CN202650398U - 设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，包括由连杆机构实现的二自由度平台和安装在其上的装叉一体机模拟操作平台。本实用新型具有非常真实的叉车和装载机操作体验，尤其是能模拟使用者在驾驶时的晃动和颠簸感受，提高了模拟真实程度；大大降低叉车和装载机操作培训的成本，并且不受天气和场地等因素的影响，可以加快学员成长速度，并可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试。

Description

设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***

技术领域

本实用新型属于工程机械模拟培训设备领域，尤其涉及叉车-装载车一体的操作培训模拟教学设备。

背景技术

随着国民经济突飞猛进，国家基础建设蓬勃发展，带动着国内工程机械的发展。工程装载车行业也同其它工程机械一样发展迅速，因而带动了对装载车驾驶员的需求；同时随着仓库物流等行业的发展，对货物叉车驾驶员的需求越来越大等。目前对驾驶学员的培训通常是在前期理论课结束后，就进行实际上机操作训练，学习驾驶操作技能、技巧。但起重机的各种操作技能、技巧是通过长时间实际上机训练才可以熟练掌握的。这种训练方式存在着很多问题，例如成本很高、耗材大、培训场地收限制以及受天气等因素影响，在训练过程中受到时间、条件的限制，不利于学员快速成长。现有的模拟操作***，使用者坐在座椅上通过教学仪上的操作杆、踏板、操作按钮等进行模拟操作；而教学仪上设置的显示器显示模拟的画面对使用者的操作进行反馈，但是该种反馈仅仅对使用者形成视觉上的反馈，而无法模拟出在具体的操作环境下驾驶座椅的颠簸或者倾斜的反馈，对模拟出的情景受到了限制。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型提供了一种用于模拟叉车和装载车的真车上机操作的设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***。

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，包括由连杆机构实现的二自由度平台和安装在其上的装叉一体机模拟操作平台，其中：所述装叉一体机模拟操作平台，包括底座、显示器、模拟操作台、座椅和主机，所述底座前端设有安装台，并在该安装台上方设有显示器，所述座椅安装在底座后端；所述模拟操作台包括方向盘、离合/刹车/油门踏板、换挡操作杆、叉车操作杆和装载车操作杆，其中所述叉车操作杆包括货叉升降操作杆和货叉倾斜操作杆，并与方向盘以及换挡操作杆一同设置在所述安装台上；所述装载车操作杆包括铲斗操作杆和大臂操作杆，并设置在座椅的一侧；所述主机通过数据线与显示器连接；所述二自由度平台，包括静平台、用以支撑模拟操作***用的动平台、固定于静平台上的一对步进电机、分别与步进电机连接的一对减速器、连接减速器以及动平台的连杆机构以及设置于动平台及静平台之间的支撑连接装置；所述连杆机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆的一端刚接于减速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于动平台上。

由于叉车和装载车的驾驶和操作比较接近，因此将叉车和装载车的操作杆部件集合到一个底座上，从而可以节省成本；且通过二自由度平台可以模拟真车驾驶时的颠簸感。

作为优选，所述安装台上设置有用于切换叉车操作杆和装载车操作杆的***切换按钮，从而在练习叉车或装载车的驾驶时互不干扰，更能模拟真实的驾驶体验。

进一步的，所述所述安装台采用柱状的仪表台，所述方向盘和换挡操作杆安装在该仪表台上，且该仪表台上还设有转向灯控制杆、***切换按钮和灯光控制按钮。

作为优选，所述显示器为单屏显示器、三屏显示器或环形屏幕显示器。

进一步，所述铲斗操作杆和大臂操作杆合并为一操作手柄。

作为优选，所述支撑连接装置为万向节。

作为优选，所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：具有非常真实的叉车和装载机操作体验，尤其是能模拟使用者在驾驶时的晃动和颠簸感受，提高了模拟真实程度；大大降低叉车和装载机操作培训的成本，并且不受天气和场地等因素的影响，可以加快学员成长速度，并可广泛用于游戏、展示、实验、教学以及技能鉴定考试。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为实施例2的结构示意图；

图4为图3的左视图；

图5为实施例3的结构示意图；

图6为图5中二自由度平台的左视图。

其中，底座1、显示器2、座椅3、安装台4、方向盘5、离合/刹车/油门踏板6、换挡操作杆7、货叉升降操作杆8、货叉倾斜操作杆9、铲斗操作杆10、大臂操作杆11、转向灯控制杆12、***切换按钮13、灯光控制按钮14、传感器15、操作手柄16、点火开关17、静平台20、动平台30、步进电机41、减速器42、第一连杆43、第二连杆44、连接头45支撑连接装置50。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图1～2所示，一种设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，用于叉车和装载车操作培训时模拟练***台和安装在其上的装叉一体机模拟操作平台，其中：

所述装叉一体机模拟操作平台，包括底座1、三屏显示器2、模拟操作台、座椅3和主机，该底座1由钢板焊接而成，其中模拟操作台包括方向盘5、离合/刹车/油门踏板6、换挡操作杆7、叉车操作杆和装载车操作杆等。底座1前端用铁板焊接有安装台4，在该安装台4上方通过支架将显示器2安装其上，在安装台4正对座椅3部位设置方向盘5，其左侧安装台4上设置换挡操作杆7，其右侧部分设置叉车操作杆，它包括货叉升降操作杆8和货叉倾斜操作杆9。在底座1底部设置离合/刹车/油门踏板6，其中离合踏板设在方向盘左侧，而刹车和油门踏板设在方向盘右侧；同时座椅3安装在底座1的后端，并在该座椅3右手侧设置铲斗操作杆10和大臂操作杆11，从而可以分别控制铲斗的收放和大臂升降等动作。在模拟操作台的所有操作部件端部都设置传感器15，通过该传感器将操作部件的动作转换成电信号，传输到电脑主机上处理后就可以得到使用者在操作时对应操作模拟画面，并在与主机连接的显示器2上显示。另外，在安装台4上还设置切换开关的***切换按钮13，从而可以随时切换叉车操作杆和装载车操作杆的操作，还可以在安装台4上设置点火开关17，因此可以模拟更加真实。

而所述二自由度平台，包括静平台20、用以支撑模拟操作***用的动平台30、固定于静平台20上的一对步进电机41、分别与步进电机41连接的一对减速器42、连接减速器42以及动平台30的连杆机构以及设置于动平台30及静平台20之间的支撑连接装置50。该支撑连接装置50为万向节，支撑连接装置50能够固定动平台30及静平台20在前后方向及左右方向的相对位置，但是可以使动平台30相对静平台20进行上下及左右的摆动。所述连杆机构包括第一连杆43及第二连杆44，所述第一连杆43的一端刚接于减速器的输出轴42上，第二连杆44的一端与第一连杆43铰接而另一端通过连接头45连接于动平台30上。所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。当在某些模拟场景中需要模拟驾驶座的倾斜或颠簸时，控制两步进电机41使第一连杆43转动并带动第二连杆44升降，并通过控制两个第二连杆44的升降高度或/和速度的不同而改变动平台30倾斜的角度或者倾斜角度变换的速度，从而能够使驾驶座模拟出特定环境下的倾斜或者颠簸，提高了场景模拟的真实度。而支撑连接装置50起到支撑动平台30的作用，并由于支撑连接装置50的各个自由度可调节性，当动平台30在模拟倾斜或颠簸时，支撑连接装置50可以在各个方向倾斜活动，不会对动平台30的模拟运动造成影响。为了便于方便运输，可以将本模拟操作***放置在集装箱内。

实施例2

如图3～4所示，本实施例与实施例1相比，将安装台改为与真机更加相近的仪表台，方向盘5安装在该仪表台上，而换挡操作杆7设在仪表台左侧；同时在仪表台的右侧还设有转向灯控制杆12，另外在仪表台控制面板上还设有用于对软件***进行切换控制的***切换按钮13，以及用于控制装载车灯光的灯光控制按钮14。如此这样，与真实装载车的操作更加接近，从而使得学员感受到逼真的驾驶感觉。

实施例3

如图5所示，本实施例与实施例2相比，将座椅的右侧将原来的铲斗操作杆和大臂操作杆合并换成一个操作手柄16，这样更加方便操作。

Claims (7)

1.一种设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，其特征在于：包括由连杆机构实现的二自由度平台和安装在其上的装叉一体机模拟操作平台，其中：

所述装叉一体机模拟操作平台，包括底座、显示器、模拟操作台、座椅和主机，所述底座前端设有安装台，并在该安装台上方设有显示器，所述座椅安装在底座后端；所述模拟操作台包括方向盘、离合/刹车/油门踏板、换挡操作杆、叉车操作杆和装载车操作杆，其中所述叉车操作杆包括货叉升降操作杆和货叉倾斜操作杆，并与方向盘以及换挡操作杆一同设置在所述安装台上；所述装载车操作杆包括铲斗操作杆和大臂操作杆，并设置在座椅的一侧；所述主机通过数据线与显示器连接；

所述二自由度平台，包括静平台、用以支撑模拟操作***用的动平台、固定于静平台上的一对步进电机、分别与步进电机连接的一对减速器、连接减速器以及动平台的连杆机构以及设置于动平台及静平台之间的支撑连接装置；所述连杆机构包括第一连杆及第二连杆，所述第一连杆的一端刚接于减速器的输出轴上，第二连杆的一端与第一连杆铰接而另一端通过连接头连接于动平台上。

2.根据权利要求1所述设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，其特征在于：所述安装台上设置有用于切换叉车操作杆和装载车操作杆的***切换按钮。

3.根据权利要求1所述设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，其特征在于：所述所述安装台采用柱状的仪表台，所述方向盘和换挡操作杆安装在该仪表台上，且该仪表台上还设有转向灯控制杆、***切换按钮和灯光控制按钮。

4.根据权利要求1所述设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，其特征在于：所述显示器为单屏显示器、三屏显示器或环形屏幕显示器。

5.根据权利要求3所述设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，其特征在于：所述铲斗操作杆和大臂操作杆合并为一操作手柄。

6.根据权利要求1所述设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，其特征在于：所述支撑连接装置为万向节。

7.根据权利要求1所述设有连杆实现的二自由度平台的装叉一体机模拟操作***，其特征在于：所述连接头为球铰、或关节轴承、或万向节。

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