一种通用型物流装备模拟训练装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种通用型物流装备模拟训练装置，包括传动座椅，头戴式3D显示器，头部运动追踪传感器，立体声耳机，手部动作捕捉传感器，脚踏压感开关，以及与传动座椅、头戴式3D显示器、头部运动追踪传感器、手部动作捕捉传感器电连接的计算机；传动座椅上设置有旋转电机和液压缸，供座椅颤动。计算机中存有多种物流装备操作的虚拟环境，同时还设置有接收所述各传感器信号，实时改变虚拟环境画面、驱动液压缸与旋转电机的处理器。本实用新型专利技术结构简单，方便移动组合，只需要针对不同的物流设备设计几种不同的虚拟环境，即可实现在本装置上进行虚拟现实训练，无需采购专门的训练装置，降低了培训成本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于物流装备的模拟操作
，具体讲是涉及一种基于头戴式3D显示器以及多种运动捕捉传感器建立的通用型物流装备的模拟训练装置。
技术介绍
物流人员进行诸如堆垛机、叉车、大型吊架、集装箱拖车等装卸搬运设备的操作，是具有危险性的特种工作，会直接影响到生命、财产的安全。因此我国与欧美发达国家都对这些特种装备的驾驶员培训进行了立法。但现有的培训方式一般是传统的师徒传授的方式，效率低下，在物流行业迅速发展的当今社会已经严重落后，培训成本也是非常高。因此虚拟现实模拟操作培训成为必然的选择，然而现有的虚拟现实模拟培训设备往往只能单独进行某一种机械装备的模拟，如需要进行不同装备的培训就需要采购不同的模拟设备，这也导致了培训成本大幅度提升。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种通用型物流装备模拟训练装置，该装置可结合计算机的控制，利用头戴式3D显示器以及多种运动捕捉传感器，创建可实时操作的虚拟环境界面，从而解决了现有技术中的操作设备只能进行单一类型装备的模拟培训问题。本技术所采取的技术方案是:一种通用型物流装备模拟训练装置，其特征在于:包括一传动座椅，一头戴式3D显不器,一头部运动追踪传感器,一立体声耳机，一脚踏压感开关，两手部动作捕捉传感器，以及与传动座椅、头戴式3D显示器、头部运动追踪传感器、手部动作捕捉传感器、脚踏压感开关电连接的计算机。传动座椅包括一支撑底座，在支撑底座上固定一旋转电机，旋转电机的旋转轴顶端固定连接一旋转底盘，在旋转底盘的上部固定有液压缸，液压缸上设置有电磁阀，每个液压缸的伸缩杆顶部分别连接一弹簧，各弹簧的上端均固定在座垫的底部，在旋转底盘的延伸臂上固定所述脚踏压感开关；旋转电机、液压缸上电磁阀、脚踏压感开关与计算机电连接；计算机中存有多种物流装备操作的虚拟环境，同时还设置有接收头部运动追踪传感器、手部动作捕捉传感器、脚踏压感开关信号，并根据信号实时改变虚拟环境画面反馈给头戴式3D显示器、根据信号和画面变化实时驱动所述液压缸电磁阀、旋转电机的处理器。进一步讲，所述头戴式3D显示器通过视频信号传输线缆与计算机相连。所述头部运动追踪传感器安装在头部正前方，与所述计算机通过蓝牙连接；所述头部运动追踪传感器包括陀螺仪、加速度传感器、角速度传感器。所述手部动作捕捉传感器与所述计算机通过蓝牙连接；所述手部动作捕捉传感器使用3D捕捉摄像装置，主要由处理器、红外LED以及一组不同波长的摄像头组成。所述手部动作捕捉传感器选择戴在左、右手上，或安装在左、右两支架上其中的之一方式。所述液压缸电磁阀、旋转电机、脚踏压感开关通过导线输接在自己的控制器上，各控制器上有输入输出接口，输入输出接口与所述计算机通过线缆连通。所述脚踏压感开关设置为三档压力。所述液压缸设置有3个，布置在座椅下前面一个，左、右各一个；或设置有4个，布置在座椅下前面两个，后面两个。本技术的有益效果是:1、本技术通过设置系列的头部、手部、脚部运动传感器与计算机相连，同时通过在计算机中预存针对不同的物流设备开发的模拟训练软件，从而营造不同的虚拟环境通过3D显示器显示出来，结合传感器的动态感应，使操作者能以第一视角观察并操控虚拟环境中的设备；并且根据传感器的动态感应和虚拟环境的变化，使计算机驱动座椅颤动，从而模拟出人的真实驾驶感受，能够将虚拟与现实联系起来。2、该装置结构简单，小型化，方便移动组合，只需要针对不同的物流设备设计几种不同的虚拟环境，即可实现在本装置上进行虚拟现实训练，无需采购专门的训练装置，降低了培训成本。3、头戴式3D显示器能够更好的让操作者沉浸在虚拟训练环境中，加强训练效果。附图说明图1是本技术正视图。图2是本技术侧视图。图3是本技术应用实例示意图。图中，1-头戴式3D显示器，2-头部运动追踪传感器，3-立体声耳机，4_手部动作捕捉传感器，5-手部动作捕捉传感器支架，6-计算机，7-座垫，8-液压缸，9-旋转电机，10-旋转底盘，11-脚踏压感开关，12-支撑底，13-输入输出接口，14-弹簧，15-传动座椅。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。从结构构成上讲，本技术设置了一传动座椅15，一头戴式3D显示器1，一结合在头戴式3D显示器上的头部运动追踪传感器2，一耳机3，一脚踏压感开关11，两手部动作捕捉传感器4，以及与头戴式3D显示器1、头部运动追踪传感器2、手部动作捕捉传感器4、传动座椅15、脚踏压感开关11配套使用的计算机6。其中耳机3只是接收音效，营造立体声环境，没有其他作用。首先详细介绍一下传动座椅15,它包括一传动座椅支撑底座12,固定在地面上；在支撑底座上固定一旋转电机9，旋转电机9的旋转轴顶端固定连接一旋转底盘10。在旋转底盘10的顶部固定3个或4个液压缸8，3个液压缸的布置是前面一个，左、右各一个；4个液压缸的布置是前后各2个。每个液压缸8上带有电磁阀与计算机6相连；每个液压缸的伸缩杆顶部分别安装一弹簧14，各弹簧14的上端共同固定在座垫7的底部。在旋转底盘10的延伸臂上，固定一脚踏压感开关11。液压缸8的电磁阀、旋转电机9以及脚踏压感开关11各自通过导线输接在自己的控制器上，各控制器上有输入输出接口 13，输入输出接口 13与计算机6通过线缆能够接通。脚踏压感开关11分为三档压力，模拟加速、减速状态，当操作者脚踩脚踏压感开关11时可以传送给计算机6 —压力信号，从而相应驱动虚拟环境中的设备加速或减速。计算机6接收各路传感器发来的信号后，综合控制液压缸8和旋转电机9，向它们发送控制信号，液压缸伸缩杆进行伸缩运动，通过伸缩杆不同的伸缩长度以及频率，带动弹簧，营造出座椅前、后、左、右各方向倾斜运动以及震动的效果。旋转电机9可使旋转底盘10绕转轴左、右各180度旋转，旋转底盘10进而带动座椅7也旋转，营造出座椅左右旋转的效果O接下来在介绍头戴式3D显示器1、头部运动追踪传感器2、手部动作捕捉传感器4各部分结构和功能之前，先介绍一个概念:虚拟环境。所谓虚拟环境是根据实际物流设备的操作在计算机中通过程序编辑并预存的一种模拟环境和设备，一台计算机中可以预存多种物流设备的虚拟环境，它包括虚拟物流设备操作舱，以及其中的仪表盘、按钮、操作杆、方向盘等，也包括操作舱之外物流设备所处工作环境，例如港口堆场、仓库等，还包括在操作舱中的虚拟手。操作者可以以第一人视角观察此虚拟环境，有身临其境的感觉，并可以同步操纵虚拟手对虚拟环境中的物流设备进行控制，完成物流设备的工作任务，意思就是只要在实际中晃动手，利用手部传感器2就可以在虚拟环境中使虚拟手到达目的位置。计算机6中除了预置有多种物流设备的虚拟环境外，同时还设置有接收头部运动追踪传感器2、手部动作捕捉传感器4、脚踏压感开关11信号，并根据信号实时改变虚拟环境画面反馈给头戴式3D显示器，根据信号和画面实时驱动液压缸电磁阀、旋转电机的处理器。头戴式3D显示器I就是通过视频信号传输线缆与计算机6相连，接收计算机6输出的某一种虚拟环境的3D视频信号，然后直接在操作者眼前投影显示出这一 3D的虚拟环境。头戴式3D显示器1，目前可选用Oculus Rift公司的Oculus Rift或索尼公司的HMZ-Tl这两种型号。头部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用型物流装备模拟训练装置，其特征在于：包括一传动座椅，一头戴式3D显示器，一头部运动追踪传感器，一立体声耳机，一脚踏压感开关，两手部动作捕捉传感器，以及与传动座椅、头戴式3D显示器、头部运动追踪传感器、手部动作捕捉传感器、脚踏压感开关电连接的计算机；所述传动座椅包括一支撑底座，在支撑底座上固定一旋转电机，旋转电机的旋转轴顶端固定连接一旋转底盘，在旋转底盘的上部固定有液压缸，液压缸上设置有电磁阀，每个液压缸的伸缩杆顶部分别连接一弹簧，各弹簧的上端均固定在座垫的底部，在旋转底盘的延伸臂上固定所述脚踏压感开关；所述旋转电机、液压缸上电磁阀、脚踏压感开关与所述计算机电连接；所述计算机中存有多种物流装备操作的虚拟环境，同时计算机内还设置有接收所述头部运动追踪传感器、手部动作捕捉传感器、脚踏压感开关信号，并根据信号实时改变虚拟环境画面反馈给头戴式3D显示器、根据信号和画面变化实时驱动所述液压缸电磁阀、旋转电机的处理器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周校平，
申请(专利权)人：周校平，
类型：实用新型
国别省市：