[发明专利]特种机械虚拟导师触感式实时主动训练装置及其训练方法

说明书

本发明公开了一种特种机械虚拟导师触感式实时主动训练装置及其训练方法，包括硬件控制设备、软件控制系统和时机幅度触感训练手法，所述软件控制系统安装在硬件控制设备中，并控制硬件控制设备按指令教导、训练和纠正学员进行操作，操作模拟装置设置有束缚手脚的简易装置，所述传感器安装在并反馈教学指挥硬件、操作模拟装置和驱动装置和学员的实时信息；所述时机幅度触感训练手法包括机器触感被动训练手法、学员掌握的动作评价手法和学员缺陷强化训练手法。本发明虚拟与现实相结合，让学员身临其境的学习，能够用来训练各种常规或特种技能，并低成本、高效率、无危险性的让学员掌握，培养临危不乱的本能习惯。

技术领域

本发明涉及技师技能培训考核领域，尤其涉及一种特种机械虚拟导师触感式实时主动训练装置及其训练方法。

背景技术

目前人们掌握机械操作的使用方法是，通常在前期理论课结束后，就进行实际上模拟机操作训练，然后上真实机器学习其操作技能、技巧。目前市场上面有：挖掘机、装载机、平地机、旋挖钻机、推土机等等二十多种机器的模拟机；这种培训方法已经比较科学；但是仍然美中不足，对于教练员要求比较高，急需发明一种高端，并且能够模拟真机主动指挥带动学员手、脚、视角运动，达到傻瓜式教学；

对于很多特种机器，模拟机软件开发周期长成本很高，市场机器存量不太大，但是其操作细节很多又十分复杂，没有模拟机，理论后直接上机培训，这种实际训练方式、方法存在着很多问题，例如成本大、耗材高、占用场地大、消耗较多燃料、排放污染多等缺点，使用者在训练过程中也受到时间、经济条件等限制，造成使用者不能熟练掌握机械的操作技能、技巧，在以后的实际工作中也带来许多的安全隐患。

对于新设计的高端模拟设备，中间需要一个特别的连接杆，能够实现空载分离，需要的时候给信号连接锁定，并且在锁定情况下，如果推拉超过一定力度，又能够报警，使用寿命长、体积小、质量轻、价格实惠的连接杆。

当前，在机械工程领域和其他领域机械设备的模拟机培训教学过程中，通常都是学员在了解了模拟机实训操作流程后自己根据操作要求去完成上机的各种操作，以完成模拟实训任务，但在实际操作过程中往往由于初次接触模拟机，对模拟机的操作要求和适应能力不能一下子到位，导致在模拟操作过程中达不到理想的操作状态，尽管模拟机实训操作与真实的设备上机操作危险性较低，成本也相对较小，但如何通过科学有效的模拟机设计在同样的时间内使学员快速达到理想的上机操作水平是困扰模拟机培训教学的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种特种机械虚拟导师触感式实时主动训练装置及其训练方法，大幅降低真机操作风险和成本，并且能够分析、掌握和个性化针对性训练学员熟练掌握各种常规或特种技能。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

特种机械虚拟导师触感式实时主动训练装置及其训练方法，包括硬件控制设备、软件控制系统和时机幅度触感训练手法，三者别具匠心的结合方式相当于为学员提供了一个入门初期的机械导师，在学员还是一穷二白，什么都不懂的情况下，有一个时时刻刻手把手，脚把脚的实时贴身指教导师，帮助学员快速突破入门时刻的艰难关卡，通过触感刺激准确掌握技术要领，不死板教条的受书本理论知识的束缚，快速成为熟练的实操人员，所述软件控制系统安装在硬件控制设备中，并控制硬件控制设备按指令教导、训练和纠正学员进行操作，所述硬件控制设备包括安装骨架、外壳、电路板、传感器、教学指挥硬件、操作模拟装置和驱动装置，所述电路板设置有集成电路，安装在有外壳的安装骨架上，通过电线电缆或线束或无线接收发送装置与传感器、教学指挥硬件、操作模拟装置和驱动装置分别连接，构成回路，接收或传送各种信号和/或指令，所述驱动装置连接并驱动操作模拟装置工作，所述操作模拟装置设置有束缚手脚的简易装置，所述传感器安装在并反馈教学指挥硬件、操作模拟装置和驱动装置和学员的实时信息；所述时机幅度触感训练手法包括机器触感被动训练手法、学员掌握的动作评价手法和学员缺陷强化训练手法，具体的是包括步骤①-⑨：