变化剧烈，轮毂螺栓螺母的拧紧精度直接关系到运载工具的运行安全性，轮毂螺栓螺母的预紧力过大或者过小对运载工具的运行都是极大的安全隐患，预紧力过小时，螺栓螺母容易产生松动，部件联接面之间的摩擦力减小，螺栓负荷增加，极端情况下会造成螺栓断裂和螺母脱落而发生事故，如果预紧力过大，易引起螺纹产生塑性变形进而可能导致螺栓的断裂，可能会导致螺母螺栓联接失效、疲劳磨损。因此，在轮毂安装过程中，准确的控制轮毂螺栓螺母的预紧力是非常重要的。

目前来说，在实践中广泛应用的控制轮毂螺栓螺母预紧力的方法是通过对拧紧力矩的直接控制的力矩法，力矩法能较方便的控制好轮毂螺栓螺母的预紧力，一般通过扭矩扳手显示的扭矩值来控制被连接件的预紧力，这种操作操作简单、直观，然而，在特定的环境和情形下，比如作战环境中、野外救灾以及需要快速更换运载工具轮毂等情形下，在没有能显示扭矩值的扭矩扳手或者更换环境不允许使用扭矩扳手的时候，经常出现轮毂螺栓螺母的预紧力设置过高或者过低的情况，给运载工具的运行带来极大的安全隐患。

综上所述，要达到可靠安装、更换运载工具轮毂的目的，就必须在平时的训练中对预紧力的控制手法进行练习，维修保障人员通过长时间的反复对预紧力控制手法的练习，让肌肉形成一种记忆，从而达到没有显示工具同样能达到预设预紧力的目的，这种技能在战场、野外救灾抢险的快速可靠修理时特别重要，因此迫切需要一种供维修人员练习的可视高效的轮毂螺栓螺母预紧力控制手法的设备和训练方法来改善当前的困境。

发明内容

本发明提供一种半实物仿真的轮毂螺栓预紧力控制训练系统，本发明将改变当前缺乏供维修保障人员练习的可视高效的轮毂螺栓螺母预紧力控制手法的设备和训练方法的困境，以半实物仿真的形式，运用计算机图形处理技术，结合运载工具轮毂更换工艺，提出了一种具有高科技含量、良好训练效果的轮毂螺栓预紧力控制训练系统。

本发明的技术方案是：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，电视机固定于支承支架立面，轮毂固定法兰盘与支承支架横梁端面刚性连接，通孔式测力传感器固定于轮毂固定法兰盘安装面反面的螺栓孔处，通孔式测力传感器的圆心与螺栓孔同心，通孔式测力传感器的信号输出接信号变送器信号输入口，信号变送器信号输出通过485转USB转接头接仿真计算机USB接口。

三维仿真软件包括虚拟三维场景、轮毂及其轮胎三维模型、轮毂螺栓螺母三维模型、图形驱动模块、显示模块、通讯模块和技能考核模块，轮毂三维模型根据轮毂螺栓的个数分为相应的颜色显示区域。