一种教学用新能源汽车高压系统安全训练与考核装置及训练方法

摘要

本发明提供了一种教学用新能源汽车高压系统安全训练装置及训练方法，包括高压安全防护工具、检测单元、供学员输入检测仪表读数和人为判断结果的数值及判断结果输入单元，以及数据采集单元和上位机；其中：所述检测单元包括与所述高压安全防护工具一一对应设置的状态检测盒以采集每一高压安全防护工具的启用状态，每一状态检测盒与所述数据采集单元通讯连接，所述数值及判断结果输入单元的输出端口与所述数据采集单元通讯连接，所述数据采集单元与所述上位机通讯连接。本发明操作安全系数高，且适用于不同车型的新能源汽车。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种教学用新能源汽车高压系统安全训练装置及训练方法。

背景技术

新能源汽车高压安全训练事关新能源汽车相关从业人员的人身安全，相关从业人员的技能大多数是通过培训获得的，很多培训流程和培训设备都针对某一种产品和某一款车型，这样的培训设备和培训流程适用于企业研发人员或专业维修人员。

而对于在校学员的训练而言，需要学员学习普遍性原理，而非针对某一产品或车型进行训练，这些培训设备成本高，且针对性太强，并不适用于原理教学，不适合学校的学生学习尤其是师范相关专业的学生的训练需要，同时传统的教学设备大多数是直接在某款车上或者利用原车的部件设计的训练设备,存在着故障现象再现成本高和高压安全隐患等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的训练设备不适用于教学用的问题，而提供一种教学用新能源汽车高压系统安全训练装置。

本发明的另一个目的是提供所述训练装置的训练方法，提高训练效果。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种教学用新能源汽车高压系统安全训练装置，包括高压安全防护工具、检测单元、用于检测汽车高压系统电信息的检测仪表、供学员输入所述检测仪表的读数和人为判断结果的数值及判断结果输入单元，以及数据采集单元和上位机；

其中：所述检测单元包括与所述高压安全防护工具一一对应设置的状态检测盒以采集每一高压安全防护工具的启用状态，每一状态检测盒与所述数据采集单元电连接，所述数值及判断结果输入单元的输出端口与所述数据采集单元通讯连接，所述数据采集单元与所述上位机通讯连接。

在上述技术方案中，还包括声光报警单元，所述上位机与所述声光报警单元通讯连接。

在上述技术方案中，还包括多媒体显示屏幕，所述多媒体显示屏幕与上位机通讯连接。

在上述技术方案中，所述高压安全防护工具包括绝缘鞋、绝缘手套、护目镜、高压绝缘测试仪；

所述状态检测盒包括绝缘鞋状态检测盒以采集绝缘鞋的使用状态、绝缘手套状态检测盒以采集绝缘手套的使用状态、护目镜状态检测盒以采集护目镜的使用状态、高压绝缘测试仪采集盒以采集高压绝缘测试仪的使用状态。

在上述技术方案中，所述绝缘鞋、绝缘手套、护目镜、高压绝缘测试仪分别放置于工具架的不同放置位上，绝缘鞋状态检测盒的在位检测传感器对应设置于所述绝缘鞋的放置位上以检测绝缘鞋的在位状态，所述绝缘手套状态检测盒的在位检测传感器对应设置于所述绝缘手套的放置位上以检测绝缘手套的在位状态，所述护目镜状态检测盒的在位检测传感器对应设置于所述护目镜的放置位上以检测护目镜的在位状态，所述高压绝缘测试仪采集盒的在位检测传感器对应设置于所述高压绝缘测试仪的放置位上以检测高压绝缘测试仪的在位状态。

在上述技术方案中，每一状态检测盒包括检测相应高压安全防护工具是否使用的在位检测传感器、信号处理电路和与所述数据采集单元相匹配的接口电路。

在上述技术方案中，所述检测单元还包括用于检测汽车高压系统残余电压的电压检测件，所述电压检测件与所述述数据采集单元通讯连接。

在上述技术方案中，所述数值及判断结果输入单元包括单片机和分别与所述单片机通讯连接的显示屏和按键模块，所述单片机的输出端与所述数据采集单元通讯连接。

在上述技术方案中，所述数据采集单元包括处理器及外围电路，外围电路分别包括光电隔离的数字输入输出接口电路、模拟量接电路口和通信接口电路，所述数字输入输出接口电路连接需要判断开关量的状态检测盒，所述通信接口电路包括连接所述上位机的通信接口电路和连接所述数值和判断结果输入单元的通信接口电路。

本发明的另一方面，还包括所述教学用新能源汽车高压系统安全训练装置的训练方法，包括以下步骤：

配置阶段：在上位机配置车型信息，上位机将车型配置信息发送给数据采集单元，同时根据对应车型的高压回路结构特点以及操作流程所涉及到的仪器设备和零部件类型，配置接到数据采集单元上的高压安全防护工具及对应的状态检测盒；

训练阶段：学员在培训开始后，根据操作流程规范一一启用高压安全防护工具，并通过所述数值及判断结果输入单元输入对于所述高压安全防护工具有效状态的判断结果和检测仪表读数，所述数据采集单元采集每一状态检测盒输送来的高压安全防护工具的启用状态，同时采集所述数值及判断结果输入单元的输入信息，并打包时间戳发给上位机，由上位机判断操作是否安全和规范；

当上位机判断操作学员操作不安全或不符合规范时，多媒体显示屏幕进行伤害演示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.让学员在训练的过程中避免直接对高压设备操作的安全隐患，又能够及时发现学员操作的问题。学员操作不符合规范时，本发明可进行错误提醒和伤害演示，加深印象，增强学生的安全意识，学员可在短时间内，了解操作规范和原理，提高教学效果。

2.本发明能够根据不同车型的具体训练需求进行软件和硬件配置，选用不同的高压安全防护工具，适用范围广泛。

附图说明

图1所示为本发明的系统框架图。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种教学用新能源汽车高压系统安全训练装置，包括高压安全防护工具、检测单元、用于检测汽车高压系统电信息的检测仪表、供学员输入检测仪表读数和人为判断结果的数值及判断结果输入单元，以及数据采集单元和上位机；

其中：所述检测单元包括与所述高压安全防护工具一一对应设置的状态检测盒以采集每一高压安全防护工具的启用状态，每一状态检测盒与所述数据采集单元通讯连接，所述数值及判断结果输入单元的输出端口与所述数据采集单元通讯连接，所述数据采集单元与所述上位机通讯连接。

所述检测仪表包括用于测试汽车高压系统电压的电压表和测绝缘电阻的仪表。

所述教学用新能源汽车高压系统安全训练装置的训练方法，包括以下步骤：

配置阶段：在上位机配置车型信息，上位机将车型配置信息发送给数据采集单元，同时根据对应车型的高压回路结构特点以及操作流程所涉及到的仪器设备和零部件类型，配置接到数据采集单元上的高压安全防护工具及对应的状态检测盒；

训练阶段：学员在培训开始后，根据操作流程规范一一启用高压安全防护工具，并通过所述数值及判断结果输入单元输入对于所述高压安全防护工具有效状态的判断结果和检测仪表读数，所述数据采集单元采集每一状态检测盒输送来的高压安全防护工具的启用状态，同时采集所述数值及判断结果输入单元的输入信息，并打包时间戳发给上位机，由上位机判断操作是否安全和规范。

学员可以利用数值及判断结果输入单元将自己的判断结果发送给数据采集单元，由数据采集单元发送给上位机，作为操作是否规范的判断依据。

更为具体的，所述判断结果包括高压安全防护工具有效期的判断以及是否完好的判断。再进一步的，所述高压安全防护工具包括绝缘鞋、绝缘手套、护目镜、高压绝缘测试仪，所述判断结果包括绝缘手套和绝缘鞋的状态判断，学员在拿下相应的高压安全防护工具以后，通过人工读取标签状态判断高压安全防护工具是否在有效期、绝缘手套是否漏气等，然后通过数值及判断结果输入单元输入判断结果。

所述检测仪表读数包括：仪表的读数比如高压回路上残余电压的电压值，还有接触电阻的阻值等需要人工读取读数的仪表的数值，学员读取仪表显示数值后，然后通过数值及判断结果输入单元输入仪表读数。

实施例2

为了对学员操作进行错误提醒，所述教学用新能源汽车高压系统安全训练装置还包括报警单元，所述上位机与所述报警单元通讯连接。当学员操作不规范时，报警单元进行报警提示。

更进一步优选的，所述报警单元为声光报警装置，操作不符合规范时，声光报警装置报警。

为了进行伤害演示及时提醒学员不规范操作所带来的后果，同时也为了加强原理的学习加强学习效果，所述上位机与多媒体显示屏幕通讯连接，操作不规范时，多媒体显示屏针对不规范操作进行动画演示，同时也可进行原理演示。

实施例3

为了监测各种高压安全防护工具的使用状态，所述状态检测盒包括绝缘鞋状态检测盒以采集绝缘鞋的使用状态、绝缘手套状态检测盒以采集绝缘手套的使用状态、护目镜状态检测盒以采集护目镜的使用状态、高压绝缘测试仪采集盒以采集高压绝缘测试仪的使用状态。

同时为了扩展培训功能，所述高压安全防护工具还可增加其他所需工具，检测学员在训练过程中，各状态检测盒可以高压安全防护工具的使用顺序，作为操作是否规范的依据。

更进一步的，所述绝缘鞋、绝缘手套、护目镜、高压绝缘测试仪分别放置于工具架的不同放置位上，绝缘鞋状态检测盒的在位检测传感器对应设置于所述绝缘鞋的放置位上以检测绝缘鞋的在位状态，所述绝缘手套状态检测盒的在位检测传感器对应设置于所述绝缘手套的放置位上以检测绝缘手套的在位状态，所述护目镜状态检测盒的在位检测传感器对应设置于所述护目镜的放置位上以检测护目镜的在位状态，所述高压绝缘测试仪采集盒的在位检测传感器对应设置于所述高压绝缘测试仪的放置位上以检测高压绝缘测试仪的在位状态。

每一状态检测盒包括检测相应高压安全防护工具是否使用的在位检测传感器、信号处理电路和与所述数据采集单元相匹配的接口电路。

当绝缘鞋、绝缘手套、护目镜或高压绝缘测试仪被拿起时，离开其所在放置位，在位检测传感器可检测其不在位，检测盒判断该高压安全防护工具被使用。

更进一步的，所述检测单元还包括用于检测汽车高压系统残余电压的电压检测件，所述电压检测件与所述述数据采集单元通讯连接。通过电压检测件读取的残余电压和学员通过所述检测仪表的读数进行对比，以判断其操作是否规范。

为了便于输入仪表读数和操作判断，所述数值及判断结果输入单元包括单片机和分别与所述单片机通讯连接的显示屏和按键模块，所述单片机的输出端与所述数据采集单元通讯连接。

所述单片机可采用STC89C52RC单片机型号，所述显示屏用于显示学员当前使用的高压安全防护工具、需要输入的信息并闪动显示正在输入的数值。如当学员拿起绝缘手套时显示屏的内容显示为“手套绝缘状态是否良好，确认良好请按Y键，否则请更换手套”学员根据自己的判断决定是输入Y还是换手套，当需要测量残余电压时屏幕提示“输入残余电压值___”并能够在输入中闪动相应的数值，所述按键模块用于输入仪表读数。除此之外，所述数值及判断结果输入单元可采用触摸屏组件。

所述数据采集单元包括处理器及外围电路，外围电路分别包括光电隔离的数字输入输出接口电路、模拟量接电路口和通信接口电路，所述处理器可采用TM4C123，所述数字输入输出接口电路连接需要判断开关量的状态检测盒，比如绝缘鞋状态检测盒、绝缘手套状态检测盒、高压绝缘测试仪状态检测盒和护目镜状态检测盒，采集信息为绝缘鞋、绝缘手套、高压绝缘测试仪或护目镜是否被使用、所述模拟量接电路口用于连接需要采集电压的电压检测件、所述通信接口电路包括连接所述上位机的通信接口电路和连接所述数值和判断结果输入单元的通信接口电路。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。