應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)模和容量日益擴(kuò)大、運(yùn)行方式日趨復(fù)雜，安全生產(chǎn)問(wèn)題成為電力可靠運(yùn)行的重要因素，電力部門一般采用安全培訓(xùn)的方式來(lái)提高操作人員的安全意識(shí)和操作水平。
[0003]但電力系統(tǒng)每個(gè)環(huán)節(jié)都可能存在安全隱患，培訓(xùn)操作不能隨意進(jìn)行?？梢暬夹g(shù)使三維仿真虛擬培訓(xùn)成為現(xiàn)實(shí)。通過(guò)電網(wǎng)仿真、變電站仿真、集控站仿真、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)仿真，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)真實(shí)模仿所做工作等手段開(kāi)展電力培訓(xùn)已成為新的發(fā)展趨勢(shì)。
[0004]其中施工人員與電力設(shè)備的安全間距是培訓(xùn)的重點(diǎn)課題之一，為此，基于電力三維仿真技術(shù)的應(yīng)用，電力企業(yè)開(kāi)發(fā)了應(yīng)用于輸配電安全距離的三維仿真系統(tǒng)，輸配電安全距離三維仿真系統(tǒng)V1.0版軟件(下文稱三維仿真系統(tǒng)V1.0版)，使得學(xué)員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上虛擬現(xiàn)實(shí)來(lái)學(xué)習(xí)安全間距知識(shí)，但學(xué)員只能利用視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)在計(jì)算機(jī)平臺(tái)平面媒體上學(xué)習(xí)，對(duì)距離沒(méi)有立體、直觀、清晰的感受，培訓(xùn)效果較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)距離沒(méi)有立體、直觀、清晰的感受，培訓(xùn)效果較差的問(wèn)題，提供一種應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)。
[0006]一種應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，包括:超聲波定位裝置，通信模塊，運(yùn)行輸配電安全距離三維仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備；
[0007]所述超聲波定位裝置包括用于發(fā)射超聲波和接收人體反射超聲波的超聲波傳感器、用于采集超聲波并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)采集電路以及用于將電信號(hào)換算為距離數(shù)據(jù)的單片機(jī)；
[0008]所述超聲波傳感器、信號(hào)采集電路以及單片機(jī)依次連接；所述單片機(jī)通過(guò)通信模塊連接所述計(jì)算機(jī)設(shè)備。
[0009]上述應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)超聲定位裝置可以測(cè)量人體與電力設(shè)備之間的距離數(shù)據(jù)，該距離數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊傳遞至運(yùn)行輸配電安全距離三維仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，計(jì)算機(jī)設(shè)備與超聲定位裝置同步運(yùn)行，即可在三維仿真的同時(shí)也實(shí)時(shí)展示學(xué)員的人體與電力設(shè)備之間的位置變化，使學(xué)員真實(shí)、直觀地體驗(yàn)到自己與電力設(shè)備之間的實(shí)際距離，直觀地體現(xiàn)人體進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)發(fā)生觸電或其它惡劣后果，提升了培訓(xùn)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為信號(hào)采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)描述。
[0014]參考圖1所示，圖1為本實(shí)用新型的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；主要包括:超聲波定位裝置10，通信模塊20，運(yùn)行輸配電安全距離三維仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備30 ；
[0015]所述超聲波定位裝置10包括用于發(fā)射超聲波和接收人體反射超聲波的超聲波傳感器101、用于采集超聲波并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)采集電路102以及用于將電信號(hào)換算為距離數(shù)據(jù)的單片機(jī)103 ；
[0016]所述超聲波傳感器101、信號(hào)采集電路102以及單片機(jī)103依次連接；所述單片機(jī)103通過(guò)通信模塊20連接所述計(jì)算機(jī)設(shè)備30。
[0017]上述應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)超聲定位裝置可以測(cè)量人體與電力設(shè)備之間的距離數(shù)據(jù)，該距離數(shù)據(jù)通過(guò)通信模塊20傳遞至運(yùn)行輸配電安全距離三維仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備30，計(jì)算機(jī)設(shè)備30與超聲定位裝置同步運(yùn)行，即可在三維仿真的同時(shí)也實(shí)時(shí)展示學(xué)員的人體與電力設(shè)備之間的位置變化，使學(xué)員真實(shí)、直觀地體驗(yàn)到自己與電力設(shè)備之間的實(shí)際距離，直觀地體現(xiàn)人體進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)發(fā)生觸電或其它惡劣后果，提升了培訓(xùn)效果。
[0018]對(duì)于超聲波定位裝置10，超聲波傳感器101既發(fā)射超聲波，又接收和檢測(cè)人體反射的回波，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸送到信號(hào)采集電路102進(jìn)行相關(guān)信號(hào)處理后輸送到單片機(jī)103，單片機(jī)103對(duì)電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并將其轉(zhuǎn)換為距離數(shù)據(jù)。
[0019]需要聲明的是，上述超聲波定位裝置10中的單片機(jī)103的換算功能可以通過(guò)現(xiàn)有的換算軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用新型中所提供的超聲波定位裝置10，通過(guò)將超聲波傳感器101、信號(hào)采集電路102以及單片機(jī)103結(jié)合連接應(yīng)用，其方案實(shí)現(xiàn)無(wú)需對(duì)計(jì)算機(jī)軟件程序進(jìn)行改進(jìn)，特此聲明。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，所述通信模塊20通過(guò)數(shù)據(jù)線連接所述計(jì)算機(jī)設(shè)備30。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，參考圖2所示，圖2為信號(hào)采集電路102的結(jié)構(gòu)示意圖；所述信號(hào)采集電路102包括依次連接的濾波電路1021、信號(hào)整形電路1022以及放大電路1023 ;所述濾波電路1021連接所述超聲波傳感器101，所述放大電路1023連接所述單片機(jī)103。
[0022]其中，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備30包括主機(jī)、輸入設(shè)備以及顯示器；所述主機(jī)連接所述通信模塊20，所述輸入設(shè)備(鍵盤、鼠標(biāo)等)和顯示器分別連接所述主機(jī)。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)還可以包括:電力設(shè)備模型40 ;其中，所述超聲波定位裝置10設(shè)于所述電力設(shè)備模型40上。
[0024]參考圖3所示，圖3為本實(shí)用新型的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)例圖(圖中示出了相關(guān)部分結(jié)構(gòu))。
[0025]所示電力設(shè)備模型40可以是各種根據(jù)實(shí)際電力設(shè)備形狀制作的模型，將該模型放置在三維仿真體驗(yàn)平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)，超聲波定位裝置10設(shè)置在模型上，這樣學(xué)員接近模型的過(guò)程中，超聲波定位裝置10能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出人體與模型之間的距離，從而可以更真實(shí)、更直觀地體驗(yàn)到自己與電力設(shè)備之間的實(shí)際距離，提升了培訓(xùn)效果。
[0026]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，在現(xiàn)有運(yùn)行三維仿真系統(tǒng)V1.0版軟件的基礎(chǔ)上，新增加了用于超聲波定位相關(guān)硬件，通過(guò)提供相應(yīng)的裝置及其連接，從而實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)設(shè)備30中實(shí)時(shí)顯示距離數(shù)據(jù)的功能，其方案實(shí)現(xiàn)無(wú)需對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備30本身的軟件程序進(jìn)行改進(jìn)，特此聲明。
[0027]為了更加清晰本實(shí)用新型的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)的技術(shù)原理和優(yōu)點(diǎn)。
[0028]下面通過(guò)列舉利用該體驗(yàn)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行仿真培訓(xùn)的若干應(yīng)用實(shí)例。
[0029]在培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)安裝好的體驗(yàn)平臺(tái)，接通電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)備30運(yùn)行三維仿真系統(tǒng)V1.0版軟件。
[0030]當(dāng)人體進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，逐漸向超聲定位裝置方向靠近，超聲波傳感器101發(fā)射超聲波并接收人體反射的回波，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后發(fā)送到信號(hào)采集電路102，經(jīng)過(guò)濾波電路1021、信號(hào)整形電路1022、放大電路1023后送入單片機(jī)103，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換為距離數(shù)據(jù)，輸送到通信模塊20，經(jīng)過(guò)通訊線將人體與電力設(shè)備模型40之間的距離數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)設(shè)備
30 ο
[0031]應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)置三維仿真系統(tǒng)V1.0版軟件中的虛擬人物同步運(yùn)動(dòng)，逐漸接近電力設(shè)備模型40，預(yù)設(shè)安全閥值，如果測(cè)量的距離數(shù)據(jù)大于設(shè)定的安全閥值，三維仿真動(dòng)畫不作任何提示，畫面中的報(bào)警燈顯示為綠色，音箱中播放正常的背景音樂(lè)，虛擬人物可以自由活動(dòng)。如果測(cè)量的距離數(shù)據(jù)小于設(shè)定的安全閥值，此時(shí)，三維仿真動(dòng)畫中的報(bào)警燈立即變?yōu)殚W爍的紅色，音箱中播放報(bào)警聲音，虛擬人物立刻被電擊倒地，虛擬電力設(shè)備改變顏色并閃爍，達(dá)到警示目的。當(dāng)人體退出危險(xiǎn)區(qū)域，三維仿真動(dòng)畫又恢復(fù)到初始狀態(tài)，各種報(bào)警信息關(guān)閉。
[0032]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括:超聲波定位裝置，通信模塊，運(yùn)行輸配電安全距離三維仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備； 所述超聲波定位裝置包括用于發(fā)射超聲波和接收人體反射超聲波的超聲波傳感器、用于采集超聲波并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)采集電路以及用于將電信號(hào)換算為距離數(shù)據(jù)的單片機(jī)； 所述超聲波傳感器、信號(hào)采集電路以及單片機(jī)依次連接；所述單片機(jī)通過(guò)通信模塊連接所述計(jì)算機(jī)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述通信模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線連接所述計(jì)算機(jī)設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述信號(hào)采集電路包括依次連接的濾波電路、信號(hào)整形電路以及放大電路； 所述濾波電路連接所述超聲波傳感器，所述放大電路連接所述單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，還包括:電力設(shè)備模型；其中，所述超聲波定位裝置設(shè)于所述電力設(shè)備模型上。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于輸配電安全距離三維仿真的體驗(yàn)平臺(tái)，包括：超聲波定位裝置，通信模塊，運(yùn)行輸配電安全距離三維仿真系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備；所述超聲波定位裝置包括用于發(fā)射超聲波和接收人體反射超聲波的超聲波傳感器、用于采集超聲波并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信號(hào)采集電路以及用于將電信號(hào)換算為距離數(shù)據(jù)的單片機(jī)；所述超聲波傳感器、信號(hào)采集電路以及單片機(jī)依次連接；所述單片機(jī)通過(guò)通信模塊連接所述計(jì)算機(jī)設(shè)備。本實(shí)用新型，可在三維仿真的同時(shí)也實(shí)時(shí)展示學(xué)員的人體與電力設(shè)備之間的位置變化，使學(xué)員真實(shí)、直觀地體驗(yàn)到自己與電力設(shè)備之間的實(shí)際距離，直觀地體現(xiàn)人體進(jìn)入到危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)發(fā)生觸電或其它惡劣后果，提升了培訓(xùn)效果。
【IPC分類】G05B19-042
【公開(kāi)號(hào)】CN204331351
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420604173
【發(fā)明人】趙采珊, 孫廣慧, 羅福健, 宋宇, 梁東明
【申請(qǐng)人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年10月17日