一种交互式特种车辆维修专家仿真系统及方法与流程

本发明涉及虚拟现实领域以及机械工程领域，特别是涉及一种交互式特种车辆维修专家仿真系统。

背景技术：

1、现有的车辆故障诊断、故障排查、故障维修指导、培训与考核方式多为线下现场培训，通过ppt、视频等方式进行故障诊断、维修作业流程的初步培训，再结合特种车辆的物理样机进行实操训练，从而完成操作人员的培训。操作员在实际作业中使用的指导文件通常为图文结合的指导手册，以及部分重点环节的操作视频，此种方式存在以下问题：

2、培训周期长：现有的培训方式通常是通过线下的集体培训进行，因此，需要学员到现场，此种方式需配合车辆的物理样机进行培训，进行实操培训，每一个学员的锻炼机会较少，为使得学员获得足够丰富的经验，会拉长整体的培训周期。

3、培训成本高：传统的培训方式依赖于线下培训以及依赖于现场的物理样机，在培训过程中，学员的差旅费用以及使用物理样机进行培训时产生的零件损耗均会导致高昂的培训成本。

4、培训过程中的安全风险：没有经验的操作人员直接进行实操培训时，可能会由于工作使用错误，或者操作步骤错误，或者不符合工作规范而造成安全风险。

5、知识留存率低：由于无法通过物理样机仿真所有故障情况，因此部分故障只能通过视频，或者图文来进行讲解。同时，依赖于物理样机的培训需要安排课时，无法任意进行重复的操作训练，从而无法巩固加深知识的理解，因此导致知识留存率低。

6、指导文件不直观：现有的作业指导文件通常使用图片、文字以及部分视频来进行辅助，对现场工作进行指导，而无论是图片还是视频，均存在视线死角的问题，因此指导不够直观，经验不足的操作人员往往无法直接通过文件指导完成维修作业。

7、因此，本领域亟需一种培训周期短、成本低、风险低、知识留存率高、指导文件更加直观的技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种培训周期短、成本低、风险低、知识留存率高、指导文件更加直观的仿真培训系统。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种交互式特种车辆维修专家仿真系统，包括：

4、特种车辆三维数学模型导入模块，用于导入特种车辆三维数学模型；

5、车辆维修系统功能架构模块，用于自动生成车辆维修系统功能架构；

6、交互式维修程序模块，用于存储交互式维修程序；

7、考核试题模块，用于在标准题库抽取试题模拟操作；

8、以及交互式维修系统操作ui。

9、可选的，所述车辆维修系统功能架构模块包括：走合维护单元、定程维护单元、保养考核单元、故障维修单元、日常保养单元、定期保养单元和综合考核单元。

10、可选的，所述交互式维修程序模块包括：零件功能介绍单元、工具选择单元、维修引导单元和程序蓝图单元。

11、可选的，所述考核试题模块包括：机油液面检查试题单元、冷却液面检查试题单元、转向机检查试题单元、制动距离检查试题单元、燃油预滤器放水试题单元、发动机润滑油更换试题单元、皮带检查试题单元和离合器踏板自由行程试题单元。

12、一种交互式特种车辆维修专家仿真系统的仿真方法，包括：

13、s1：将特种车辆三维数学模型导入系统；

14、s2：通过结构化表格关联，实现车辆维修系统功能架构自动生成；

15、s3：编写交互式维修程序；

16、s4：编写交互式维修系统操作ui，并与s3的结果建立关联；

17、s5：内嵌考核试题，在标准题库抽取试题模拟操作。

18、可选的，还包括：

19、用户提出学习及使用需求；

20、按模块交互式检索；

21、生成模拟界面；

22、模拟演练；

23、申请考核；

24、若考核通过，生成考核及资质认证；

25、若考核不通过，则再次进行模拟演练和进行考核，直到考核通过为止。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、本发明提供的交互式特种车辆维修专家仿真系统，能够提高操作人员的培训效率，降低培训成本。该系统能够引导操作人员在现场进行故障诊断，逐步排查问题，找到根本的故障原因，从而进行维修指导。本系统利用虚拟现实技术对作业场景进行仿真，在虚拟环境中搭建出1:1的数字样机，让维修人员无需依赖物理样机，可以在虚拟环境中对所有的故障问题进行培训与训练。通过该种方式，培训人员可以将所有的常见和非常见问题进行学习与实操训练，并且可以在该仿真环境中随时随地的进行练习，加快经验的积累，提高整体的培训效率。由于使用虚拟样机在虚拟环境中进行培训，因此可以通过互联网将所有的培训者集中在同一虚拟环境中，无需培训者到现场，从而减少了差旅费用。此外，依赖虚拟样机，所有的操作者可以在安全的环境中进行任意的拆装训练、演习，而不用担心由于损坏物理样机而产生经济成本。通过对每一个故障的历史维修记录进行分析，获得在该故障发生时诊断的优先级。以此为依据，指导操作者对故障进行逐一的排查。定位到问题零件后，通过可交互的三维可视化指导手册引导操作者进行零件的维护与拆装。

技术特征：

1.一种交互式特种车辆维修专家仿真系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的交互式特种车辆维修专家仿真系统，其特征在于，所述车辆维修系统功能架构模块包括：走合维护单元、定程维护单元、保养考核单元、故障维修单元、日常保养单元、定期保养单元和综合考核单元。

3.根据权利要求1所述的交互式特种车辆维修专家仿真系统，其特征在于，所述交互式维修程序模块包括：零件功能介绍单元、工具选择单元、维修引导单元和程序蓝图单元。

4.根据权利要求1所述的交互式特种车辆维修专家仿真系统，其特征在于，所述考核试题模块包括：机油液面检查试题单元、冷却液面检查试题单元、转向机检查试题单元、制动距离检查试题单元、燃油预滤器放水试题单元、发动机润滑油更换试题单元、皮带检查试题单元和离合器踏板自由行程试题单元。

5.一种根据权利要求1-4任一项所述的交互式特种车辆维修专家仿真系统的仿真方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求1所述5所述的仿真方法，其特征在于，还包括：

技术总结本发明提供了一种交互式特种车辆维修专家仿真系统和方法，属于虚拟现实领域以及机械工程领域，系统包括：特种车辆三维数学模型导入模块、车辆维修系统功能架构模块、交互式维修程序模块、考核试题模块以及交互式维修系统操作UI；本系统能够提高操作人员的培训效率，降低培训成本。该系统能够引导操作人员在现场进行故障诊断，逐步排查问题，找到根本的故障原因，从而进行维修指导。本系统利用虚拟现实技术对作业场景进行仿真，在虚拟环境中搭建出1:1的数字样机，让维修人员无需依赖物理样机，可以在虚拟环境中对所有的故障问题进行培训与训练。并且可以在该仿真环境中随时随地的进行练习，加快经验的积累，提高整体的培训效率。技术研发人员：康良玉受保护的技术使用者：康良玉技术研发日：技术公布日：2024/5/6