掘进机仿真培训实操体验一体机的制作方法

1.本发明涉及掘进机培训实操技术领域，具体为掘进机仿真培训实操体验一体机。


背景技术：

2.掘进机是我国煤矿掘进工作中的主要设备，集截割、装运、行走、操作等功能于一体，用于截割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道，在掘进工作中，掘进机操作事故多是由于不遵守基本安全规则或预防措施引起的，若能认识到各种潜在危险情况，事故往往可以避免，因此，加强对员工进行操作培训，提升其操作水平，使其熟练掌握操作要领和注意事项，能够有效避免因操作失误带来的意外事故。
3.但由于目前掘进机培训实操设备，其软硬件结合不连贯，不能身临其境的感触井下作业环境，使得无法实现掘进机仿真操作培训考核的一体化教学，从模拟操作向数字化操作转变，解决理论、实验、实习和实际应用脱节问题；进而难以建立一个综合性、系统性、经济性的教育平台，在一定程度上替代原来真实的掘进机进行独立的实训操作，将3dmax、dot net等高级语言编程技术、虚拟现实技术相结合，加深操作人员操作的规范性记忆。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供掘进机仿真培训实操体验一体机，以解决背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：掘进机仿真培训实操体验一体机，包括硬件和软件，所述硬件包括操作台外壳、座椅、操作台按钮、操作台手推杆、空间定位组件、操作面板、电脑主机、可旋转显示器、所有操作推杆和按钮通过控制板和主机相连组成，所述软件由掘进机模拟操作系统与lcd信息模拟软件组成。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述掘进机模拟操作系统整体采用unreal engine第四代引擎开发完成。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述设备端以c和uc底层开发语言为主。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述传输端采用通用ip/tcp网络传输协议。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述输出端用ue4引擎，用c 编程语言进行开发。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述vr基站(定位器)与位置追踪器之间存在信号连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述lcd信息模拟软件内模拟有掘进机模拟场景中掘进机操作台显示屏的变化。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述掘进机模拟操作系统的软件场景中所有素材均根据煤矿掘进机、综掘工作面场景1:1比例进行建模设计制作。
13.本发明的有益效果是：
14.该掘进机仿真培训实操体验一体机，通过720度无死角模拟仿真度极高的井下环
境，使井下作业环境、设备都通过仿真模型呈现在学员面前，vr软件 操作台硬件全新角度展示虚拟仿真实训平台，学员可以通过手动规程操作训练或自动规程操作训练对掘进机在井下的操作进行培训，具有同真实掘进机操作台一样的操作流程，和误操作后的应急处理。
附图说明
15.图1为本发明座位上结构示意图；
16.图2为本发明左右扶手结构示意图；
17.图3为本发明底座结构示意图；
18.图4为本发明侧面结构示意图；
19.图5为本发明座位下结构示意图；
20.图6为本发明操作台结构示意图；
21.图7为本发明火箭结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1-7，本实施方案中：掘进机仿真培训实操体验一体机，包括硬件和软件，硬件包括操作台外壳、座椅、操作台按钮、操作台手推杆、空间定位组件、操作面板、电脑主机，型号为min2-i7、可旋转显示器，型号为dv460fhm-nv0、所有操作推杆和按钮通过控制板和主机相连组成，软件由掘进机模拟操作系统与lcd信息模拟软件组成。
24.本实施例中，掘进机模拟操作系统整体采用unreal engine第四代引擎开发完成，便于通过unreal engine第四代引擎，使得设备表现出更加惊人的画面；设备端以c和uc底层开发语言为主，便于加强设备的程序逻辑运行速度；传输端采用通用ip/tcp网络传输协议，便于保障与其他设备的数据接口保持一致；输出端用ue4引擎，用c 编程语言进行开发，便于实现高质量视觉效果的同时也保障整套系统的运行低延迟；vr基站(定位器)与位置追踪器之间存在信号连接，便于通过vr基站(定位器)识别位置追踪器，将追踪器位置传送给软件以获取实际空间中的位置值，在虚拟现实空间中模拟当前位置；lcd信息模拟软件内模拟有掘进机模拟场景中掘进机操作台显示屏的变化，便于通过lcd信息模拟软件将掘进机模拟场景中掘进机操作台显示屏的变化模拟出来形成互动；掘进机模拟操作系统的软件场景中所有素材均根据煤矿掘进机、综掘工作面场景1:1比例进行建模设计制作，便于建立建立与现实世界物理实体完全对应和一致的虚拟模型，加深操作人员操作的规范性记忆。
25.工作原理：在使用时，请参阅图1-7，掘进机仿真培训实操体验一体机主要由“硬件 软件”系统组成，并且基于ogre引擎、三维仿真模型及图形函数库等技术研发集成，使井下作业环境、设备都通过仿真模型呈现在学员面前，学员还可以通过手动规程操作训练或自动规程操作训练对掘进机在井下的操作进行培训，功能完备，具有较强的推广意义和应用价值，在这个项目中，首先进行掘进机模拟操作vr软件部分的开发，在软件内设置每一个按
钮及推杆的不同状态所对应的值并与动作控制系统连接，开发lcd信息模拟软件，同掘进机模拟操作vr软件连接，起到显示软件类状态和同步效果，将组装控制板、操作杆、控制按钮完成后，准备空间地位系统的开发，通过定位器的初始位置和虚拟软件匹配，识别xyz三个轴向，最终达到带上vr眼镜操作实现操作台直接操作的目的。
26.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：包括硬件和软件，所述硬件包括操作台外壳、座椅、操作台按钮、操作台手推杆、空间定位组件、操作面板、电脑主机、可旋转显示器、所有操作推杆和按钮通过控制板和主机相连组成，所述软件由掘进机模拟操作系统与lcd信息模拟软件组成。2.根据权利要求1所述的掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：所述掘进机模拟操作系统整体采用unreal engine第四代引擎开发完成。3.根据权利要求1所述的掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：所述设备端以c和uc底层开发语言为主。4.根据权利要求1所述的掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：所述传输端采用通用ip/tcp网络传输协议。5.根据权利要求1所述的掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：所述输出端用ue4引擎，用c 编程语言进行开发。6.根据权利要求1所述的掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：所述vr基站(定位器)与位置追踪器之间存在信号连接。7.根据权利要求1所述的掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：所述lcd信息模拟软件内模拟有掘进机模拟场景中掘进机操作台显示屏的变化。8.根据权利要求1所述的掘进机仿真培训实操体验一体机，其特征在于：所述掘进机模拟操作系统的软件场景中所有素材均根据煤矿掘进机、综掘工作面场景1:1比例进行建模设计制作。

技术总结
本发明涉及掘进机培训实操技术领域，尤其为掘进机仿真培训实操体验一体机，包括硬件和软件，所述硬件包括操作台外壳、座椅、操作台按钮、操作台手推杆、空间定位组件、操作面板、电脑主机、可旋转显示器、所有操作推杆和按钮通过控制板和主机相连组成，所述软件由掘进机模拟操作系统与LCD信息模拟软件组成。本发明通过720度无死角模拟仿真度极高的井下环境，使井下作业环境、设备都通过仿真模型呈现在学员面前，VR软件 操作台硬件全新角度展示虚拟仿真实训平台，学员可以通过手动规程操作训练或自动规程操作训练对掘进机在井下的操作进行培训，具有同真实掘进机操作台一样的操作流程，和误操作后的应急处理。和误操作后的应急处理。和误操作后的应急处理。


技术研发人员：吕珺 马燕军 李春亮 牛红旗 高丁文
受保护的技术使用者：山西凯硕文化传媒股份有限公司
技术研发日：2022.10.10
技术公布日：2022/12/1