[實用新型]輸電線檢修的虛擬仿真VR培訓裝置

有效

• 申請號: 201822186672.2
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN210072982U
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 陸瀟;付軍;劉胤駿;羅溪;李開偉
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司檢修公司;武漢互益新科技發展有限責任公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B5/02
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 鄭勤振

本實用新型公開了一種輸電線檢修的虛擬仿真VR培訓裝置，包括計算機，以及分別與計算機連接的六自由度平臺、VR頭顯、VR手套、電擊手環、顯示裝置和室外環境模擬裝置，所述室外環境模擬裝置包括位于六自由度平臺上方的空調、風扇和加濕器。本實用新型能滿足輸電線檢修的安全操作培訓的要求，降低培訓成本，增強了培訓效果，提高了培訓效率。

技術領域

本實用新型涉及虛擬培訓技術領域，特別是涉及輸電網檢修的虛擬仿真VR培訓裝置。

背景技術

在電力系統的輸電線檢修中，高電壓大電流以及高空作業的作業環境對作業人員來說具有一定的危險性，同時電力設備昂貴，一旦發生事故，對國家經濟財產的也會造成巨大的損失。為了保障電力設備的正常運行和作業人員的生命安全，要在輸電線檢修人員正式上崗前對他們進行操作培訓。

傳統的輸電線檢修操作培訓一般采用現場照片、錄像、文字等常規多媒體方式，或者用實際設備搭建簡單的安全培訓平臺進行安全培訓，前者真實性和表現力不足，無法保證作業人員安全培訓的效果，后者資金投入高，并且對場地要求比較高。

虛擬現實(VR)，是指采用計算機技術為核心的現代高科技手段生成一種虛擬環境，用戶借助特殊的輸入/輸出設備，與虛擬世界中的物體進行自然的交互，從而通過視覺、聽覺和觸覺等獲得沉浸感。伴隨著技術的不斷發展和完善，VR迅速在各個領域和行業都得到了廣泛應用，在電力行業也擁有良好的應用市場。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種輸電線檢修的虛擬仿真VR培訓裝置，包括計算機，以及分別與計算機連接的六自由度平臺、VR頭顯、VR手套、電擊手環、顯示裝置和室外環境模擬裝置，所述室外環境模擬裝置包括位于六自由度平臺上方的空調、風扇和加濕器。

在上述的輸電線檢修的虛擬仿真VR培訓裝置，顯示裝置包括投影布和將VR頭顯中模擬的三維情景投影到投影布上的投影儀。

本實用新型能滿足輸電線檢修的安全操作培訓的要求，降低培訓成本，增強了培訓效果，提高了培訓效率。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對發明作進一步詳細的說明。

圖1示出了本實用新型輸電線檢修的虛擬仿真VR培訓裝置的組成結構圖。

具體實施方式

圖1示出了輸電線檢修的虛擬仿真VR培訓裝置的組成結構，包括計算機6，以及分別與計算機6連接的六自由度平臺1、VR頭顯2、VR手套3、電擊手環4、顯示裝置5和室外環境模擬裝置，所述室外環境模擬裝置包括位于六自由度平臺1上方的空調7、風扇8和加濕器9。

六自由度平臺1和室外環境模擬裝置受計算機6控制，模擬輸電線檢修人員在高壓架空線路或者桿塔上操作時周圍的真實體感環境，另外，在出現嚴重失誤操作時，六自由度平臺1能夠模擬輕微短暫的失重感覺。六自由度平臺1模擬輸電線作業時的晃動、搖擺。通過空調7、風扇8和加濕器9模擬惡劣天氣作業時的大風、雨霧、高溫或低溫。

VR頭顯2和VR手套3受計算機6控制，VR頭顯2為外接式頭顯設備，用于模擬受訓人員在地面、桿塔、輸電線等多場景不同操作的三維操作環境。VR手套3用于定位受訓人員的行為，通過捕捉雙手的動作，確定受訓人員在輸電線檢修過程中的操作行為。

電擊手環4受計算機6控制，電擊手環4的設計原理類似Pavlok智能手環，區別在于本實施例中手環的放電是由計算機6控制的，用于模擬輸電線檢修人員在作業誤操作時的觸電感。當受訓人員操作失誤后，計算機6發出指令使電擊手環4放電，根據受訓人員操作失誤的嚴重程度，對受訓人員進行低、中、高三個不同等級的放電。

顯示裝置5位于六自由度平臺1的前方，包括投影儀和弧形環幕的投影布，在計算機6控制下投影儀將受訓人員的操作行為投影到投影布上，供培訓老師觀察，進行有針對性地進行指導和教學。

本實施例中VR培訓裝置可進行作業人員攀爬500kV架空線路桿塔的操作培訓。使用時，受訓人員站在六自由度平臺1上，頭戴VR頭顯2，雙手手戴VR手套3，一只手戴著電擊手環4，VR頭顯2在受訓人員的眼前模擬出三維高壓桿塔模型以及周圍的作業環境；模擬的室外作業環境為寒冷、大風的夜晚天氣，六自由度平臺1上的空調7將平臺上的環境溫度調整到10℃，制造寒冷的體感環境，風扇8將平臺上的風速調整到10m/s，制造強風的體感環境；顯示裝置5中的投影儀將VR頭顯2中模擬的三維情景投影到弧形環幕上；受訓人員通過操作VR手套3，模擬攀爬桿塔動作，進行攀爬桿塔操作的培訓，受訓人員攀爬到桿塔頂端后若操作失誤，VR頭顯2中視覺同步反應，讓受訓人員切身感受到高空墜落的恐怖，同時電擊手環4對受訓人員進行微弱放電，制造觸電的身體感受，另外，六自由度平臺1突降，制造失重墜落的身體感受。