[发明专利]一种伐木机械的操作技能仿真培训系统

摘要

一种伐木机械的操作技能仿真培训系统，由六自由度运动平台系统、伐木机驾驶员座椅、伐木机操作机构、操作信号采集器、仿真计算机、三维仿真软件、大屏幕电视机、显示器支架组成；伐木机驾驶员座椅、伐木机操作机构和显示器支架置于六自由度运动平台之上且与平台刚性连接，大屏幕电视机固定在显示器支架上，伐木机操作机构信号输出至操作信号采集器，操作信号采集器通过485总线接仿真计算机，仿真计算机通过HDMI接口接大屏幕电视机，六自由度运动平台系统的控制信号端口与485总线连接。相对于当前的培训手段，本发明具有虚拟仿真场景中各物理现象的真实，虚拟仿真临场感强的特点。

主权项

1.一种伐木机械的操作技能仿真培训系统，其特征在于：由六自由度运动平台系统、伐木机驾驶员座椅、伐木机操作机构、操作信号采集器、仿真计算机、三维仿真软件、大屏幕电视机、显示器支架组成；所述伐木机驾驶员座椅、伐木机操作机构和显示器支架置于所述六自由度运动平台之上且与平台刚性连接，所述大屏幕电视机固定在所述显示器支架上，所述伐木机操作机构信号输出端口接所述操作信号采集器的信号输入端口，所述操作信号采集器的信号输出端口接485总线，485总线通过485‑USB转换器接所述仿真计算机的USB接口，所述仿真计算机通过HDMI接口接所述大屏幕电视机，所述六自由度运动平台系统的控制信号输入端口与485总线连接；所述三维仿真软件在OSG+Vortex平台进行开发并运行于仿真计算机之上；操作信号采集器实时接收伐木机操作机构的操纵信号，然后通过485总线将其发送至仿真计算机，运行于仿真计算机的仿真软件获取到操作数据后，由多体动力学和碰撞检测实时仿真引擎Vortex对虚拟场景中各物体之间的物理接触及运动包括伐木机车体与环境的碰撞、树木之间的碰撞干涉、归堆木材的滚落等物理行为进行计算，然后由三维图形引擎OSG对虚拟场景中各物体位置、图形进行更新并输出给大屏幕电视机显示，在虚拟环境中完成伐木机的操纵动作以及虚拟场景中各物体的干涉响应，同时，仿真软件将Vortex计算得出的虚拟场景中伐木机车体姿态数据通过485总线发送给六自由度运动平台系统，六自由度运动平台系统同步产生与虚拟伐木机车体同样的姿态变化动作，使处于运动平台之上的操作者感受到真实的颠簸，软件同步播放相应音效文件。