一种可三维实体仿真的教学实训机床的制作方法

本发明涉及机床教学实训，具体为一种可三维实体仿真的教学实训机床。

背景技术：

1、为了培养出可独立操作机床的工作人员，通常会对学员进行教学实训课程，目前，机床实训采用两种方式，第一种方式，是采用实体机床进行实训，第二种方式，是采用模拟软件和pc操作界面，解析数控代码，配合固定的动画和系统界面进行模拟仿真。

2、其中，对于第一种方式，优点是实训效果好，但是缺点也非常明显，若想培训出可操作车床和铣床两种机床的操作人员，需要购买两套机床，所需花费成本高，并且上手难度大，容易产生安全事故，对于第二种方式，机床的操作只能通过软件进行，无法达到实体反馈的效果，与实际操作差异大，模拟效果较差。

3、故而提出了一种可三维实体仿真的教学实训机床，来解决以上的问题。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种可三维实体仿真的教学实训机床，可进行车铣一体双模式实训，所需花费成本较少，且不会造成安全事故，同时，在视觉、听觉、味觉和触觉上，多方面得到较为实体的反馈，与实际操作差异较小，模拟效果较好，以解决上述背景技术中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可三维实体仿真的教学实训机床，包括实训机床主体，所述实训机床主体的右侧设置有计算机，所述实训机床主体的前侧设置有车铣一体操作组件，所述实训机床主体的顶面设置有全息投影组件，所述全息投影组件上设置有气味模拟组件，所述实训机床主体顶面的左右两侧均设置有扬声器；

5、所述计算机包括交互面板模块、声音模拟模块、气味模拟模块、立体仿真构造模块和车铣模式切换模块；

6、所述交互面板模块用于与实训人员进行交互，所述交互面板模块用于控制声音模拟模块、气味模拟模块、立体仿真构造模块和车铣模式切换模块；

7、所述计算机与扬声器电性连接，所述声音模拟模块用于模拟车床和铣床加工时的声音以及故障时的声音，并通过扬声器将声音播放；

8、所述气味模拟模块用于控制气味模拟组件；

9、所述立体仿真构造模块用于构建机床加工时的三维仿真动画，并通过全息投影组件将三维仿真动画立体投影；

10、所述车铣模式切换模块用于控制车铣一体操作组件，且车铣一体操作组件与立体仿真构造模块之间设置有传感器模块，所述传感器模块用于将车铣一体操作组件的模拟信息传递至立体仿真构造模块。

11、作为优选的，所述车铣一体操作组件包括切换架，所述切换架固定安装在实训机床主体的底部前侧，所述切换架的顶部转动连接有切换轴，所述切换轴的中部固定安装有切换板，所述切换板的一面固定安装有车床模拟机，所述切换板的另一面固定安装有铣床模拟机，所述切换轴的端部固定安装有蜗轮，所述切换架的顶部固定安装有电机一，且电机一与车铣模式切换模块通信连接，所述电机一的输出端固定连接有蜗杆，所述蜗轮与蜗杆相啮合，所述车床模拟机和铣床模拟机均通过传感器模块与立体仿真构造模块通信连接。

12、作为优选的，所述车床模拟机和铣床模拟机上的操作部件与实体车床和实体铣床的形状和位置相对应。

13、作为优选的，所述全息投影组件包括设置在实训机床主体顶面中部的全息投影屏，所述全息投影屏的顶部设置有激光投影仪，所述激光投影仪与立体仿真构造模块通信连接。

14、作为优选的，所述全息投影组件还包括固定安装在实训机床主体顶部的遮光罩，所述激光投影仪远离全息投影屏的一侧连接在遮光罩上。

15、作为优选的，所述气味模拟组件包括固定安装在遮光罩顶部的风吸管，所述风吸管内腔的底部固定安装有第一连接架，所述第一连接架的中部固定安装有气味发生管，所述风吸管内腔的中部固定安装有第二连接架，所述第二连接架的中部固定安装有电机二，且电机二与气味模拟模块通信连接，所述电机二的输出端固定安装有驱动杆，且驱动杆转动连接在气味发生管的顶部，所述驱动杆远离电机二的一端固定套接有离心搅拌桨，所述气味发生管内腔的底部设置有摩擦环，离心搅拌桨外表面的底部与摩擦环摩擦连接，所述气味发生管内腔的顶部开设有排气孔，所述驱动杆的中部套设有弹簧，所述弹簧的上下两端分别连接有堵板和支撑环，所述支撑环固定套接在驱动杆的外表面，所述堵板的内表面活动套接在驱动杆上，并且在驱动杆静止时，堵板封堵排气孔。

16、作为优选的，所述驱动杆靠近电机二的一端固定套接有风吸扇，所述风吸管的顶部固定连通有冷凝管，所述冷凝管的底部与气味发生管的内腔相连通，所述冷凝管的底部连通有添加斗，所述添加斗上可拆卸安装有密封盖。

17、作为优选的，所述冷凝管的中部为螺旋管结构。

18、作为优选的，所述第一连接架、第二连接架和堵板均为镂空结构。

19、(三)有益效果

20、与现有技术相比，本发明提供了一种可三维实体仿真的教学实训机床，具备以下有益效果：

21、1、本发明在进行实训时，实训人员通过交互面板模块控进行交互，由车铣模式切换模块确定操作模式，同时将对应模式的车床模拟机或铣床模拟机调节至上方，通过其操作部件模拟实训操作，车床模拟机和铣床模拟机再通过传感器模块将模拟信息传递至立体仿真动画构造模块，由立体仿真动画构造模块构建三维仿真动画并传输至激光投影仪，再由全息投影屏将三维仿真动画立体展示，同时，由声音模拟模块模拟对应的机床加工声音，并通过扬声器将声音播放，同时，由气味模拟模块控制电机二的启动，离心搅拌桨摩擦摩擦环，搅拌切屑液，打开排气孔，并加热切屑液，使其气味即切屑液小液珠向气味发生管外挥发，模拟机床加工时的气味，利用上述结构，可进行车铣一体双模式实训，所需花费成本较少，且不会造成安全事故，同时，在视觉、听觉、味觉和触觉上，多方面得到较为实体的反馈，趣味性较强，与实际操作差异较小，模拟效果较好。

22、2、本发明随着切屑液气味挥发的过程中，风吸扇同步旋转，使风吸管内产生负压，将部分小液珠上吸，接着，上吸的小液珠经过冷凝管冷凝聚集，重新流入气味发生管内，利用上述结构，将切屑液小液珠进行循环利用，减少损耗，同时还可保持实训环境中切屑液气味浓度较低，避免随着实训时长，周围环境切屑液气味变浓，对实训人员的身体造成严重损害，从而提高实训设备的实用性。

技术特征：

1.一种可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：包括实训机床主体(1)，所述实训机床主体(1)的右侧设置有计算机(2)，所述实训机床主体(1)的前侧设置有车铣一体操作组件(3)，所述实训机床主体(1)的顶面设置有全息投影组件(4)，所述全息投影组件(4)上设置有气味模拟组件(5)，所述实训机床主体(1)顶面的左右两侧均设置有扬声器(6)；

2.根据权利要求1所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述车铣一体操作组件(3)包括切换架(31)，所述切换架(31)固定安装在实训机床主体(1)的底部前侧，所述切换架(31)的顶部转动连接有切换轴(32)，所述切换轴(32)的中部固定安装有切换板(33)，所述切换板(33)的一面固定安装有车床模拟机(34)，所述切换板(33)的另一面固定安装有铣床模拟机(35)，所述切换轴(32)的端部固定安装有蜗轮(36)，所述切换架(31)的顶部固定安装有电机一(37)，且电机一(37)与车铣模式切换模块通信连接，所述电机一(37)的输出端固定连接有蜗杆(38)，所述蜗轮(36)与蜗杆(38)相啮合，所述车床模拟机(34)和铣床模拟机(35)均通过传感器模块与立体仿真构造模块通信连接。

3.根据权利要求2所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述车床模拟机(34)和铣床模拟机(35)上的操作部件与实体车床和实体铣床的形状和位置相对应。

4.根据权利要求1所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述全息投影组件(4)包括设置在实训机床主体(1)顶面中部的全息投影屏(41)，所述全息投影屏(41)的顶部设置有激光投影仪(42)，所述激光投影仪(42)与立体仿真构造模块通信连接。

5.根据权利要求4所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述全息投影组件(4)还包括固定安装在实训机床主体(1)顶部的遮光罩(43)，所述激光投影仪(42)远离全息投影屏(41)的一侧连接在遮光罩(43)上。

6.根据权利要求1所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述气味模拟组件(5)包括固定安装在遮光罩(43)顶部的风吸管(51)，所述风吸管(51)内腔的底部固定安装有第一连接架(52)，所述第一连接架(52)的中部固定安装有气味发生管(53)，所述风吸管(51)内腔的中部固定安装有第二连接架(54)，所述第二连接架(54)的中部固定安装有电机二(55)，且电机二(55)与气味模拟模块通信连接，所述电机二(55)的输出端固定安装有驱动杆(56)，且驱动杆(56)转动连接在气味发生管(53)的顶部，所述驱动杆(56)远离电机二(55)的一端固定套接有离心搅拌桨(58)，所述气味发生管(53)内腔的底部设置有摩擦环(59)，离心搅拌桨(58)外表面的底部与摩擦环(59)摩擦连接，所述气味发生管(53)内腔的顶部开设有排气孔(510)，所述驱动杆(56)的中部套设有弹簧(512)，所述弹簧(512)的上下两端分别连接有堵板(513)和支撑环(511)，所述支撑环(511)固定套接在驱动杆(56)的外表面，所述堵板(513)的内表面活动套接在驱动杆(56)上，并且在驱动杆(56)静止时，堵板(513)封堵排气孔(510)。

7.根据权利要求6所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述驱动杆(56)靠近电机二(55)的一端固定套接有风吸扇(57)，所述风吸管(51)的顶部固定连通有冷凝管(514)，所述冷凝管(514)的底部与气味发生管(53)的内腔相连通，所述冷凝管(514)的底部连通有添加斗(515)，所述添加斗(515)上可拆卸安装有密封盖(516)。

8.根据权利要求7所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述冷凝管(514)的中部为螺旋管结构。

9.根据权利要求7所述的可三维实体仿真的教学实训机床，其特征在于：所述第一连接架(52)、第二连接架(54)和堵板(513)均为镂空结构。

技术总结本发明公开了一种可三维实体仿真的教学实训机床，涉及机床教学实训技术领域，包括实训机床主体，实训机床主体的右侧设置有计算机，实训机床主体的前侧设置有车铣一体操作组件，实训机床主体的顶面设置有全息投影组件，全息投影组件上设置有气味模拟组件，实训机床主体顶面的左右两侧均设置有扬声器；本发明在进行实训时，由全息投影屏将三维仿真动画立体展示，由声音模拟模块模拟对应的机床加工声音，切屑液小液珠向气味发生管外挥发，模拟机床加工时的气味，利用上述结构，可进行车铣一体双模式实训，所需花费成本较少，且不会造成安全事故，同时，在视觉、听觉、味觉和触觉上，多方面得到较为实体的反馈，与实际操作差异较小，模拟效果较好。技术研发人员：余万华,王晶,胡田秀,肖力友,周海鹏,李火林,葛文明受保护的技术使用者：武汉天河南方航空技术开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13