[发明专利]基于纯电动汽车高压部分虚拟拆装检测的VR互动教学装置

说明书

本发明涉及一种基于纯电动汽车高压部分虚拟拆装检测的VR互动教学装置，包括：学习及操作模块，用于导入部件信息，确定拆装最优序列；指导模块，用于搭建虚拟拆装教学平台；以及评估模块，用于构建评估体系，监测学员的操作状态并对学员做出综合评价。本发明通过构建新能源汽车涉及高压部分检测及相关部件认识实训项目的3D互动教学系统，教师通过PC端下发VR教学资源，在VR软件平台上适时更新任务内容、指导教学，学员则通过VR设备可开展互动式学习训练，可提高学员学习兴趣，反复练习，熟识规范操作流程，为安全实训操作提供保障。这将解决“传统的新能源技术课程”课堂实训教学安全隐患大的问题。

技术领域

本发明涉及虚拟教学技术领域，特别是涉及一种基于纯电动汽车高压部分虚拟拆装检测的VR互动教学装置。

背景技术

在没有感性认识的情况下,让学员直接接触车辆并进行操作,很大程度上会引起操作错误,引发设备损坏或者安全事故。特别是新能源纯电动汽车，其动力模块的多处为高压器件，电压高达330多伏，若学员误操作或不规范操作，流经人体的电流也很大，学员极易发生触电伤害事故。这不仅增加了教师的心理负担,对教学进度也会造成一定影响。

发明内容

本发明的目的是通过构建新能源汽车涉及高压部分检测及相关部件认识实训项目的3D互动教学系统，教师通过PC端下发VR教学资源，在VR软件平台上适时更新任务内容、指导教学，学员则通过VR设备可开展互动式学习训练，可提高学员学习兴趣，反复练习，熟识规范操作流程，为安全训练操作提供保障。这将解决“传统的新能源技术课程”课堂实训教学安全隐患大的问题。

本发明提供的一种基于纯电动汽车高压部分虚拟拆装检测的VR互动教学装置，包括：

学习及操作模块，用于导入部件信息，确定拆装最优序列；

指导模块，用于搭建虚拟拆装教学平台；以及

评估模块，用于构建评估体系，监测学员的操作状态并对学员做出综合评价。

优选方案是：所述学习及操作模块导入部件信息的方式包括：

收集拆装对象的相关信息，所述拆装对象的相关信息包括部件形状、部件大小、在拆装过程中避免部件之间发生碰撞而产生的部件之间的空间约束；将收集到的拆装对象的相关信息导入软件SolidWorks及3dmax中，在Solidworks中采用自下而上的设计方式建模；对所述拆装对象模拟部件分离过程，解除部件约束、理清部件间的约束关系，确定部件拆装的可行性，并确定部件拆装的初始运动方向。

优选方案是：所述指导模块搭建虚拟拆装教学平台的方式包括：

整理所述拆装对象的部件约束关系，基于Petri网络设计出所述拆装对象中各部件的逻辑模型，依据Petri网发生变迁的前置条件，确定每一拆装对象部件的前置变迁集合，进一步理清拆装对象的部件装配优先级；根据部件约束关系、装配优先级、装配工艺难易度绘制APN，Assembly Petri Net变迁详情表以及APN结构图，获得最优拆装序列。

优选方案是：所述指导模块还用于：在unity3d中搭建虚拟拆装平台，导入多样的拆装序列，将所述拆装对象约束关系和部件约束引入拆装过程。

优选方案是：所述评估模块构建评估体系、监测学员的操作状态并对学员做出综合评价的方式包括：

考察学员的拆装效率、拆装态度、拆装准确率、知识点掌握情况；

设置评估指标，即拆装过程所用时间、错误操作次数、装配顺序错误次数，在线答题考核分数；

分配权重占比，给不同的一级指标、二级指标根据重要程度分配不同的权重；

选用模糊综合算子对各级指标进行单因素模糊评价和综合模糊评价，根据最大隶属度原则得到最终的评估结果。