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凿岩台车虚拟仿真系统-凿岩台车虚拟仿真训练系统设计

发布时间:2024-04-11

编辑人:灵图互动

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凿岩台车虚拟仿真训练系统整合了凿岩台车实际操作理论和虚拟现实技术,通过构建一个高度接近真实凿岩台车操作环境的半实物模拟仿真训练平台,不仅可以让操作人员在安全高效的环境中进行规范化的认知学习及模拟操作培训,生动地演示其运行工作原理,展示各个部分的结构,还可以对操作步骤进行考核。进而让操作人员快速掌握相关专业技能。

凿岩台车虚拟仿真训练系统主要由凿岩台车设备操作虚拟仿真系统、凿岩台车故障模拟仿真系统及凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统等3大部分组成。

凿岩台车虚拟仿真训练系统

1. 凿岩台车设备操作虚拟仿真系统

凿岩台车设备操作虚拟仿真系统至少包含三类凿岩台车常规作业工况,三维视景设计贴合凿岩台车作业场景,各机械结构运行符合真实的物理运行效果,画面真实。包含新手教学、车辆驾驶、臂架操作、钻孔操作等四个模块,对应操作步骤还原实际车辆流程,适配对应硬件。其包含PC、VR、操作台半实物三个不同的版本。

1.1 新手教学

可进行支腿升降、驾驶室升降、水管收放、电缆收放等四类新手教学内容模拟学习。

1.2 车辆驾驶

可进行发动机启动、解除驻车、挂挡、油门及刹车、转向等模拟操作训练。

1.3 臂架操作

可进行启发动机臂架、吊篮操作、一臂操作、二臂操作、三臂操作、自由移动臂操作的模拟训练。

1.4 钻孔操作

可进行前置操作、手动钻孔、半自动钻孔、自动钻孔等模拟仿真训练。

凿岩台车设备操作虚拟仿真系统

2. 凿岩台车故障模拟仿真系统

选取设备施工过程中的常见故障,以三维视景表现故障点,虚拟出对应故障表现,引导用户进行对应故障排查。主要包含吊篮故障和钻臂故障两个模块13个典型案例。 

2.1 吊篮故障

常见的吊篮故障有:吊篮臂左右动作时匡动较大;吊篮臂伸出、缩回时动作卡滞、有抖动现象;吊篮臂动作时铰接部位出现异响;吊篮臂升起后持续缓慢下沉;吊篮承载时持续缓慢下沉;吊篮自动调平功能失效;吊篮回转动作卡滞或者无法回转等7大类。在凿岩台车故障模拟仿真系统中要模拟仿真表现出对应故障原因及排除方法,帮助用户掌握常见的故障排查技能。

2.2 钻臂故障

常见的钻臂故障有:钻臂左右动作时晃动较大;钻臂伸出、缩回时动作卡滞、有抖动现象;钻臂动作时铰接部位出现异响;推进梁左右晃动;推进梁回转时晃动;钻杆钻孔时晃动厉害等6大类。通过凿岩台车故障模拟仿真系统不仅要模拟仿真表现出对应故障原因,还要提供相应的排除方法,可有效帮助用户掌握常见的钻臂故障排查技能。

凿岩台车故障模拟仿真系统

3. 凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统包含虚拟仿真课程编辑器模块、个人平台模块、实训课程教学模块、资源管理模块、数据分析挖掘模块、实训管理模块、岗位级别管理模块等7个子模块。

3.1 虚拟仿真课程编辑器

此模块允许管理员或教师创建、编辑和管理虚拟仿真课程。它提供了一个直观的界面,用于添加或修改训练场景、设置训练目标和难度级别,以及集成多媒体教学材料。此外,课程编辑器还支持实时更新和迭代课程内容,确保训练课程始终与最新的行业标准和技术进展保持一致。

3.2 个人平台模块

个人平台模块是一个高度定制化的用户界面,它能够根据登录者的角色和需求,提供相应的个性化内容和数据。这一模块支持多场景和多样化的使用要求,确保不同用户能够根据自己的角色和需求快速获取相关信息和资源。

3.2.1 实训中心负责人

实训中心使用情况、关联的设备健康度等管理、统计信息展现;

3.2.2 教师

个人课程学生汇总情况、个人课程预约实训中心情况等个人相关课程、成绩分析数据展现;

3.2.3 学生

个人已报名的课程排课表、岗位画像、个人课程实训中或理论知识记录文档、个人课程成绩单等信息展现;

3.3 实训课程教学模块

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统的实训课程教学模块是一个多功能的管理工具,可对当前实训课程、实训设备进行智能管理,进而优化和提升实训课程的教学质量和管理效率。

3.3.1 课程管理

对实训的课程进行管理。

3.3.2 实训报告管理

生成实训报告,并导出报告。

3.3.3 虚拟仿真课程管理

对虚拟仿真课程进行管理。

3.3.4 理论课程管理

对理论课程进行管理,教师可自主进行课件上传、删除的操作。

3.3.5 课程分类管理

可根据不同的可成内容进行分类。

3.4 资源管理模块

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统的资源管理模块是一个专门设计用于维护和优化实训过程中教学资源的关键组成部分,可对当前实训过程中的教学资源进行管理,确保所有教学资源得到高效管理和充分利用。

3.4.1 实训室管理

对实训室的基本信息、当前状态(空闲、预定、在用)进行管理。实训中心对外租用/参展流程管理。

3.4.2设备管理

对设备的基本信息,当前状态(正常、预警、报修中、报废),进行管理,形成设备健康表。设备管理包括基本状态、故障、保修单、维修单、报废、保修等一系列功能。

3.4.3 专业信息管理

对专业基本信息维护,同时关联各专业对应的实训课程、岗位画像等信息。

3.4.4 班级管理

对各专业的班级基本信息维护,同时管理各班级对应的专业、学生。

3.4.5 用户管理

管理系统的注册用户。 

3.4.6 角色管理

定义各类用户的类型。

3.4.7 日志管理

系统日志。

3.5 数据分析挖掘模块

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统的数据分析挖掘模块结合实训室日常使用过程中累计的数据,进行对应实训分析及管理。

3.5.1 故障统计

对设备故障进行图表统计。

3.5.2 成绩统计

可按照不同的权重标准进行成绩统计。

3.5.3 课程画像

对每一门课程的理论授课评价、实训授课评价、课程本身难易程度等指标进行画像。

3.5.4 岗位技能画像

对不同岗位所需要掌握的技能进行梳理,形成标准画像。学生在选择目标岗位后,在个人平台中可实时展示岗位技能多边形画像。通过修学对应课程,进行岗位画像的填充评分。

3.6 实训管理模块

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统的实训管理模块根据学员不同的操作级别进行实训管理,系统包含实训、考核两类不同的功能。

3.6.1 实训

各操作点有对应的操作提示,学员在完成当前操作后,自动进入下一步骤的实训。

3.6.2 考核

包含理论、虚拟仿真两类考核方式。考核模式下无操作提示,学员需根据对应考核要求,完成对应步骤的考核。

根据相关步骤的难易程度,系统对每一步骤自动限定时间,超时未完成,该步骤自动判定错误。自动记录学员的操作与对错,并在考核结束后给出得分统计、详细步骤正误说明。

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统的实训管理模块

3.7 岗位级别管理模块

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统的岗位级别管理模块结合虚拟仿真实训系统,可对凿岩台车操作学员,进行不同的岗位级别划定,对应级别如下:

3.7.1 新手指引

完成虚拟仿真系统中新手指引课程的学习,并通过系统设定的对应考核内容。

3.7.2 新手

通过新手指引的考核后,方可进行该级别的学习。学员在新手级别中,需完成车辆驾驶的学习,臂架操作、钻孔操作的学习,并通过系统设定的对应考核内容。

3.7.3 熟手

通过新手的考核后,方可进行该级别的学习。学员在熟手级别中,需完成三种复杂地质条件下的完整凿岩操作,并通过系统设定的对应级别考核内容。

3.7.4 能手

通过熟手的考核后,方可进行该级别的学习。学员在能手级别中,需完成对应故障模拟的学习,并通过系统设定的对应考核内容。

凿岩台车虚拟仿真实训综合管理系统的岗位级别管理模块

凿岩台车虚拟仿真训练系统通过实物模拟训练器融合虚拟仿真实训教学资源,可模拟真实的凿岩台车操作环境,为操作人员提供了一个无风险、高效率的学习和训练平台,让操作者通过认知学校、模拟训练提升智慧施工技能。

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