[实用新型]一种基于虚拟现实教育的焊接焊枪装置及焊接实训系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接焊枪教育领域，具体为一种基于虚拟现实教育的焊接焊枪装置及焊接实训系统。

背景技术

现实世界进行焊接实训教育时，需要使用者在实验室或工厂实际操作，这样导致成本很高。此外，焊接焊枪在使用的过程中有很多注意点，如：焊枪插电后，绝对不要去触碰枪头，一不小心碰到绝对会烫伤起水泡，需赶快冲水；焊接时尽量让焊锡使用量刚好，增加导电效率；焊枪至于焊枪架时，依然需小心别触碰到架旁的物体等等。对于初次使用者，尤其是对于学生，由于每次进行实训的有几十个甚至更多人，而老师只有一个，因此很容易导致事故发生。进一步的，学生使用焊枪焊接完成后，焊接效果如何，只能通过老师靠经验逐个进行检查，这样不仅浪费了大量的人力而且检查结果也并不规范。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决进行焊接实训教育时，需要专门的实验场所，成本高、易引发危险且不能客观评估焊接效果，从而导致训练效果不佳的问题，提供一种既能模拟焊接实验，又能实际操作的基于虚拟现实教育的基于虚拟现实教育的焊接焊枪装置及焊接实训系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于虚拟现实教育的焊接焊枪装置，包括焊枪本体，还包括设置在焊枪本体上的定位追踪器及焊点检测装置，所述定位追踪器用于获取所述焊枪本体的位置信息和角度信息；所述焊点检测装置用于实时检测焊接好的点。

一种基于虚拟现实教育的焊接实训系统，包括空间定位装置、VR眼镜、设置有中央处理器的主机、显示装置、所述的焊接焊枪装置及分别设置在所述VR眼镜和焊接焊枪装置上的红外光球；所述中央处理器与所述定位追踪器相连用于接收焊接焊枪装置的位置信息和角度信息；所述中央处理器与所述VR眼镜相连用于将根据获取的位置信息和角度信息生成虚拟焊枪的运动轨迹发送给所述VR眼镜；所述空间定位装置布置在所述VR眼镜和所述焊接焊枪装置周围，按照预设的频率采集图像，从所述图像中定位出每个红外光球的位置，并提取出每个红外光球的运动轨迹，发送给所述中央处理器；所述中央处理器根据接收到的每个红外光球的运动轨迹对图像进行相应的变换，并将变换后的图像发送给所述VR眼镜；所述中央处理器与所述焊点检测装置相连用于接收检测到的焊接好的焊接点，对焊接点的数据进行处理，并对焊接状况进行评估；所述显示装置与所述中央处理器相连用于接收焊接状况评估结果并显示。

优选的，所述焊点检测装置包括LED光源模块、CCD摄像模块和图像数字化处理模块；所述CCD摄像模块与所述LED光源模块相连用于根据所述LED光源模块显示出的焊接状况进行图像抓取；所述图像数字化处理模块与所述CCD摄像模块相连用于接收抓取的图像并进行处理；所述图像数字化处理模块与所述中央处理器相连用于发送焊接好的焊接点。

优选的，所述空间定位装置包括第一红外图像传感器、第二红外图像传感器和位置处理模块；所述第一红外图像传感器和所述第二红外图像传感器分别与所述位置处理模块相连，用于在同一时刻从两个不同的角度采集设置在所述VR眼镜和焊接焊枪装置上的红外光球的图像，并将采集到的图像发送给所述位置处理模块；所述位置处理模块与所述中央处理器相连，用于根据所述第一红外图像传感器和所述第二红外图像传感器在同一时刻采集的两帧图像，识别出红外光球的位置，并提取红外光球的运动轨迹，发送给所述中央处理器。

优选的，所述空间定位装置还包括射频芯片，所述空间定位装置通过所述射频芯片无线连接到所述中央处理器。

优选的，所述定位追踪器设置有Pogo pin和USB接口；所述定位追踪器通过所述Pogo pin或USB与主机相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型利用VR虚拟现实眼镜(VR眼镜)模拟焊接件和焊接场景，学生不再受限于课堂实训；

(2)本实用新型的焊接焊枪装置设置有定位追踪器，可以模拟使用者操作的动作，使体验更加逼真，另外，焊接焊枪装置上设置的焊点检测装置可以实时检测到焊接好的点，并将数据传输给主机的中央处理器；

(3)主机的中央处理器通过对比已有数据评估系统、大数据算法，输出焊接情况；

(4)通过VR虚拟现实场景模拟焊接实训的过程，可以降低实训成本、降低焊接风险。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的一种基于虚拟现实教育的焊接焊枪装置及焊接实训系统不局限于实施例。

附图说明