一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備，包括模擬面罩、模擬焊接電源和立柱；立柱上安裝有顯示器和模擬試板；立柱垂直安裝于底座上，立柱頂端設(shè)有頭盔支撐架；模擬面罩包括面罩和設(shè)置于面罩上的頭盔固定環(huán)、固定環(huán)調(diào)節(jié)螺栓、視頻眼鏡和視頻眼鏡調(diào)節(jié)螺栓；模擬焊接電源包括機(jī)箱、設(shè)置于機(jī)箱頂部的把手、功能按鈕和設(shè)置于機(jī)箱底部的支撐輪；機(jī)箱中設(shè)有計(jì)算機(jī)和電源，所述電源連接計(jì)算機(jī)、顯示器和模擬試板；顯示器通過顯示器支撐架固定于立柱上；模擬試板通過固定于立柱上。本實(shí)用新型專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以靈活的根據(jù)使用者的高低調(diào)整各器件的高度和角度。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備
本技術(shù)涉及焊接模擬與仿真培訓(xùn)領(lǐng)域，特別涉及一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備。
技術(shù)介紹
焊接技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中比較重要的一個(gè)方面，它被廣泛的應(yīng)用于造船、汽車、石油天然氣以及航空航天等領(lǐng)域。盡管當(dāng)前各種自動(dòng)焊與半自動(dòng)焊發(fā)展迅速，但是具體到我國國情，手工電弧焊仍然有著比較廣泛的應(yīng)用。因?yàn)椋鄬τ谧詣?dòng)焊與半自動(dòng)焊，手工電弧焊更為靈活、方便并且成本更低。但是隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的一些發(fā)達(dá)地區(qū)出現(xiàn)了用工荒，在焊接領(lǐng)域則體現(xiàn)為焊接工人整體數(shù)量下降的同時(shí)熟練焊工比例在減少。該現(xiàn)象給傳統(tǒng)的焊接培訓(xùn)帶來了挑戰(zhàn)，如何縮短焊工培訓(xùn)周期，如何讓新的焊工快速掌握焊接的技術(shù)成為一個(gè)新的課題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展為焊接培訓(xùn)領(lǐng)域帶來了新的思路一虛擬焊接培訓(xùn)。傳統(tǒng)的焊接培訓(xùn)周期長、污染大、損耗高、容易對新學(xué)員造成如灼傷、觸電等危害，直接導(dǎo)致培訓(xùn)成本較高、效果差。同時(shí)，由于手工電弧焊有一定危險(xiǎn)性，容易給初級(jí)焊接學(xué)員帶來心里壓力，使得他們不能快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。模擬培訓(xùn)在焊接培訓(xùn)領(lǐng)域的應(yīng)用可以很好的解決上述問題。首先，模擬焊接培訓(xùn)損耗小、無污染，不僅符合節(jié)能減排的要求，還能極大的降低培訓(xùn)成本；其次，采用模擬焊接設(shè)備輔助教師的模式對學(xué)員進(jìn)行教學(xué)能極大的提高師資的利用率，徹底打破傳統(tǒng)焊接培訓(xùn)中一對一的低效培訓(xùn)模式；最后，模擬焊接培訓(xùn)設(shè)備可以綜合多媒體技術(shù)，使得焊接教學(xué)更加生動(dòng)、有趣，并且能夠讓學(xué)員有針對性的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)效率與效果。在國內(nèi)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)在1987年開始著手虛擬焊接培訓(xùn)方面的研究工作，該校于1991年5月研制成功第一臺(tái)樣機(jī)。1998年，吉林工業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)了一種光學(xué)的模擬焊接操作的訓(xùn)練系統(tǒng)。2006年，天津大學(xué)和香港大學(xué)提出了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)和觸覺向?qū)У暮附优嘤?xùn)系統(tǒng)。2009年，裝甲兵技術(shù)學(xué)院的劉勝長等人發(fā)表論文“手工電弧焊操作模擬訓(xùn)練系統(tǒng)研究”，為模擬焊接培訓(xùn)領(lǐng)域帶來新思路。在國外，德國、美國較早的開始這方面的研究工作，法國、澳大利亞、日本等國也在上世紀(jì)末開始相關(guān)研究，并相繼取得一定成果。西安交通大學(xué)焊接研究所已經(jīng)研發(fā)出了“焊接操作模擬器”樣機(jī)HTS-08，并于2008年獲得國家專利技術(shù)專利。在此基礎(chǔ)之上，近兩來年焊接研究所的開發(fā)人員對樣機(jī)HTS-08進(jìn)行逐步改進(jìn)與完善，并相繼開發(fā)出HTS-09實(shí)驗(yàn)機(jī)型以及HTS-10改良機(jī)型。HTS-09主要由檢測模塊，3D場景模塊，評價(jià)模塊以及理論考試模塊組成。檢測模塊硬件主要由高清晰CCD工業(yè)攝像機(jī)和模擬焊鉗及試板組成，集成高精度傾角傳感器，并結(jié)合先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，能夠準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的檢測到焊工操作的位置信息，實(shí)現(xiàn)檢測精度±0. 5mm。3D場景模塊基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和有限元仿真模擬進(jìn)行三維場景建模，實(shí)現(xiàn)焊條的燒損，發(fā)出弧光以及產(chǎn)生飛濺等逼真效果，給使用者以良好的體驗(yàn)。評價(jià)模塊利用專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)包括實(shí)時(shí)評價(jià)，焊接傾角評價(jià)，運(yùn)條軌跡分析以及缺陷預(yù)測等功能，可以給出比較可信的評價(jià)結(jié)果。理論考試模塊是HTS-09相對獨(dú)立的一個(gè)模塊，通過運(yùn)用Fox Pro數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)以及考試相關(guān)的功能。對教師出題判卷有很好的輔助作用。現(xiàn)有焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際使用時(shí)仍有稍許不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種結(jié)構(gòu)更加簡單，使用方便的焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備，包括模擬面罩、模擬焊接電源和立柱；立柱上安裝有顯示器和模擬試板；立柱垂直安裝于底座上，立柱頂端設(shè)有頭盔支撐架。本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于模擬面罩包括面罩和設(shè)置于面罩上的頭盔固定環(huán)、固定環(huán)調(diào)節(jié)螺栓、視頻眼鏡和視頻眼鏡調(diào)節(jié)螺栓。本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于模擬焊接電源包括機(jī)箱、設(shè)置于機(jī)箱頂部的把手、功能按鈕和設(shè)置于機(jī)箱底部的支撐輪；機(jī)箱中設(shè)有計(jì)算機(jī)和電源，所述電源連接計(jì)算機(jī)、顯示器和模擬試板。本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于顯示器通過顯示器支撐架固定于立柱上，顯示器支撐架下方設(shè)有焊槍放置架；模擬試板通過漏斗支撐架固定于焊槍放置架下側(cè)；立柱上還設(shè)有鍵盤鼠標(biāo)支撐架。本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于漏斗支撐架包括通過固定螺釘固定于立柱上的第一套筒、玻璃安裝框和位于玻璃安裝框下部的框體，框體底部設(shè)有攝像機(jī)安裝架，攝像機(jī)安裝架上設(shè)有攝像機(jī)固定、調(diào)節(jié)孔；攝像機(jī)安裝架上安裝有CCD攝像機(jī)；模擬試板安裝于玻璃安裝框上。本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述計(jì)算機(jī)連接所述CXD攝像機(jī)、顯示器和視頻眼鏡。本技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于顯示器支撐架包括第二套筒、支撐架和U型片；U型片通過顯示器固定螺釘固定于顯示器上，U型片通過U型片固定螺釘與支撐架固定連接，支撐架與安裝于立柱上的第二套筒固定連接。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本技術(shù)一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以靈活的根據(jù)使用者的高低調(diào)整各器件的高度和角度。附圖說明圖I為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是模擬面罩的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是模擬焊接電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是立柱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是模擬試板的示意圖；圖6是顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)描述。請參閱圖I至圖6所示，本技術(shù)一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備，包括模擬面罩I、模擬焊接電源2、顯示器3、模擬試板4、CXD攝像機(jī)5、立柱6和底座7。模擬面罩I在焊接操作者操作時(shí)佩戴，模擬真實(shí)焊接時(shí)面罩過濾強(qiáng)烈的弧光。模擬面罩1，包括面罩14和設(shè)置于面罩14上的頭盔固定環(huán)U、固定環(huán)調(diào)節(jié)螺栓12、視頻眼鏡13和視頻眼鏡調(diào)節(jié)螺栓15。實(shí)用中，首先將頭部固定環(huán)11戴到頭上，調(diào)節(jié)上面的大小調(diào)整按鈕，適合操作者的大小，然后轉(zhuǎn)動(dòng)面罩14，使視頻眼鏡13調(diào)節(jié)到適合人眼的位置，再調(diào)節(jié)視頻眼鏡調(diào)節(jié)螺栓15，使操作者本身能夠清楚地看清焊接模擬場景為止。模擬焊接電源2包括機(jī)箱23、設(shè)置于機(jī)箱23頂部的把手21、功能按鈕22和設(shè)置于機(jī)箱23底部的支撐輪24。機(jī)箱23中包含電路系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)，該電路系統(tǒng)控制整個(gè)設(shè)備的電路，為計(jì)算機(jī)、傳感器、激光燈等提供電源。其中機(jī)箱中的計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)處理傳感器檢測的角度位置數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建起模擬焊接場景。操作時(shí)，首先打開總電源開關(guān)，然后開啟計(jì)算機(jī)，等系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)入焊接模擬設(shè)備的操作系統(tǒng)，進(jìn)行相應(yīng)的操作。1立柱6垂直固定于底座7上,顯不器3、模擬試板4和(XD攝像機(jī)5固定于立柱6上；立柱6頂端設(shè)有頭盔支撐架11用于懸掛模擬面罩1，顯示器3通過顯示器支撐架31固定于頭盔支撐架11下側(cè)；立柱6上設(shè)有位于顯示器支撐架31下側(cè)的焊槍放置架8，用于懸掛焊槍；模擬試板4通過漏斗支撐架41固定于焊槍放置架8下側(cè)，漏斗支撐架41可以沿著立柱6上下移動(dòng)，以適應(yīng)不同高度操作者的操作要求；漏斗支撐架41可以旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)可以將模擬試板4旋轉(zhuǎn)到垂直的位置，進(jìn)行立焊和橫焊操作；將CCD攝像機(jī)5旋轉(zhuǎn)到模擬試板4上方時(shí)，可以進(jìn)行仰焊焊接。漏斗支撐架41上設(shè)有遮光漏斗42，底部設(shè)有攝像機(jī)安裝架用于安裝(XD攝像機(jī)5,通過攝像機(jī)安裝架可以調(diào)節(jié)(XD攝像機(jī)5的高度,用以清晰成像。立柱6上還設(shè)有鍵盤鼠標(biāo)支撐架43，鍵盤鼠標(biāo)支撐架43可以上下移動(dòng)，并繞著立柱6進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。漏斗支撐架41包括通過固定螺釘412固定于立柱6上的套筒411、玻璃安裝框413、位于玻璃安裝框4本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種焊接操作模擬培訓(xùn)設(shè)備，其特征在于，包括模擬面罩（1）、模擬焊接電源（2）和立柱（6）；立柱（6）上安裝有顯示器（3）和模擬試板（4）；立柱（6）垂直安裝于底座（7）上，立柱（6）頂端設(shè)有頭盔支撐架（11）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛金保，張建勛，竇世濤，牛靖，張曉亮，董留寨，
申請(專利權(quán))人：中國石油天然氣第一建設(shè)公司，西安交通大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：