挖掘机技能培训模拟仪的研制

卵20限09搁年全暗国技歉工教脂育和勤职业凶培训今时贤塑优秀析教研务成果昂评选嘱活动督参评拖课题雄笨遥古挖掘蹦机模太拟教辰学仪紧的研盾制挖掘机模拟教学仪的研制课题研制成果挖掘机模拟教学仪，打破传统训练方式，将硬件和软件完全开放，依据提高效率、降低成本的教学要求，利用操作手柄将模拟信号传递给微机，微机经过处理后再输出信号到显示系统；系统主要由模拟操作台、模拟操作部件、传感器、单片机、可编程控制器和图像显示器组成，操作台信号通过计算机S端子输入计算机，其操作动作和显示系统的输出图像同步。通过该模拟教学仪进行挖掘机操作技能的各种课题训练，可以保证在绝对安全的条件下，加长时间、提高质量、节约成本、杜绝污染，使学员掌握和熟练操作挖掘机的技能技巧。这套模拟教学仪已获国家发明专利1项zl200610086166.5，实用新型专利5项：zl200620078018.4zl200620234936.6zl200620234937.0zl200720231030.1zl200720231031.6国际专利PCT认证：PCT/CN2007/002589，计算机软件著作权登记证号：2023SR06717；经过全国多家培训机构试用，反映良好，具有一定的推广应用价值。现在，此套系统除了用于我校和全国近百家培训学校的挖掘机技能实训，还用于部分职业技能鉴定机关的职业技能培训认证。研制成功的挖掘机模拟教学仪实物如图（）所示。图1图2图3课题研制背景改革开放的深入发展，国家经济建设步伐的加快，推动了机械化程度的迅速提高。全国各地区城乡基础建设的火热进行，对挖掘机械及其驾驶操作人员的需求越来越多，因此带来了挖掘机驾驶技能培训市场的急速发展。但挖掘机驾驶员属于特种行业操作，对其掌握的技能、技术要求较高，而对于培育和造就他们的职业学校，则要求具备更高的教学能力和技术基础。在挖掘机模拟教学仪未发明之前，传统的培训是在对学员短暂的理论教学之后，就在有限的时间内进行挖掘机实际上机操作训练，学习挖掘机操作的各种技能技巧；但挖掘机操作的技能技巧是需要通过较长时间的实际上机训练才能熟练掌握的。这种训练方式存在很多问题，如成本很高、安全性差、效率较低、污染严重等，学员受经济条件、训练时间限制，不能熟练掌握挖掘机操作的技能技巧，给以后的实际工作带来很多困难和问题，威胁着人身和财产的安全。如何解决这些矛盾，研制先进的培训机械，改革传统的训练方式，创立科学的培训模式，加快高素质挖掘机驾驶人才培训，就成为亟待解决的课题。设计方案本课题研发，旨在提供一种模拟操作系统。该培训装置包括模拟操作台、模拟操作部件、传感系统或开关器、单片机、可编程控制器和图像显示器。模拟操作部件安装在工作台上；在模拟操作部件下均安装有传感系统或开关器，传感系统或开关器通过数据线与用于一级信号处理的单片机连接，将信号传输给单片机，单片机通过数据接口与用于二级信号处理的可编程控制器连接，可编程控制器通过数据线与显示器系统连接。河模拟披操作登部件温包括凑挖掘德机左化操作瘦手柄纹、右双操作愿手柄甲、左那行走罚踏板致、右嚷行走胖踏板物、操绩作杆予、座小椅、书底座鸭，座补椅连锄接在乞底座稍上，皮在座环椅的毙左侧溜和右堆侧分丹别连盐接有研左操崭作手捕柄和咳右操文作手用柄，冻座椅叙前端脱的下蹈部连捞接有弦左行泥走踏猜板和钳右行红走踏宴板，律左行廊走踏迁板和位右行雷走踏气板分诚别连拔接有棉左行队走操拣作杆垮和右长行走勿操作钩杆。厉左操所作手判柄和割右操绵作手慰柄包依括6篮、万发向节盐，7蹄、球掀头，茅8坝、连侮杆；扇万向胀节、角球头倚、连卷杆顺遭序连种接，微并通击过连哭杆与乌工作汉台连萄接。踢传感环器为浪开关犹，或拼者为颠霍尔系器件粥。公可编胳程控馋制器经由主粉板娘与主兼板电砖器处紫理单顽元、半存储必单元拴连接款组成累。亩原理幕特征纳系统蒙具有洲可编额程控瓣制器丸、视兆景数径据库泊、图乖像生秀成器南、图饥像显霜示系炒统、者传感鼠系统泥或开退关、逢应用吸软件外系统协和安炉装在帆操作迎台上舒的操蛮作部垄件；急在左踩右操吴作手酷柄及恐左右孙行走际踏板情下各跌装有阅传感竿系统碰或开至关来颤收集蜂操作漆部件等动作穴产生睡的信樱号数歪据。扰与左蛛操纵过手柄刊相连填的传叙感系伙统或灿开关超，通效过电胆路触内点的姿连接炊，形邮成闭那环电坐路，巡通过鹊电流旺判断椒左操鸟纵手坛柄的球前后梳左右士动作啊方向启；与勒右操遭纵手蔽柄相其连的槐传感碰系统榜或开级关，玻通过污电路椅触点斗的连烫接，浊形成煤闭环搬电路名，通统过电尘流判党断右旨操纵爱手柄馅的前乡后左妈右动答作方其向。机在左与行走顽操纵听杆前准后设骄置传循感系集统或袖开关复，通捷过电眠路触案点的士连接该，形舒成闭蠢环电劫路，队通过企电流奴判断苍左行攻走手吨杆的撒动作病方向血；在圣右行盆走操桥纵杆泻前后夕设置砖传感剃系统酿或开舱关，何通过灯电路个触点边的连馋接，羞形成耳闭环丙电路详，通胖过电辜流判绸断右沈行走页手杆责的动参作方找向。吐有益饮效果病由于亿采用套了上鲁述方枕案，微学习柜者在用操作棒台上池操作含各种炕操作光部件丑时，纯会触悠到所梅设置等的心传感顿系统纽或开续关器锁，该石传感勒系统纲或开蛋关器扣使所迹对应渠的电斜路接挨通产烈生电糊流，住传递剧给一弄级处岛理系倦统单坟片机衔，经袖过信判号处深理后刑采用训数据界线传扇递给哈可编陡程控步制器牵，屿可编烈程控告制器溪通过域相应遗的A冬/D稻转换永后获巴得相续关动打作指辣令，肥然后狱通过倍数据船接口悲再传岔递给精图象床显示巡系统宇，图盏象显窄示系钟统在睬视景雁数据肚库中碌调出衣对应应的毯视景悄，并熟生成穴模拟逗的工霜作环砌境场趴景，扶将同滥步图限形显嘉示在李显示趣系统求上，覆不需煎在现梁实的测挖掘宰机上尊就可风以扩有效圣进行戚技能裤训练鼠。呢系统瓦结构便、操剪作台盐结构露示意汽图顿该装支置由执模拟遇机操咽作部酬件、劈传感零系统棕或开届关、箭单片浑机、纱可编字程控腔制器纤（由帜主板钥、主耽板电锐器处伙理单亚元、贤存储闻单元赛）从和显衬示系会统组嫌成。扇1、碑显示扭系统棕，2统、可基编程岂控制的器，俱3、挎数据劣线，热4、掩单片晨机，快5、另左操纤作手登柄，六6、定万向幅节，彼7、商球头绣，8洒、连招杆，育9、当工作泰台，险10阵、右手操作换手柄氧，1洗1、约左行你走踏鹅板，砖12绍、右拳行走头踏板围，1剃3、欲右行戒走操剪作杆体，1吨4、壳左行霜走操默作杆刚，1撑5、掠传感奸系统可或开贱关委制作卡安装坊该培泡训装浑置包林括模秤拟操壶作台肺、模社拟操臣作部从件、沃传感兼系统雄或开耗关器便、单停片机狭、爆可编角程控下制器污和图败像显愤示器渐。牛模拟明操作拖部件摧安装该在工犹作台钞上；缘在模却拟操层作部奇件下沫均安碍装有商传感信系统晕或开盒关器追，潮传感笔系统救或开归关器蝶通过肠数据仓线与售用于陷一级耽信号蜂处理酷的沾单片素机连筛接，炊将信丙号传奴输给交单片永机，跌单片鸟机通宴过数擦据接领口与梁用于湾二级冠信号政处理关的哲可编则程控蜻制器逐连接馒，涝可编吃程控记制器览通过俗数据开线与孝显示侍器因系统湾连接飘。乏模拟次操作鞋部件鸡采用裳与真轧机相窑同的料硬件印设备滤。余系统屡软件忙包含姐挖掘揪机古模拟漏操作父软件脚系统梨，通龄过按胡键进淘行选绸择视崖角模镰式，忙从而遮进行屠挖掘新机课霸题的鼻操作普与学蔽习；壮软件贼操作称系统舍的视芦角采局用驾碍驶室赏内部公视角预模式怪和驾蓝驶室兰外部悟视角终模式葡两种召。宅本系称统也咐可以详不使讯用可誉编程园控制纷器（归由主劣板、姓主板麦电器常处理渔单元添、存送储单扩元组师成）挠，通统过在耻单片脉机上朝实现缠可编吓程控花制器很的功择能；售也可表以不啊使用葛传感醉系统仆来收晃集数蔬据信灰息，尾采用郑开关仔收集区数据菊信息礼。茅实训贿示例蒙打开早模拟笑器主旨电源芦开关薪后，抽启动后可编退程控盒制器幼（由晃主板只、主注板电励器处咸理单到元、渔存储构单元携组成弄）特和图壮形显但示器涛，使面采集边整理监的挖政掘机俗工作狗时的礼动作让画面串同步读显示凝在屏送幕上坐。稠左操醒纵手鸦柄5绝前后衫动作旷对应隆挖掘激机动冰臂开雷、收末动作跑。手希柄5劝向前捏推动婚时，伏球头姨7向范下运拴动，葵使传灰感器兄或开贪关接当触，脆输出他信号抖通过轿数据持线传究递到哀单片刚机，池经过偏一级伏信息蒸处理仍后，擦通过妖数据俩接口悄传递类到纠可编械程控三制器拒，并寿进行欺二级语数据为处理观，最降终邀在显吸示系贼统上厌显示抬完成峰动臂炒开的费动作乱图形资；操常作手藏柄5隐向后遗拉时虽，球谷头7顷向上阿运动拒，使弹传感婚器或建开关膀接触兽，输赤出信银号通惜过数屯据线旁传递贵到单束片机尘，经况过一饭级信槽息处祥理后糟，通剑过数向据接利口传剪递到击可编遭程控逗制器妥，并茅进行泪二级惭数据呆处理编，财将相落应的阵动臂咽收回虚的图魄形显筝示在顿显示病系统秋上。绩左操末纵手赔柄5贸左右焦动作石对应松挖掘妈机左偏、右肝旋转公动作烧。手慕柄5呢向左课拉动纳时，堵球头鼻7向尝左运讲动，休使传艘感器当或开葡关接太触，鸽输出费信号慎通过壳数据逝线传隆递到盆单片映机，速经过救一级注信息医处理圈后，栽通过穷数据事接口惑传递昼到奏可编尺程控成制器弊，并饱进行迎二级侄数据希处理代，构在显肾示系贴统上查显示显完成仆左旋声转的肿动作图图形绣；操螺作手狂柄5眼向右宁拉动厨时，游球头谎7向翠右运掉动，播使传飞感器智或开窃关接旅触，居输出倚信号街通过别数据民线传榴递到恶单片抚机，隔经过砌一级秤信息你处理屈后，茶通过虎数据愿接口害传递样到立可编稠程控线制器融，并六进行跟二级昏数据互处理纲，搞将相株应的皮右旋娃转的蔬图形透显示墙在显璃示系然统上稿。域右操吉纵手直柄1堵0前替后动肝作对铃应挖遣掘机写大臂型升、百降动丙作。轮手柄买10祸向前趁拉动耐时，熊球头姐7向竹下运选动，尤使传回感器窑或开肝关接伯触，日输出葱信号弹通过处数据日线传猜递到却单片径机，挪经过敏一级勉信息萌处理沃后，暴通过傲数据挑接口博传递仍到爪可编衣程控慌制器刮，并舍进行技二级阿数据顿处理忧，凯在显铸示系权统上愧显示裤完成佳挖掘勾机大把臂降承下的拥动作跳图形咽；操庄作手别柄1江0向捉后拉灰动时雕，球堤头7恢向上袋运动疯，使识传感伏器或辫开关柴接触资，输驴出信但号通纤过数目据线蹄传递饼到单辟片机界，经蚕过一井级信搏息处钩理后柿，通然过数陵据接柜口传断递到鼻可编屯程控唐制器循，并回进行脆二级格数据宋处理床，尼将相孙应的遍大臂佳升上岂的图菜形显苹示在尊显示遣系统煌上。候右操速纵手蔽柄1扰0左蹦右动页作对办应挖肯掘机任挖斗缸开、柱收动由作。忌手柄气10餐向左掉拉动融时，富球头黄7向词左运盘动，旋使传今感器宜或开滚关接屯触，陵输出摧信号督通过粪数据而线传平递到井单片志机，题经过般一级丹信息宿处理覆后，何通过依数据锐接口驾传递膛到箭可编害程控羞制器简，并饰进行想二级雹数据拖处理叮，起在显线示系哲统上批显示膝完成膝挖掘擦机挖变斗收帮的动优作图辱形；南操作建手柄添10播向右锹拉动钓时，袄球头裤7向价右运煮动，雷使传先感器纽或开伸关接命触，碎输出子信号扒通过转数据友线传详递到配单片竿机，琴经过创一级置信息鞭处理致后，毙通过先数据牙接口园传递箱到清可编报程控厕制器迷，并宴进行醉二级粗数据触处理快，墙将相恐应的枝挖斗晕开的故图形纪显示给在显绘示系轨统上承。雷左行校走操矿作杆堵14烟前后检动作煎对应礼挖掘雹机左秀边履发带前则后运楼动动抓作，统手杆奶14宏向前夺拉动芦时，怕使传亲感器影或开每关接收触，颠输出龄信号钉通过如数据轧线传雀递到租单片杜机，代经过伏一级绣信息疏处理顺后，签通过茂数据振接口捆传递歪到斤可编去程控都制器陷，并脆进行眨二级和数据室处理忽，敌在显沙示系晨统上熄显示神左履驶带前窜驶的班动作糕图形彻；手临杆1振4向摘后拉拉动时著，使然传感香器或黄开关腐接触涂，输堆出信梁号通将过数幼据线查传递鬼到单著片机气，经恢过一肆级信疯息处谅理后羞，通笔过数漂据接弊口传模递到涝可编牧程控落制器则，并栽进行且二级叼数据萝处理磁，袄将相蛋应的秧左履拒带后咽驶的蹦图形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