[發明專利]基于VR技術的動車組制動系統檢修實訓系統

在審

• 申請號: 201810432738.3
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108492663A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 蘇超;張文;姚春燕;劉睿勍
• 申請（專利權）人: 南京鐵道職業技術學院
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B7/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開一種基于VR技術的動車組制動系統檢修實訓系統，屬于動車組模擬教學技術領域。包括教師操作臺和若干學生操作臺，均采用zSpace交互一體機，教師操作臺設于教室講臺位置，學生操作臺布置于教室中，教師操作臺后方設置有兩臺裸眼顯示器，教師操作臺連接學生操作臺與裸眼顯示器；學生操作臺和教師操作臺中均布設一致的動車組制動系統檢修實訓模型，包括動車組制動系統部件認知模塊、動車組制動系統專項檢修操作模塊、動車組制動系統檢修考核模塊，在zSpace中構建動車組模型，由學生通過操控筆進行相應的操作，學習相關知識。具有操作簡便、開發速度快、方便教學等優點。

技術領域

本發明涉及一種動車組制動系統模擬教學系統，尤其是一種基于VR技術的動車組制動系統檢修實訓系統，屬于動車組制動系統模擬教學技術領域。

背景技術

目前動車組制動系統教學方式上均以理論為主，學生較少參與制動系統的實際操作，而有配套的動車組制動實訓室的較少。由于動車組技術發展較快，動車組相關設備價格較貴，因此即使花費大價錢現車真實設備，很快就會落后于現有技術，對學生的實訓指導意義不大。并且真實設備后期維護成本較高，實物操作對學生要求較高，如果有些異常或錯誤操作，具有一定的危險性。

基于以上存在的問題，本發明提出采用虛擬現實(VR)技術來幫助動車組制動系統實訓系統的建設，采用VR技術，不僅像之前那樣構建制動系統三維模型供學生觀看學習，同時還能與設備進行交互，進行相應的檢修操作。虛擬設備會對你的操作有響應，特別適合于制動系統中控制部分的檢修及調試作業。另外針對動車組技術的快速更新，可以對相應的VR 模型進行更新，升級軟件，從而及時跟上現代技術，避免學生在學校所學與實際工作脫節。

目前針對動車組人才的需求日益增加，如果針對動車組制動系統的教學中能夠讓學生在實訓中直觀的進行相應的操作，將會使學生動車組制動系統的認識更加深刻，對其以后工作提供更大的幫助。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對動車組制動系統教學中缺少實訓條件的不足，提出一種基于VR技術的動車組制動系統檢修實訓系統，虛擬動車組制動系統的檢修操作，滿足實訓教學的需要。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于VR技術的動車組制動系統檢修實訓系統，包括教師操作臺2和若干學生操作臺1，均采用zSpace交互一體機，教師操作臺2設于教室講臺位置，學生操作臺1布置于教室中，教師操作臺2后方設置有一臺或多臺裸眼顯示器3，教師操作臺2連接學生操作臺1與裸眼顯示器3；學生操作臺和教師操作臺中均布設一致的動車組制動系統檢修實訓模型，包括動車組制動系統部件認知模塊、動車組制動系統專項檢修操作模塊、動車組制動系統檢修考核模塊，在zSpace中構建動車組模型，由學生通過操控筆進行相應的操作，學習相關知識。

所述動車組制動系統部件認知模塊主要用于指導學生對動車組制動系統各部件的直觀認知，包括動車組基礎制動相關部件，制動控制裝置，司機制動控制器等，各部件均根據真車實際設備的結構和尺寸在zSpace中進行建模，學生對部件認知的過程中可以用操控筆對各部件進行拖動、翻轉等操作，進行直觀學習認知。

所述動車組基礎制動相關部件包括制動缸、制動夾鉗、制動盤、制動閘片。

所述動車組制動系統部件認知模塊還根據各設備的結構，設計有爆炸分解模式，可以通過操控筆對設備按零部件進行拆解，便于學生對設備結構的學習。

所述動車組制動系統專項檢修操作模塊主要用于學生練習制動系統的專項檢修，包括制動系統設備檢修模塊和制動試驗模塊，在zSpace中構建動車組模型，由學生按照制動系統檢修作業指導書的步驟要求，通過操控筆進行相應的檢查操作；通過操作筆的拖動來模擬現場操作時人員的走動，通過操控筆旋轉操作來模擬現場操作是視覺角度的變化，從而在整體上模擬真實的工作環境；制動試驗對司機臺上與制動試驗相關的開關按鈕指示燈進行建模，并且使其可操作，根據實際的邏輯，設置開關按鈕點按、長按等操作模式下的動作情況，模擬制動試驗。