ROV模拟训练器的制作方法

rov模拟训练器
技术领域
1.本实用新型属于潜水器模拟训练领域，具体说是rov模拟训练器。


背景技术：

2.rov在海洋资源勘探、失事飞机打捞搜救、潜艇救援、海洋石油等领域具有不可替代作用，作业潜水器rov能够长时间不间断水下作业，并能够实时传输水下视频画面，可搭载的各种工具进行科考、管道维护、焊接等工作，rov作为探索海洋的重要工具，需要熟练人员进行操作，但rov造价和海试费用昂贵， rov操作手需要进行大量的培训才可实际操控rov作业，为使操作手快速具备实际操作能力，设计一种rov模拟训练器，可实现代替真是rov操控，对操作手进行初期培训和典型作业场景培训练。
3.现有模拟训练器多为进口设备，价格昂贵，动辄几百万，并且体积庞大，操作面板结构简单，功能单一，与国内主流的rov控制平台差异较大，模拟训练器的设备和国内主流实际操作设备区别较大，培训效果降低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供rov模拟训练器，本实用新型解决了模拟训练器长期依赖进口、价格昂贵、与国内主流rov控制平台差异较大的问题，并且降低了成本。
5.本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：rov模拟训练器，包括：操作面板、显示器支架、液晶显示屏、控制系统以及控制柜；
6.其中，所述操作面板安装在控制柜的顶面上，且操作面板与控制柜为一体结构；
7.所述控制系统设于控制柜内，且所述控制柜正面开设有对开柜门，控制柜背面与显示器支架连接；所述显示器支架上设有液晶显示屏，所述液晶显示屏通过线缆与控制系统连接，且液晶显示屏设于操作面板以上的显示器支架上。
8.所述液晶显示屏有两个，包括设置在显示器支架正面的第一显示屏和第二显示屏，所述第一显示屏设于第二显示屏上方，第二显示屏的底边与第一显示屏的顶边相连接。
9.所述第一显示屏所在显示器支架的平面与地面垂直，第二显示屏与第二显示屏与第一显示屏构成夹角。
10.所述操作面板包括：操作面板本体以及安装在其上的触控计算机、绞车控制区域、推进器微调控制区域、潜水器驾驶主操纵杆以及控制按钮；
11.所述触控计算机、绞车控制区域、推进器微调控制区域、控制按钮以及潜水器驾驶主操纵杆均与控制系统连接；
12.所述操作面板左侧上部设有绞车控制区域，所述绞车控制区域设有三段式开关、指示灯、模拟量单杆；
13.所述操作面板左侧中部设有推进器微调控制区域，操作面板的左侧下方设有云台控制区域，所述云台控制区域内设有两个云台单杆；
14.所述操作面板中间下侧位置设有多个控制按钮，所述控制按钮成行设置，且控制
按钮之间间距相等，所述控制按钮正上方设有触控计算机；
15.所述操作面板右侧设有潜水器驾驶主操纵杆。
16.所述触控计算机为电容控制屏，包括计算机主体与屏幕，且计算机主体嵌入至操作面板中，主体凸出部分高于操作面板，所述触控计算机的屏幕与操作面板平面之间倾斜设定角度。
17.所述触控计算机侧边设有用于数据传输的usb接口和使启动或断电触控计算机的船型开关。
18.所述控制柜和显示器支架连接处开设有用于通过导线电性连接的腰型孔。
19.所述控制系统包括，鼠标、键盘、kvm切换器、工业计算机、服务器、网络交换机、串口服务器以及plc模块；
20.所述鼠标和键盘通过usb与kvm切换器的输入端口连接，所述kvm切换器的输出端口分别连接至控制面板上的触控计算机、工业计算机以及服务器；
21.所述网络交换机通过网线分别与串口服务器、plc模块、工业计算机、触控计算机以及服务器连接；
22.所述服务器通过hdmi线缆与第一显示屏和第二显示屏连接；
23.所述plc模块的各个引脚与控制面板上的绞车控制区域、推进器微调控制区域、控制按钮以及潜水器驾驶主操纵杆连接，以实现触控计算机通过plc模块对控制面板的控制。
24.所述控制柜与操作面板之间设有抽屉，鼠标键盘设于所述抽屉内，所述抽屉设有便于拉取鼠标键盘的滑轨。
25.本实用新型具有以下有益效果及优点：
26.1.本实用新型包括由控制柜、控制面板、视频矩阵组成。模拟训练器结构紧凑，功能完善；
27.2.本实用新型中模拟训练器操作面板与实际rov操作面板相同，熟练掌握后可直接实际操控rov。
28.3.本实用新型中模拟训练器中采用触控计算机，减少物理装置，节约面板空间。
附图说明
29.图1为本实用新型模拟训练器结构示意图；
30.图2为本实用新型模拟训练器控制系统结构框图；
31.图3为本实用新型机械手主体控制结构框图；
具体实施方式
32.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
33.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性成果前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.如图1所示，本实用新型模拟训练器结构示意图，本实用新型目的是提供一种包
括：操作面板、显示器支架、液晶显示屏、控制系统以及控制柜；液晶显示屏为2台高清4k液晶显示器组成，控制柜和显示器支架连接处开设有用于通过导线电性连接的腰型孔；所述操作面板安装在控制柜的顶面上，且操作面板与控制柜为一体结构；
35.控制系统设于控制柜内，且控制柜正面开设有对开柜门，控制柜背面与显示器支架连接；显示器支架上设有液晶显示屏，液晶显示屏通过线缆与控制系统连接，且液晶显示屏设于操作面板以上的显示器支架上。
36.液晶显示屏有两个，包括设置在显示器支架正面的第一显示屏和第二显示屏，第一显示屏设于第二显示屏上方，第二显示屏的底边与第一显示屏的顶边相连接，液晶显示屏为43寸4k高清显示器，4分屏后单个界面分辨率为1080p，可清晰显示仿真场景。
37.第一显示屏所在显示器支架的平面与地面垂直，第二显示屏与第二显示屏与第一显示屏构成夹角。
38.操作面板安装在控制柜正上方，安装有触控计算机、旋转电位器、云台单杆、操作单杆、控制按钮，触控计算机支架侧边安装有usb插座和船型开关；控制柜内安装有鼠标键盘、kvm、工业计算机、服务器、网络交换机、低压电源模块、串口服务器、plc模块；鼠标键盘安装在抽屉中，抽屉具有滑轨，可以滑动抽出操作鼠标键盘。
39.视频显示器并列分布并形成上层和下层，位于上层的视频显示器所在平面与位于下层的视频显示器所在平面存在夹角。
40.操作面板包括：操作面板本体以及安装在其上的触控计算机、绞车控制区域、推进器微调控制区域、潜水器驾驶主操纵杆以及控制按钮；
41.触控计算机、绞车控制区域、推进器微调控制区域、控制按钮以及潜水器驾驶主操纵杆均与控制系统连接；
42.操作面板左侧上部设有绞车控制区域，绞车控制区域设有三段式开关、指示灯、模拟量单杆；
43.操作面板左侧中部设有推进器微调控制区域，操作面板的左侧下方设有云台控制区域，云台控制区域内设有两个云台单杆；
44.操作面板中间下侧位置设有多个控制按钮，控制按钮成行设置，且控制按钮之间间距相等，控制按钮正上方设有触控计算机；
45.操作面板右侧设有潜水器驾驶主操纵杆。
46.操作面板安装有触控计算机、旋转电位器、云台单杆、航行操作单杆、控制按钮，操作面板左侧中部为推进器微调控制区域。通过该区域的旋钮，可以对潜水器施加恒定的前进/后退、左移/右移、上浮/下潜等控制量。操作面板的左侧下方为两个摄像机云台的控制单杆，可对摄像机云台进行操作，扩展摄像机视野。操作面板中下位置为自动功能按钮。可以通过触碰自动功能按钮启动或停止，实现自动定深、自动定向、自动定高、自动定位功能。操作面板右侧为潜水器驾驶主操纵杆，通过此操纵杆可以控制潜水器的前进/后退、左移/右移、左转/右转、上浮/下潜等运动。
47.触控计算机侧边设有用于数据传输的usb接口和使启动或断电触控计算机的船型开关。采用宽屏18.5寸电容触控屏，运行有rov控制软件。触控计算机安装位置高于整个操作面板的平面，安放角度上也具有一定的倾角，使得操作人员能够更方便的触控、观察显示屏幕。触控计算机支架侧边安装有和船型开关，usb插座连接至触控计算机usb接口，可实现
触控计算机进行usb数据导入和导出，船型开关接入触控计算机供电回路，可进行独立上电下电操作；
48.图2为本实用新型模拟训练器控制系统结构框图，控制系统包括，鼠标、键盘、kvm切换器、工业计算机、服务器、网络交换机、串口服务器以及plc模块；如图3所示，串口服务器将接收到的模拟训练器机械手主手串口数据转换成tcp/ip协议网络数据接入仿真平台；
49.鼠标和键盘通过usb与kvm切换器的输入端口连接，kvm切换器的输出端口分别连接至控制面板上的触控计算机、工业计算机以及服务器；
50.网络交换机通过网线分别与串口服务器、plc模块、工业计算机、触控计算机以及服务器连接；
51.服务器通过hdmi线缆与第一显示屏和第二显示屏连接；
52.plc模块的各个引脚与控制面板上的绞车控制区域、推进器微调控制区域、控制按钮以及潜水器驾驶主操纵杆连接，以实现触控计算机通过plc模块对控制面板的控制。
53.鼠标键盘安装在抽屉中，抽屉具有滑轨，可以滑动抽出操作鼠标键盘。
54.本模拟训练器成本低，易于实现，功能齐全，并且操作面板与主流rov操作平台类似，熟练掌握后可直接实际操控rov，模拟训练器中采用触控计算机运行控制软件，减少物理装置，节约面板空间。
55.本实用新型的工作原理在于：
56.键盘、鼠标通过kvm切换器连接至触控计算机、工业计算机和服务器，通过键盘快捷键快速切换鼠标键盘权限；控制旋转电位器、云台单杆、航行操作单杆、控制按钮信号，plc模块将控制面板上的旋转电位器、云台单杆、航行操作单杆、控制按钮信号进行采集，并发送给模拟训练器局域网。工业计算机对采集的数据通过仿真数据处理软件进行仿真处理，将仿真后的数据通过服务器产生2路仿真场景画面，投放到2台高清显示器中，在显示器上显示当前仿真画面；串口服务器将接收到的模拟训练器机械手主手串口数据转换成tcp/ip 协议网络数据接入仿真平台，实现rov的仿真，进而以达到模拟训练效果。