專利名稱：設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工程機械模擬培訓(xùn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及汽車吊的操作培訓(xùn)模擬設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟突飛猛進，國家基礎(chǔ)建設(shè)蓬勃發(fā)展，帶動著國內(nèi)工程機械的發(fā)展。工程起重機行業(yè)也同其它工程機械一樣發(fā)展迅速，因而帶動了對起重機駕駛員的需求。目前對駕駛學(xué)員的培訓(xùn)通常是在前期理論課結(jié)束后，就進行實際上機操作訓(xùn)練，學(xué)習(xí)駕駛操作技能、技巧。但起重機的各種操作技能、技巧是通過長時間實際上機訓(xùn)練才可以熟練掌握的。這種訓(xùn)練方式存在著很多問題，例如成本很高、耗材大、培訓(xùn)場地收限制以及受天氣等因素影響，在訓(xùn)練過程中受到時間、條件的限制，不利于學(xué)員快速成長?，F(xiàn)有的模擬操作系 統(tǒng)，使用者坐在座椅上通過教學(xué)儀上的操作桿、踏板、操作按鈕等進行模擬操作；而教學(xué)儀上設(shè)置的顯示器顯示模擬的畫面對使用者的操作進行反饋，但是該種反饋僅僅對使用者形成視覺上的反饋，而無法模擬出在具體的操作環(huán)境下駕駛座椅的顛簸或者傾斜的反饋，對模擬出的情景受到了限制。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本實用新型提供了一種用于模擬汽車吊真車上機操作的設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，包括由連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺和安裝在該二自由度平臺上的汽車吊模擬操作平臺，其中所述汽車吊模擬操作平臺，包括底座、顯示器、操作部件、座椅和主機，所述底座前端設(shè)有安裝臺、并在該安裝臺上方設(shè)有顯示器，所述座椅安裝在底座后端；所述操作部件包括方向盤、支撐腳控制桿、臂鉤收放操作柄和大臂回轉(zhuǎn)操作柄，其中所述方向盤和支撐腳控制桿都安裝在底座的安裝臺上，所述臂鉤收放操作柄和大臂回轉(zhuǎn)操作柄設(shè)在座椅兩側(cè)，所述主機通過數(shù)據(jù)線與顯示器連接；所述二自由度平臺，包括靜平臺、用以支撐模擬操作平臺用的動平臺、固定于靜平臺上的一對步進電機、分別與步進電機連接的一對減速器、連接減速器以及動平臺的連桿機構(gòu)以及設(shè)置于動平臺及靜平臺之間的支撐連接裝置；所述連桿機構(gòu)包括第一連桿及第二連桿，所述第一連桿的一端剛接于減速器的輸出軸上，第二連桿的一端與第一連桿鉸接而另一端通過連接頭連接于動平臺上。作為優(yōu)選，所述支撐腳控制桿包括左前支撐腳操作桿、右前支撐腳操作桿、左后支撐腳操作桿、右后支撐腳操作桿、前方支撐腳操作桿和液壓閥汽車吊。作為優(yōu)選，所述底座上還設(shè)置有模擬離合踏板、模擬剎車踏板和模擬油門踏板，同時在座椅旁還設(shè)有檔位操作桿，同時在方向盤左前方還設(shè)有軟件控制按鈕面板。作為優(yōu)選，所述安裝臺采用柱狀的儀表臺，方向盤安裝在該儀表臺上，并在該儀表臺左側(cè)還設(shè)有換擋操作桿和轉(zhuǎn)向燈控制桿汽車吊。作為優(yōu)選，所述顯示器為單屏顯示器、三屏顯示器或環(huán)形屏幕顯示器，從而可以更加逼真的模擬真機現(xiàn)場真實操作。作為優(yōu)選，所述支撐連接裝置為萬向節(jié)。作為優(yōu)選，所述連接頭為球鉸、或關(guān)節(jié)軸承、或萬向節(jié)。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點具有非常真實的汽車吊操作體驗，尤其是能模擬使用者在駕駛時的晃動和顛簸感受，提高了模擬真實程度；大大降低汽車吊操作培訓(xùn)的成本，并且不受天氣和場地等因素的影響，可以加快學(xué)員成長速度，并可廣泛用于游戲、展示、實驗、教學(xué)以及技能鑒定考試。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的左視圖；圖3為采用儀表臺時本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的左視圖；圖5為圖4中二自由度平臺的左視圖。其中，底座I、顯示器2、座椅3、安裝臺4、方向盤5、臂鉤收放操作柄6.大臂回轉(zhuǎn)操作柄7、左前支撐腳操作桿8、右前支撐腳操作桿9、左后支撐腳操作桿10、右后支撐腳操作桿11、前方支撐腳操作桿12、液壓閥13、模擬離合踏板14、模擬剎車踏板15、模擬油門踏板16、檔位操作桿17、軟件控制按鈕面板18、換擋操作桿19、轉(zhuǎn)向燈控制桿21、靜平臺20、動平臺30、步進電機41、減速器42、第一連桿43、第二連桿44、連接頭45支撐連接裝置50。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。實施例I如圖I 2所示，一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，用于汽車吊操作培訓(xùn)時模擬練習(xí)之用，它包括由連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺和安裝在該二自由度平臺上的汽車吊模擬操作平臺，其中所述汽車吊模擬操作平臺，包括底座I、環(huán)形屏幕顯示器2、操作部件、座椅3和主機，該底座I由鋼板焊接而成，其中操作部件包括方向盤5、支撐腳控制桿、臂鉤收放操作柄6和大臂回轉(zhuǎn)操作柄7，以及各種踏板控制器等。底座I前端設(shè)有安裝臺4，在該安裝臺4上方通過支架將顯示器2安裝其上，該顯示器2可以采用環(huán)形顯示器；在安裝臺4的右側(cè)部分設(shè)置有支撐腳操作桿，它包括左前支撐腳操作桿8、右前支撐腳操作桿9、左后支撐腳操作桿10、右后支撐腳操作桿11、前方支撐腳操作桿12和液壓閥13。在底座I底部設(shè)置的踏板控制器包括模擬離合踏板14、模擬剎車踏板15和模擬油門踏板16，以及在座椅3旁設(shè)置檔位操作桿17，從而使學(xué)員可以模擬汽車吊的行駛。另外，我們還可以將安裝臺做成與真機相似的柱狀儀表臺，而方向盤就安裝在其上，并且在方向盤左側(cè)裝上換擋操作桿19，右側(cè)則安裝轉(zhuǎn)向燈控制桿21。在底座I的后端安放有座椅3，其中臂鉤收放操作柄6設(shè)在座椅3右偵牝大臂回轉(zhuǎn)操作柄7設(shè)在座椅3的左側(cè)。另外，主機放置在座椅3下方。所述操作部件所有的操作部件通過傳感器與主機連接，而主機通過數(shù)據(jù)線與顯示器2連接，從而使得可以將各操作部件對應(yīng)的操作動作傳到 主機，而主機可以通過軟件將動作以動畫游戲等方式在顯不器2上輸出。而二自由度平臺，包括靜平臺20、用以支撐模擬操作平臺用的動平臺30、固定于靜平臺20上的一對步進電機41、分別與步進電機41連接的一對減速器42、連接減速器42以及動平臺30的連桿機構(gòu)以及設(shè)置于動平臺30及靜平臺20之間的支撐連接裝置50。該支撐連接裝置50為萬向節(jié)，支撐連接裝置50能夠固定動平臺30及靜平臺20在前后方向及左右方向的相對位置，但是可以使動平臺30相對靜平臺20進行上下及左右的擺動。所述連桿機構(gòu)包括第一連桿43及第二連桿44,所述第一連桿43的一端剛接于減速器的輸出軸42上，第二連桿44的一端與第一連桿43鉸接而另一端通過連接頭45連接于動平臺30上。所述連接頭為球鉸、或關(guān)節(jié)軸承、或萬向節(jié)。當(dāng)在某些模擬場景中需要模擬駕駛座的傾斜或顛簸時，控制兩步進電機41使第一連桿43轉(zhuǎn)動并帶動第二連桿44升降，并通過控制兩個第二連桿44的升降高度或/和速度的不同而改變動平臺30傾斜的角度或者傾斜角度變換的速度，從而能夠使駕駛座模擬出特定環(huán)境下的傾斜或者顛簸，提高了場景模擬的真實度。而支撐連接裝置50起到支撐動平臺30的作用，并由于支撐連接裝置50的各個自由度可調(diào)節(jié)性，當(dāng)動平臺30在模擬傾斜或顛簸時，支撐連接裝置50可以在各個方向傾斜活動，不會對動平臺30的模擬運動造成影響。另外，整個模擬操作系統(tǒng)可位于集裝箱中，從而便于運輸。實施例2如圖3 4所示，本實施例與實施例I相比，將安裝臺改為與真機更加相近的儀表臺，方向盤5安裝在該儀表臺上，而換擋操作桿17設(shè)在儀表臺左側(cè)；同時在儀表臺的右側(cè)還設(shè)有轉(zhuǎn)向燈控制桿21。由于與模擬操作系統(tǒng)相配合使用的軟件游戲需要控制切換，因此在前方安裝有軟件控制按鈕面板18。如此這樣，與真實裝載車的操作更加接近，從而使得學(xué)員感受到逼真的駕駛感覺。
權(quán)利要求1.一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于包括由連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺和安裝在該二自由度平臺上的汽車吊模擬操作平臺，其中 所述汽車吊模擬操作平臺，包括底座、顯示器、操作部件、座椅和主機，所述底座前端設(shè)有安裝臺、并在該安裝臺上方設(shè)有顯示器，所述座椅安裝在底座后端；所述操作部件包括方向盤、支撐腳控制桿、臂鉤收放操作柄和大臂回轉(zhuǎn)操作柄，其中所述方向盤和支撐腳控制桿都安裝在底座的安裝臺上，所述臂鉤收放操作柄和大臂回轉(zhuǎn)操作柄設(shè)在座椅兩側(cè)，所述主機通過數(shù)據(jù)線與顯示器連接； 所述二自由度平臺，包括靜平臺、用以支撐模擬操作平臺用的動平臺、固定于靜平臺上的一對步進電機、分別與步進電機連接的一對減速器、連接減速器以及動平臺的連桿機構(gòu)以及設(shè)置于動平臺及靜平臺之間的支撐連接裝置；所述連桿機構(gòu)包括第一連桿及第二連桿，所述第一連桿的一端剛接于減速器的輸出軸上，第二連桿的一端與第一連桿鉸接而另一端通過連接頭連接于動平臺上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述支撐腳控制桿包括左前支撐腳操作桿、右前支撐腳操作桿、左后支撐腳操作桿、右后支撐腳操作桿、前方支撐腳操作桿和液壓閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述底座上還設(shè)置有模擬離合踏板、模擬剎車踏板(15)和模擬油門踏板，同時在座椅旁還設(shè)有檔位操作桿，同時在方向盤左前方還設(shè)有軟件控制按鈕面板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述安裝臺采用柱狀的儀表臺，方向盤安裝在該儀表臺上，并在該儀表臺左側(cè)還設(shè)有換擋操作桿和轉(zhuǎn)向燈控制桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述顯示器為單屏顯示器、三屏顯示器或環(huán)形屏幕顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述支撐連接裝置為萬向節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，其特征在于所述連接頭為球鉸、或關(guān)節(jié)軸承、或萬向節(jié)。
專利摘要本實用新型公開了一種設(shè)有連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺的汽車吊模擬操作系統(tǒng)，包括由連桿機構(gòu)實現(xiàn)的二自由度平臺和安裝在該二自由度平臺上的汽車吊模擬操作平臺。本實用新型具有非常真實的汽車吊操作體驗，尤其是能模擬使用者在駕駛時的晃動和顛簸感受，提高了模擬真實程度；大大降低汽車吊操作培訓(xùn)的成本，并且不受天氣和場地等因素的影響，可以加快學(xué)員成長速度，并可廣泛用于游戲、展示、實驗、教學(xué)以及技能鑒定考試。
文檔編號G09B9/00GK202771662SQ201220175529
公開日2013年3月6日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者李宏 申請人:江蘇宏昌工程機械有限公司