基于VR的输电线路检修培训系统及方法技术方案

本发明专利技术提供基于VR的输电线路检修培训系统，包括主控装置、VR头盔、VR手柄和定位装置，主控装置包括控制模块、建模模块、培训模块、警示模块、案例展示模块、总结模块和评分模块，VR头盔、VR手柄、定位装置、建模模块和培训模块均与控制模块连接，培训模块包括线路巡视模块、更换绝缘子模块、更换防震锤模块、更换间隔棒模块和拉线制作模块。本发明专利技术还提供基于VR的输电线路检修培训方法。本发明专利技术能够降低培训成本，提高培训质量，加快培训效率，激发被培训者的学习动力，增强学习体验，实现情境学习和知识迁移，促进电力技能培训现代化的实现。

Training system and method of transmission line maintenance based on VR

【技术实现步骤摘要】
基于VR的输电线路检修培训系统及方法
本专利技术涉及基于VR的输电线路检修培训系统及方法。
技术介绍
随着我国电网的建设和发展，输电线路已经大面积覆盖各省市、城乡，输电线路的正常运行已经是确保国民经济发展的重要条件，而相应而来的则是输电线路运维与检修工作压力的日益增大。输电线路运维与检修属于高危作业，其培训较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种基于VR的输电线路检修培训系统及方法，降低培训成本，提高培训质量，加快培训效率，激发被培训者的学习动力，增强学习体验，实现情境学习和知识迁移，促进电力技能培训现代化的实现。本专利技术通过以下技术方案实现：基于VR的输电线路检修培训系统，包括主控装置、VR头盔、VR手柄和定位装置，主控装置包括控制模块、建模模块、培训模块、警示模块、案例展示模块、总结模块和评分模块，VR头盔、VR手柄、定位装置、建模模块、培训模块、警示模块、案例展示模块、总结模块和评分模块均与控制模块连接，培训模块包括线路巡视模块、更换绝缘子模块、更换防震锤模块、更换间隔棒模块和拉线制作模块，建模模块用于构建等比例还原输电线路及构建其所处环境的虚拟空间，被培训者通过VR手柄选择进入的培训模块，控制模块通过VR头盔向被培训者展示该培训模块所对应的虚拟空间，案例展示模块用于向被培训者展示该培训模块所对应的典型案例，被培训者通过VR手柄进行操作，定位装置用于获取被培训者在虚拟空间中的操作动作，警示模块用于当被培训者出现错误操作时发出警示信号，总结模块用于在被培训者出现错误操作时进行截图，并在操作结束后将截图向被培训者进行展示，评分模块用于根据操作时间长短对被培训者的操作进行评分。进一步的，所述线路巡视模块包括在所述虚拟空间的输电线路上随机模拟异常和缺陷。进一步的，所述更换绝缘子模块包括在所述虚拟空间模拟停电更换整串直线绝缘子；所述更换防震锤模块包括在所述虚拟空间模拟防震锤的拆卸、拾取和安装过程；所述更换间隔棒模块包括在所述虚拟空间模拟间隔棒的拆卸和安装过程。进一步的，所述拉线制作模块包括模拟制作带中把及绝缘子的拉线和制作不带中把及绝缘子的拉线。进一步的，所述建模模块包括基础环境建模、输电线路建模和运检设备建模，基础环境建模包括对输电线路所处的地形地貌以及草木山石进行建模；输电线路建模包括等比例还原输电线路各部件的结构、空间尺寸以及与基础环境之间的关系；运检设备建模包括对运检设备进行建模并建立设备信息数据库。进一步的，所述警示信号包括声音警戒、模型高亮、屏幕文字或者颜色的报警。进一步的，所述案例展示模块设置有分别与所述线路巡视模块、更换绝缘子模块、更换防震锤模块、更换间隔棒模块和拉线制作模块对应的典型案例，所述案例均为真实的线路检修案例。进一步的，所述定位装置包括重力感应器、陀螺仪和激光位置传感器。本专利技术还通过以下技术方案实现：基于VR的输电线路检修培训方法，包括如下步骤：A、被培训者通过操作VR手柄选择进入的培训模块；B、控制模块通过VR头盔向被培训者展示该培训模块所对应的虚拟空间；C、案例展示模块向培训者展示该培训模块所对应的典型案例；D、被培训者学习典型案例后，操作VR手柄进行该培训模块的操作，当出现错误操作时，警示模块发出警示信号，总结模块将错误操作进行截图，并发送至控制模块；E、操作结束后，评分模块根据操作时间长短对被培训者的操作进行评分，总结模块将截图向培训者展示。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的建模模块构建了等比例还原输电线路及其所处环境的虚拟空间，培训模块包括了线路巡视模块、更换绝缘子模块、更换防震锤模块、更换间隔棒模块和拉线制作模块，可模拟五种不同类型的培训，被培训者可选择需要培训进行操作，即能够完成培训，如此能够降低培训成本，案例展示模块可根据被培训者选择的培训向其展示对应的案例，警示模块在被培训者出现错误操作时发出警示信号，总结模块则在出现错误操作时进行截图，并在操作结束后将截图向培训者进行展示，使其对错误印象更加深刻，评分模块则根据操作时间长短对被培训者的操作进行评分，从而提高培训质量，加快培训效率，激发被培训者的学习动力，增强学习体验，实现情境学习和知识迁移，促进电力技能培训现代化的实现。2、本专利技术的拉线制作模块包括模拟制作带中把及绝缘子的拉线和制作不带中把及绝缘子的拉线，制作带中把及绝缘子的拉线较繁琐也较难，不带中把及绝缘子的拉线制作量较少，被培训者可根据自身水平选择制作的拉线，使培训者能够循序渐进地掌握拉线制作。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图1为本专利技术的原理框图。其中，11、控制模块；12、建模模块；13、培训模块；131、线路巡视模块；132、更换绝缘子模块；133、更换防震锤模块；134、更换间隔棒模块；135、拉线制作模块；14、警示模块；15、案例展示模块；16、总结模块；17、评分模块；2、VR头盔；3、VR手柄；4、定位装置。具体实施方式基于VR的输电线路检修培训系统包括主控装置、VR头盔2、VR手柄3和定位装置4，主控装置包括主控装置、VR头盔2、VR手柄3和定位装置4，主控装置包括控制模块11、建模模块12、培训模块13、警示模块14、案例展示模块15、总结模块16和评分模块17，VR头盔2、VR手柄3、定位装置4、建模模块12、培训模块13、警示模块14、案例展示模块15、总结模块16和评分模块17均与控制模块11连接，培训模块13包括线路巡视模块131、更换绝缘子模块132、更换防震锤模块133、更换间隔棒模块134和拉线制作模块135，建模模块12用于构建等比例还原输电线路及构建其所处环境的虚拟空间，被培训者通过VR手柄3选择进入的培训模块13，控制模块11通过VR头盔2向被培训者展示该培训模块13所对应的虚拟空间，案例展示模块15用于向被培训者展示该培训模块13所对应的典型案例，被培训者通过VR手柄3进行操作，定位装置4用于获取被培训者在虚拟空间中的操作动作，警示模块14用于当被培训者出现错误操作时发出警示信号，总结模块16用于在被培训者出现错误操作时进行截图，并在操作结束后将截图向被培训者进行展示，评分模块17用于根据操作时间长短对被培训者的操作进行评分。建模模块12包括基础环境建模、输电线路建模和运检设备建模，基础环境建模包括对输电线路所处的地形地貌以及草木山石进行建模，在本实施例中，选择搭建山区的地形地貌，包括山区所拥有的花草树木、线路鸟害、通行铁路等；输电线路建模包括等比例还原输电线路各部件的结构、空间尺寸以及与基础环境之间的关系，输电线路各部件包括导线、杆塔、绝缘子、金具、杆塔基础、拉线和接地装置等；运检设备建模包括对运检设备进行建模并建立设备信息数据库，运检设备包括望远镜、测距仪、红外测温仪和紫外仪等。线路巡视模块131包括在虚拟空间的输电线路上随机模拟异常和缺陷，具体操作流程包括：1)召开班前会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于VR的输电线路检修培训系统，其特征在于：包括主控装置、VR头盔、VR手柄和定位装置，主控装置包括控制模块、建模模块、培训模块、警示模块、案例展示模块、总结模块和评分模块，VR头盔、VR手柄、定位装置、建模模块、培训模块、警示模块、案例展示模块、总结模块和评分模块均与控制模块连接，培训模块包括线路巡视模块、更换绝缘子模块、更换防震锤模块、更换间隔棒模块和拉线制作模块，建模模块用于构建等比例还原输电线路及构建其所处环境的虚拟空间，被培训者通过VR手柄选择进入的培训模块，控制模块通过VR头盔向被培训者展示该培训模块所对应的虚拟空间，案例展示模块用于向被培训者展示该培训模块所对应的典型案例，被培训者通过VR手柄进行操作，定位装置用于获取被培训者在虚拟空间中的操作动作，警示模块用于当被培训者出现错误操作时发出警示信号，总结模块用于在被培训者出现错误操作时进行截图，并在操作结束后将截图向被培训者进行展示，评分模块用于根据操作时间长短对被培训者的操作进行评分。/n

【技术特征摘要】
1.基于VR的输电线路检修培训系统，其特征在于：包括主控装置、VR头盔、VR手柄和定位装置，主控装置包括控制模块、建模模块、培训模块、警示模块、案例展示模块、总结模块和评分模块，VR头盔、VR手柄、定位装置、建模模块、培训模块、警示模块、案例展示模块、总结模块和评分模块均与控制模块连接，培训模块包括线路巡视模块、更换绝缘子模块、更换防震锤模块、更换间隔棒模块和拉线制作模块，建模模块用于构建等比例还原输电线路及构建其所处环境的虚拟空间，被培训者通过VR手柄选择进入的培训模块，控制模块通过VR头盔向被培训者展示该培训模块所对应的虚拟空间，案例展示模块用于向被培训者展示该培训模块所对应的典型案例，被培训者通过VR手柄进行操作，定位装置用于获取被培训者在虚拟空间中的操作动作，警示模块用于当被培训者出现错误操作时发出警示信号，总结模块用于在被培训者出现错误操作时进行截图，并在操作结束后将截图向被培训者进行展示，评分模块用于根据操作时间长短对被培训者的操作进行评分。


2.根据权利要求1所述的基于VR的输电线路检修培训系统，其特征在于：所述线路巡视模块包括在所述虚拟空间的输电线路上随机模拟异常和缺陷。


3.根据权利要求1所述的基于VR的输电线路检修培训系统，其特征在于：所述更换绝缘子模块包括在所述虚拟空间模拟停电更换整串直线绝缘子；所述更换防震锤模块包括在所述虚拟空间模拟防震锤的拆卸、拾取和安装过程；所述更换间隔棒模块包括在所述虚拟空间模拟间隔棒的拆卸和安装过程。


4.根据权利要求1或2或3所述的基于VR的输电线路检修培训系统，其特征在于：所述拉线制作模块包括模拟制作带中把及绝缘子的拉线和制作不带中把...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾昌健，许金应，李丽，陈超，郭文坚，刘金平，张尤波，罗思媛，
申请(专利权)人：福建省电力有限公司泉州电力技能研究院，国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35