專利名稱：基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力培訓(xùn)領(lǐng)域，特別涉及一種基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真實(shí)訓(xùn)裝置。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)運(yùn)行是電力安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，作為電力線路的作業(yè)人員，不僅要掌握相關(guān)理論知識(shí)，還要在此基礎(chǔ)上鍛煉實(shí)際應(yīng)用和操作水平，因此做好電力系統(tǒng)仿真培訓(xùn)工作具有很大的實(shí)際意義。絕緣斗臂車作為配電線路中帶電作業(yè)常用的工具，用來(lái)把操作人員和設(shè)備送到指定位置，掌握其在作業(yè)中操作要領(lǐng)是順利完成配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)的重要保障。目前針對(duì)采用絕緣斗臂車方法的配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)培訓(xùn)具有價(jià)格昂貴，不利于大規(guī)模開展等缺陷，受訓(xùn)者需要到專門的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行培訓(xùn)，并且培訓(xùn)次數(shù)也會(huì)因?yàn)榕嘤?xùn)人員數(shù)量、場(chǎng)地以及培訓(xùn)設(shè)施等問(wèn)題而受到了限制，大大影響了培訓(xùn)效果已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際電力生產(chǎn)的需要，急需對(duì)現(xiàn)有運(yùn)檢作業(yè)培訓(xùn)模式、手段進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)。因此，目前急需一種模擬系統(tǒng)改變培訓(xùn)現(xiàn)狀。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真裝置，將配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)相關(guān)的理論知識(shí)和實(shí)踐操作融為一體，利用六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在觸覺、感官上讓受訓(xùn)者在構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中以及在具體的配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)項(xiàng)目中仿真絕緣斗臂車的實(shí)際操 作，能夠有效地提高受訓(xùn)者理論和操作水平，可以克服目前采用絕緣斗臂車的配電線路配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)培訓(xùn)過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真裝置，其特征在于:包括六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)、主控計(jì)算機(jī)裝置和視景仿真系統(tǒng)，其中，六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)用于模擬絕緣斗臂車；視景仿真系統(tǒng)用于虛擬六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)模擬出的絕緣斗臂車工作場(chǎng)景，主控計(jì)算機(jī)裝置用于控制六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)和視景仿真系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)包括操作面板、絕緣平臺(tái)和液壓系統(tǒng)，操作面板在絕緣平臺(tái)前側(cè)，操作面板包括操作搖桿和按鈕，操作面板用于在仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中模擬絕緣斗臂車的操作，并在培訓(xùn)中用來(lái)控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；絕緣平臺(tái)在液壓系統(tǒng)上方，用來(lái)模擬絕緣斗臂車的絕緣斗；液壓系統(tǒng)在絕緣平臺(tái)下方，液壓系統(tǒng)由六個(gè)閥控液壓缸組成，液壓系統(tǒng)的作用是在仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中提供啟動(dòng)、加速、剎車、轉(zhuǎn)向的真實(shí)觸覺感受；操作面板提供操作信息，六個(gè)閥控液壓缸共同驅(qū)動(dòng)上部的絕緣平臺(tái)。優(yōu)選的，所述視景仿真系統(tǒng)包括屏幕、投影儀和人體識(shí)別儀，屏幕位于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的前方，用于展示虛擬工作場(chǎng)景；投影儀位于屏幕后方用于輸出圖像，將影像投放在屏幕上；人體識(shí)別儀在屏幕上方用于捕捉六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上培訓(xùn)者的手勢(shì)實(shí)現(xiàn)操作功能和仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中作業(yè)項(xiàng)中的實(shí)際操作。優(yōu)選的，所述主控計(jì)算機(jī)裝置包括處理器、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)和操作平臺(tái)，處理器用于接收來(lái)自操作面板和人體識(shí)別儀中的觸發(fā)信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行處理；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)用于執(zhí)行處理器的指令并驅(qū)動(dòng)六個(gè)閥控液壓缸運(yùn)動(dòng)，仿真系統(tǒng)用于執(zhí)行處理器的指令，并將處理結(jié)果以影音的形式通過(guò)投影儀投影在屏幕上；操作平臺(tái)用于放置處理器，操作平臺(tái)包括操作面板和顯示屏，操作面板用于操作主控計(jì)算機(jī)裝置，顯示屏用于顯示操作面板的操作信息。本實(shí)用新型能夠通過(guò)借助六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)對(duì)絕緣斗臂車進(jìn)行模擬，借助仿真技術(shù)對(duì)真實(shí)的作業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行模擬，讓受訓(xùn)者在近似真實(shí)的作業(yè)環(huán)境中進(jìn)行仿真操作，真實(shí)還原在絕緣斗臂車內(nèi)進(jìn)行操作的流程，讓配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)培訓(xùn)更規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，提高培訓(xùn)效果。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:


圖1為本實(shí)用新型的配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)例示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的框圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的一種基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真實(shí)訓(xùn)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合 附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述和說(shuō)明。參閱
圖1，本實(shí)用新型的一種基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真裝置，包括六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)1、主控計(jì)算機(jī)裝置2和視景仿真系統(tǒng)3。六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)I包括操作面板11、絕緣平臺(tái)12和液壓系統(tǒng)13，操作面板11在絕緣平臺(tái)12前側(cè)，包括操作搖桿和按鈕，用于在仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中模擬絕緣斗臂車的操作，并在培訓(xùn)中用來(lái)控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；絕緣平臺(tái)12在液壓系統(tǒng)上方，用來(lái)模擬絕緣斗臂車的絕緣斗；液壓系統(tǒng)13在絕緣斗下方，由六個(gè)閥控液壓缸組成，其主要作用是在仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中提供啟動(dòng)、加速、剎車、轉(zhuǎn)向等各種真實(shí)的觸覺感受。由操作面板提供操作信息，通過(guò)主控計(jì)算機(jī)裝置2中的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制六個(gè)閥控液壓缸，共同驅(qū)動(dòng)上部的絕緣
T D O主控計(jì)算機(jī)裝置2包括處理器21、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)22、仿真系統(tǒng)23和操作平臺(tái)24，處理器21用于接收來(lái)自操作面板11和人體識(shí)別儀33中的觸發(fā)信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行處理；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)22用于執(zhí)行處理器的指令并驅(qū)動(dòng)六個(gè)閥控液壓缸運(yùn)動(dòng)，仿真系統(tǒng)23用于執(zhí)行處理器的指令，并將處理結(jié)果以影音的形式通過(guò)投影儀32投影在屏幕31上；操作平臺(tái)24用于放置處理器，包括操作面板和顯示屏，用于控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以及視景仿真系統(tǒng)。視景仿真系統(tǒng)3包含屏幕31、投影儀32、人體識(shí)別儀33，屏幕31位于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的前方，用于展示虛擬工作場(chǎng)景；投影儀32位于屏幕后方用于輸出圖像，將影像投放在屏幕上；人體識(shí)別儀33在屏幕上方用于捕捉特定的手勢(shì)實(shí)現(xiàn)操作功能實(shí)現(xiàn)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中作業(yè)項(xiàng)中的實(shí)際操作。參閱圖2，本實(shí)用新型的六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)1、主控計(jì)算機(jī)裝置2和視景仿真系統(tǒng)3。其中主控計(jì)算機(jī)裝置2控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I和視景仿真系統(tǒng)3，主控計(jì)算機(jī)裝置2的操作平臺(tái)24，用來(lái)控制六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的啟動(dòng)和關(guān)閉，主控計(jì)算機(jī)裝置2的處理器21用來(lái)處理數(shù)據(jù)及執(zhí)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)22和仿真系統(tǒng)23，六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)I去實(shí)現(xiàn)具體的操作，通過(guò)操作面板11和視景仿真系統(tǒng)的人體識(shí)別儀33將相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)傳遞給處理器21，處理后的信息控制絕緣平臺(tái)12和液壓系統(tǒng)13運(yùn)動(dòng)，同時(shí)視景仿真系統(tǒng)利用投影儀32將處理的仿真系統(tǒng)影像投影至屏幕31。參閱圖3，本實(shí)用新型的一種基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真實(shí)訓(xùn)方法是:步驟1:培訓(xùn)者操作主控計(jì)算機(jī)裝置2的操作面板啟動(dòng)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I以及視景仿真系統(tǒng)3 ；步驟2:受訓(xùn)者進(jìn)入六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)I的絕緣平臺(tái)12，通過(guò)視景仿真系統(tǒng)3的人體識(shí)別儀33進(jìn)行人體識(shí)別，通過(guò)手勢(shì)動(dòng)作在系統(tǒng)提供的采用斗臂車作業(yè)法的配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)項(xiàng)目列表別種選擇一項(xiàng)配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)項(xiàng)目；步驟3:系統(tǒng)加載場(chǎng)景、人物、工具等數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)仿真技術(shù)生成所選任務(wù)的虛擬作業(yè)場(chǎng)景，通過(guò)投影儀32將信號(hào)顯示在屏幕31上；步驟4:受訓(xùn)者通過(guò)人體識(shí)別儀33識(shí)別人體動(dòng)作進(jìn)行工作票的選擇，查閱作業(yè)指導(dǎo)書、安裝警示欄、現(xiàn)場(chǎng)站班會(huì)、穿戴安全防護(hù)用具、、斗臂車試操作等準(zhǔn)備工作；步驟5:受訓(xùn)者操作六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)I的操作面板11，控制信息通過(guò)主控計(jì)算機(jī)裝置2的處理后，反饋至液壓系統(tǒng)13控制六個(gè)閥控液壓缸的動(dòng)作，控制操作面板上的操作搖桿分別控制六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)液壓系統(tǒng)13液壓缸的上升、下降以及絕緣平臺(tái)12的左旋、右旋，按動(dòng)操作面板上的按鈕分別控制液壓系統(tǒng)13液壓缸的伸長(zhǎng)縮短，模擬絕緣斗臂車操作時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)視景仿真系統(tǒng)3的屏幕31觀看斗臂車的運(yùn)動(dòng)軌跡，最終在配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)的仿真場(chǎng)景中進(jìn)入配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)的工作位置；步驟6:通過(guò)人體識(shí)別儀33識(shí)別人體的動(dòng)作進(jìn)行驗(yàn)電、安裝絕緣遮蔽等進(jìn)行具體的配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)項(xiàng)目，在作業(yè)項(xiàng)目中需要移動(dòng)絕緣斗臂車位置的作業(yè)步驟通過(guò)操作面板11進(jìn)行移動(dòng)；步驟7:受訓(xùn)者操作六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)I的操作面板11，控制信息通過(guò)主控計(jì)算機(jī)裝置2的處理后，反饋至液壓系統(tǒng)13控制6閥控液壓缸的動(dòng)作，依照步驟5所述模擬絕緣斗臂車的操作以及運(yùn)動(dòng)形式，通過(guò)視景仿真系統(tǒng)3的屏幕31觀看斗臂車的運(yùn)動(dòng)軌跡，最終在配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)的仿真場(chǎng)景中斗臂車復(fù)位；步驟8:屏幕31上展示配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)的結(jié)束工作，根據(jù)受訓(xùn)者操作情況給出的處理意見評(píng)定成績(jī)；步驟9:仿真實(shí)訓(xùn)結(jié)束，退出作業(yè)項(xiàng)目，受訓(xùn)者離開六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)I的絕緣平臺(tái)12，培訓(xùn)者操作主控計(jì)算機(jī)裝置2的操作面板關(guān)閉六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)I以及視景仿真系統(tǒng)3。
所述的步驟4-8中，受訓(xùn)者每一步的操作過(guò)程均與標(biāo)準(zhǔn)的采用絕緣斗臂車作業(yè)方法的配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)操作規(guī)程及安全規(guī)范進(jìn)行對(duì)比，對(duì)錯(cuò)誤、不規(guī)范的內(nèi)容進(jìn)行記錄，并計(jì)入培訓(xùn)成績(jī)；所述的步驟5-7中，六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)由主控計(jì)算機(jī)裝置2的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)22控制，進(jìn)入指定位置后方可進(jìn)行下一步操作，操作方法均與絕緣斗臂車的實(shí)際操作相同。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的 內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真裝置， 其特征在于:包括六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)、主控計(jì)算機(jī)裝置和視景仿真系統(tǒng)，其中，六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)用于模擬絕緣斗臂車；視景仿真系統(tǒng)用于虛擬六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)模擬出的絕緣斗臂車工作場(chǎng)景，主控計(jì)算機(jī)裝置用于控制六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)和視景仿真系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣斗臂車仿真裝置，其特征在于:所述六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)包括操作面板、絕緣平臺(tái)和液壓系統(tǒng)，操作面板在絕緣平臺(tái)前側(cè)，操作面板包括操作搖桿和按鈕，操作面板用于在仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中模擬絕緣斗臂車的操作，并在培訓(xùn)中用來(lái)控制六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；絕緣平臺(tái)在液壓系統(tǒng)上方，用來(lái)模擬絕緣斗臂車的絕緣斗；液壓系統(tǒng)在絕緣平臺(tái)下方，液壓系統(tǒng)由六個(gè)閥控液壓缸組成，液壓系統(tǒng)的作用是在仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中提供啟動(dòng)、加速、剎車、轉(zhuǎn)向的真實(shí)觸覺感受；操作面板提供操作信息，六個(gè)閥控液壓缸共同驅(qū)動(dòng)上部的絕緣平臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣斗臂車仿真裝置，其特征在于:所述視景仿真系統(tǒng)包括屏幕、投影儀和人體識(shí)別儀，屏幕位于六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的前方，用于展示虛擬工作場(chǎng)景；投影儀位于屏幕后方用于輸出圖像，將影像投放在屏幕上；人體識(shí)別儀在屏幕上方用于捕捉六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)上培訓(xùn)者的手勢(shì)實(shí)現(xiàn)操作功能和仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中作業(yè)項(xiàng)中的實(shí)際操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕緣斗臂車仿真裝置，其特征在于:所述主控計(jì)算機(jī)裝置包括處理器、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)和操作平臺(tái)，處理器用于接收來(lái)自操作面板和人體識(shí)別儀中的觸發(fā)信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行處理；運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)用于執(zhí)行處理器的指令并驅(qū)動(dòng)六個(gè)閥控液壓缸運(yùn)動(dòng)，仿真系統(tǒng)用于執(zhí)行處理器的指令，并將處理結(jié)果以影音的形式通過(guò)投影儀投影在屏幕上；操作平臺(tái)用于放置處理器，操作平臺(tái)包括操作面板和顯示屏，操作面板用于操作主控計(jì)算機(jī) 裝置，顯示屏用于顯示操作面板的操作信息。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)的絕緣斗臂車仿真裝置，包括六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)、主控計(jì)算機(jī)裝置和視景仿真系統(tǒng)，其中，六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)用于模擬絕緣斗臂車；視景仿真系統(tǒng)用于虛擬六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)模擬出的絕緣斗臂車工作場(chǎng)景，主控計(jì)算機(jī)裝置用于控制六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)和視景仿真系統(tǒng)。本實(shí)用新型能夠通過(guò)借助六自由度運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)對(duì)絕緣斗臂車進(jìn)行模擬，借助仿真技術(shù)對(duì)真實(shí)的作業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行模擬，讓受訓(xùn)者在近似真實(shí)的作業(yè)環(huán)境中進(jìn)行仿真操作，真實(shí)還原在絕緣斗臂車內(nèi)進(jìn)行操作的流程，讓配網(wǎng)運(yùn)檢作業(yè)培訓(xùn)更規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，提高培訓(xùn)效果。
文檔編號(hào)G09B9/02GK203102651SQ20132001177
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者張鷹, 顧中華, 徐惠強(qiáng), 張秋實(shí), 馬驍旭 申請(qǐng)人:湖州電力局, 國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司