维修模拟训练平台及其训练方法

摘要

一种维修模拟训练平台及其训练方法，包括：推土机电气系统故障模拟台，电气系统故障模拟台的主控板与数据采集控制系统、演示终端和供电电源模块均相连，通过操作相应的电气元件开关、旋钮、计算机鼠标和键盘，实现其预定的功能；电气系统故障模拟台包括电气系统操作台和电气元件安装台。结合另外的结构和方法有效避免了现有技术中针对推土机的实装训练原理难以再现、反复进行装备部件拆卸开展维修训练容易损坏装备的缺陷。

说明书

技术领域

本发明涉及维修模拟训练技术领域，具体涉及一种维修模拟训练平台及其训练方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，为更好地遂行新形势下作战保障任务，我军工程机械装备不断更新换代，机械结构越趋复杂，电气化、自动化、智能化程度不断提升，在国防工程建设和战场支援保障中发挥着越来越重要的作用。推土机是我军列装的新型工程装备，具有行驶速度快、作业效率高、可伴随部队机动的特点，主要用于军事掩体构筑、道路施工、抢险救灾等工程。

推土机工作环境恶劣、施工强度大，导致故障率较高，平时需要强化装备故障的诊断、排除训练。由于该推土机集成了机电复合传动装置、传感器技术、自动化控制技术等，具有科技含量高、造价昂贵、结构复杂的特点，给部队组织装备维修训练带来了新挑战。部队在组织装备维修保障训练时，采取传统实装训练的方式，故障不易设置，且参训人员对装备内部结构不够了解，无法掌握故障机理，开展故障排除时常常需要将装备进行拆卸、组装，才能准确检测、诊断故障位置，这样容易造成装备损坏、训练效率低下等问题，影响制约了该型装备维修保障能力的生成。

当前，针对推土机维修训练方法存在的不足，主要有以下几个方面：

(1)装备部件反复拆卸，训练成本较高。推土机内部构造复杂，故障的发生主要集中在电气系统和液压系统，由于电气系统和液压系统集成度高，故障的发生往往是多种因素造成的，无法通过表面直观判断，需要进行装备的拆卸才能完成实际故障诊断与排除训练，利用实装反复拆卸进行训练容易造成装备的部件损坏，不利于长期反复组织训练。

(2)故障原理难以再现，训练效果不佳。目前针对该装备故障进行维修训练，受训人员面对某个故障现象，主要依照自身经验判断故障原因，继而进行修复性维修。实装训练无法动态展现故障原理，导致受训人员对故障产生的背后原理知之甚少，训练效果大打折扣。

(3)理论教学手段单一，理论实践分离。在进行装备故障的诊断、排除过程中，尤其是电气系统和液压系统引起的故障，往往需要借助装备工作原理图，由于受训人员受教育程度不高，知识和理解能力有限，对电气系统、液压系统原理图上的元件符号不能与实物一一对应，对原理图理解掌握不深不透，影响理论教学效果。

(4)故障设置不够灵活，训练内容受限。在实装上进行故障设置，有时需要进行元器件的反复多次拔插，容易加大部件的损耗，而且对于一些内部不易拆装的部件，就难以进行故障设置，导致故障设置不够灵活，仅限于设置一些简单的装备故障和部件的分解结合，不利于培养受训人员的故障分析、检测与排除能力。

因此，针对上述实装训练原理难以再现，反复进行装备部件拆卸开展维修训练容易损坏装备等问题，研制推土机维修模拟训练平台促进维修训练手段的创新升级显得尤为迫切。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种维修模拟训练平台及其训练方法，有效避免了现有技术中针对推土机的实装训练原理难以再现、反复进行装备部件拆卸开展维修训练容易损坏装备的缺陷。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种维修模拟训练平台及其训练方法的解决方案，具体如下：

一种维修模拟训练平台，包括：

推土机电气系统故障模拟台，电气系统故障模拟台的主控板与数据采集控制系统、演示终端和供电电源模块均相连，通过操作相应的电气元件开关、旋钮、计算机鼠标和键盘，实现其预定的功能；

电气系统故障模拟台包括电气系统操作台和电气元件安装台。

进一步的，所述电气系统操作台的操作部件用于模拟推土机实装电气操纵结构以及功能进行设计；电气元件安装台用于将推土机实装上的各类电气设备，按照在装备结构机理和实际路线进行合理布局和连接配置，实现各类电气系统元器件的工作及故障模拟。

进一步的，所述电气系统操作台集成了推土机的各灯光控制开关、悬挂开关、充放油开关、滤油器报警开关、空气滤清器报警开关、危险报警开关、预热起动开关、电子监测仪和故障报警蜂鸣器；

电气元件安装台安装有模拟推土机的定位电磁铁、模拟传感器、灯光系统、起动机、发电机、蜗牛喇叭、倒车蜂鸣器、刮水器电机、电源总开关、拖车插座和智能电流电压双显表这样的零件，用于模拟实装上各电气元件设备，并通过数据采集控制系统进行控制。

进一步的，所述维修模拟训练平台，还包括：

推土机液压系统故障模拟台；

液压系统故障模拟台是进行推土机液压系统故障设置、故障现象模拟展示的平台；通过操纵各类液压系统模拟部件实现装备的液压系统作业原理再现，并通过故障模拟软件或是手动设置方式进行液压系统故障模拟，以便受训人员能够利用液压系统故障模拟台，达到熟悉装备液压系统工作原理和故障分析、诊断和排除的教学训练目的；

液压系统故障模拟台由液压泵站、液压系统操纵台和执行元件安装台三个部分相互配合共同实现其功能。。

进一步的，液压泵站将推土机的两个液压泵分别采用 380V/2.2KW变频电机驱动CBW-310CFP齿轮泵；两个齿轮泵既能独立运行，也能同时运行。其中，液压泵一为模拟转向液压系统、模拟油气悬挂系统、模拟油液清洁度测量系统提供工作油流；液压泵二为模拟液压绞盘马达、模拟侧倾油缸、模拟提升油缸、模拟先导运动油缸提供工作油流。

进一步的，液压系统操纵台是模拟控制推土机各液压回路作业的操作装置，其依照实装操作部件和相互位置关系进行构造；在其操纵面板上集成各类按钮开关、转向手轮、多路换向阀操纵杆这样的模拟部件。

进一步的，所述执行元件安装台紧靠液压系统操纵台成一体化设计，液压系统执行元件安装台是模拟推土机的各液压回路工作原理和液压系统故障模拟的展现平台，在该台子上集成了各类液压回路工作时执行具体动作的机构及元器件；执行元件安装台上方主要由模拟转向油缸、模拟液压绞盘马达、模拟侧倾油缸、模拟提升油缸、模拟先导阀运动指针、8路压力传感器、油液清洁度传感器组成；执行元件安装台下层空间内则安装有3只模拟先导阀运动的油缸以及用于控制悬挂油缸的集成块，安装有3个电磁通断球阀。执行元件安装台侧面则安装有2套独立的悬挂油缸，以及提升配重和蓄能器；电缆及一些故障设置辅助管路等集中隐蔽放置在执行元件安装台下层空间内。

一种维修模拟训练平台的训练方法，包括：

步骤1：受训人员通过操作电气系统操作台上模拟的推土机的各类电气开关、旋钮，熟悉掌握装备电气系统工作原理；

步骤2：根据电气系统操作台上的开关、旋钮的信号输出类型的不同，需要对操作台所有的输出信号分类进行采集处理；模拟量的采集由电气系统故障模拟台的主控板内置的ADC模数转换器进行采集，开关量直接通过电气系统故障模拟台的主控板的多功能 I/O口进行采集；

步骤3：所有的操作信息通过主控板采集处理后，按照通信协议与演示终端视景计算机实现数据信息传输，以实现装备操作原理演示与故障维修训练；

步骤4：在电气元件安装台上的各个线路或设备元件接线点串联电磁阀、继电器以及增加故障测试点，并通过主控板进行通断控制，实现不同故障的设置，在故障设置后，受训人员即可根据电路系统工作原理图，依据故障现象逐一进行故障点位的测试排查，最终诊断出故障出现的位置，实现故障准确定位。

进一步的，液压系统故障模拟台通过液压泵站、液压系统操纵台和执行元件安装台的协同配合，实现模拟实装推土机的液压系统工作原理展示以及液压系统故障设置、检测及排除这样的功能；液压系统故障模拟台功能包含液压系统作业回路模拟和液压故障设置两部分。

进一步的，所述液压系统作业回路模拟包括：通过液压泵站提供的动力，实现对液压系统作业回路工作原理进行模拟展示。液压故障模拟台首先需要电源设备进行供电，其电源控制开关设置在液压泵站左侧的控制箱内；

将液压故障模拟台的电源外接插头连接到市电插座上，打开控制箱的箱体，闭合全部空气开关，即可使平台上电。此时，受训人员通过操作液压系统操作台上的各类开关、旋钮和转向手轮等模拟操控部件，可以控制液压系统执行元件动作，并通过数据采集控制系统实现与演示终端视景计算机进行信号传输与控制，使得受训人员能够同时观看模拟执行元件和三维软件模型的动作。

进一步的，所述液压故障设置包括：按照故障设置的实际需求，在故障模拟台上设计了相应的电磁控制阀块和故障设置部件，电磁阀块集中放置于执行元件安装台的下层空间内，便于故障的隐蔽设置；同时为了便于受训人员进行故障判定测试，在相应的液压回路中设置了测压口；

当液压故障通过演示终端或手动设置完毕后，受训人员则可根据观察到的故障现象，通过查看装备液压系统工作原理图，利用检测仪表测试相应位置信号，分析液压故障原因，诊断出故障位置，最终进行故障的排除。

本发明的有益效果为：

本发明的训练平台能够为开展推土机电液系统维修操作训练提供了半实物操控模式下电气系统和液压系统原理三维动态展现、故障现象同步虚实呈现、故障设置与排除简单便捷的逼真训练环境，能够较好地实现训练成本的降低，保障维修训练安全，促进理论教学与训练实践相统一，创新推土机的训练手段和方式，提升修理人员的装备维修保障水平，具有重要的军事价值和意义。有效避免了现有技术中针对推土机的实装训练原理难以再现、反复进行装备部件拆卸开展维修训练容易损坏装备的缺陷。

附图说明

图1是本发明的电气系统操作台的面板的示意图。

图2是本发明的电气系统操作台的主视图。

图3是本发明的电气系统操作台的左视图。

图4是本发明的电气元件安装台的左视图。

图5是本发明的电气系统故障模拟台的原理图。

图6是本发明的电气元件安装台故障模拟原理图。

图7是本发明的液压系统故障模拟台工作原理图。

图8是本发明的经过优化设计的液压系统故障模拟台液压回路工作原理图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

推土机主要由电气和液压等多个子系统及附属装置组成，具体如下。

1.动力系统由柴油机、油箱、燃油供给系统等组成。

2.传动系统由变矩器、变速器、传动轴、前/后驱动桥、减速器及车轮等组成。

3.转向制动系统由转向器、油泵、油缸、制动钳、气制动总阀、油水分离器、气制动前接头等组成。

4.液压系统由油箱、油泵、整体式液控多路阀、液压手柄、提升油缸、侧倾油缸以及液压绞盘等元件组成。

5.油气悬挂系统主要由弹性元件、减振阀、悬挂杆件以及控制系统等组成。

6.集中润滑系统由手动干油泵、油量分配器、油脂滤油器以及各类管路和附件等组成。

7.电气系统由电源系统、电气控制开关、照明与信号系统、电子监测仪表台及报警保护装置等组成。

推土机日常作业主要包括场地平整、铲土、运土等，其主要工作装置包含推土铲、工作油泵、提升油缸、侧倾油缸等，能够实现各种作业功能。推土机内部结构复杂，各系统间相互配合、相互协调共同完成作业任务，其中电气系统和液压系统是整车完成各项工作任务的关键部分。电气系统通过控制液压及气动系统的各类电磁阀，达到控制各类元件的工作状态，从而实现操纵装置的各项功能，同时通过电子监测系统能够监测装备运行的工作状态，为各类元件工作提供预警和保护功能。液压系统通过先导阀、液控多路阀、工作泵、各类油缸等实现推土铲的升降、液压绞盘的收放、推土机的左右转向等动作控制，保证推土机日常作业顺利进行。

根据查找的相关资料以及通过部队推土机使用情况调研可知，电气系统和液压系统在实现推土机各项作业过程的控制较为复杂，故障发生率也相对较高，操作维修人员对电气系统和液压系统的结构组成和工作原理却知之甚少，在维修训练过程中面临着结构原理复杂难以理解、故障模式多变难掌握、故障诊断困难不易检测等问题。因此研究电气系统和液压系统既是进行推土机工作原理分析的重难点，也是理解掌握推土机整车作业以及进行故障诊断维修训练关键所在。

推土机因其内部构造精密，各系统和零部件布置紧密，相互连接关系复杂，按照传统的教学训练模式，不易直观方便的观察内部结构设计，位置布局以及系统工作原理，无法反映出各系统部件的工作状态，难以进行故障设置，观测故障现象并进行诊断检测更是困难。因此，为较好解决某型推土机维修训练中的实际问题，提出“故障模拟台+三维训练软件系统+演示终端”的设计思路与方案，研制一个集装备原理三维动态展示、模拟故障设置虚实呈现、教学训练与考评相统一等多功能于一体的某型推土机电液系统维修模拟训练平台。该平台的设计遵循如下原则：

(1)操作简单便捷。装备故障模拟台与演示终端故障设置控制信号通过单片机进行联通，实现逻辑控制管理。采用单片机为核心的控制技术，即用信息化、智能化的控制手段代替传统的控制手段，操作简单方便，控制逻辑性强且稳定可靠。操作演示终端计算机和维修模拟训练平台的相应开关和按钮，即可实现电气和液压系统故障设置，展示装备工作原理和故障现象。

(2)演示直观形象。利用三维软件直观、形象、动态的展示装备的工作原理及故障机理，帮助受训人员更简洁明了的了解熟悉装备原理和部件结构，掌握电气和液压系统的原理和线路连接关系。采用电仪检测仪和指示灯等元器件，实时监控反馈系统的工作状态，生动、直观的演示故障现象，以便受训人员进行故障诊断、检测训练。

(3)系统功能全面。通过简单、合理的故障设置方法和通讯设计，可以利用计算机或人工操作的方式实现电气和液压系统典型故障设置，故障现象能够在故障模拟台及演示终端得到展示，且受训人员可以利用测量仪表进行故障检测诊断，找到故障原因予以排除，具备装备原理演示、故障模拟设置排除、工作状态及故障现象显示等功能，满足部队和院校教学训练需求。

(4)易于维护升级。维修模拟训练平台具有可扩展性，预留故障设计接口，在专家数据库中可增加相应故障，并在软件通信设计时预留通讯协议通道，具备一定的扩展功能，节约后续维修开发的费用。

如图1-图8所示，维修模拟训练平台，包括：

推土机电气系统故障模拟台，电气系统故障模拟台是进行电气系统线路连接、工作原理展示以及故障现象设置和模拟的主要平台，其与软件系统相互配合，能够实现装备电气系统维修保障训练。

电气系统故障模拟台的主控板与数据采集控制系统、演示终端和供电电源模块均相连，通过操作相应的电气元件开关、旋钮、计算机鼠标和键盘，实现其预定的功能；主控板为STM32F103VET6型单片机。

电气系统故障模拟台主要包括两大部分，分别是电气系统操作台和电气元件安装台。

所述电气系统操作台的操作部件用于模拟推土机实装电气操纵结构以及功能进行设计，最大可能模拟出于实装相同的操作感，减少与实装部件操纵的差异；电气元件安装台用于将推土机实装上的各类电气设备，按照在装备结构机理和实际路线进行合理布局和连接配置，实现各类电气系统元器件的工作及故障模拟。通过电气系统操作台和电气元件安装台的协调配合，可以展示出实装全车电气设备及其系统的结构、相对位置、布置关系以及线路连接关系。通过操作相关部件、指示灯信号显示和故障现象模拟等，帮助装备操作维修人员快速了解掌握装备电气系统的工作原理、故障现象分析、检测与诊断排除等，便于开展装备电气系统维修教学与训练。

推土机电气系统故障模拟台的设计与研制作为整个装备维修模拟训练平台硬件系统研制的重要一环，对于后续软件系统的平台选择、功能设计和开发均具有重要影响，因此需要综合装备维修保障训练实际需求和电气系统故障模拟台的功能与可靠性等多方面考虑进行合理设计。

所述电气系统操作台设计集成了推土机的各灯光控制开关、悬挂开关、充放油开关、滤油器报警开关、空气滤清器报警开关、危险报警开关、预热起动开关、电子监测仪和故障报警蜂鸣器，按照实装电气系统操作台进行设计，操作台的外形尺寸为 800×500×1100mm。各操作部件均采用实装的开关、旋钮等，操作部件位置及操作台外形模拟实装设置，尽可能保持与实装相同的操作感；

电气元件安装台主要安装有模拟推土机的定位电磁铁、模拟传感器、灯光系统、起动机、发电机、蜗牛喇叭、倒车蜂鸣器、刮水器电机、电源总开关、拖车插座和智能电流电压双显表这样的零件，用于模拟实装上各电气元件设备，并通过数据采集控制系统进行控制，是实现设置故障和故障现象展示的主要平台。电气元件安装台设计的外形尺寸为1720×700×1600mm。。

所述维修模拟训练平台，还包括：

推土机液压系统故障模拟台；推土机液压系统结构复杂、技术含量高、维修难度大，依托实际装备开展操作使用和维修保障的传统训练模式，训练成本高且训练效果差。有时液压系统故障设置不易实现，且不当的设置可能会引发装备新的故障隐患。研制推土机液压系统的故障模拟台，能够较好解决液压系统故障设置难、维修训练效果差等问题，通过液压系统故障模拟台再现装备各类液压回路作业原理和典型故障，为受训人员进行液压系统故障的分析、诊断和排除提供有效的训练途径。

液压系统故障模拟台主要是进行推土机液压系统故障设置、故障现象模拟展示的平台；通过操纵各类液压系统模拟部件实现装备的液压系统作业原理再现，并通过故障模拟软件或是手动设置方式进行液压系统故障模拟，以便受训人员能够利用液压系统故障模拟台，达到熟悉装备液压系统工作原理和故障分析、诊断和排除的教学训练目的；

液压系统故障模拟台需要由液压泵站、液压系统操纵台和执行元件安装台三个部分相互配合共同实现其功能。。

推土机液压泵站是液压系统工作的动力装置，主要由液压泵 (连接着变频电机)、空气滤清器、压力滤油器、双金属温度表、液压泵站控制箱等部件组成。为便于模拟设置液压系统压力不足或是液压缸动作缓慢等故障，液压泵站将推土机的两个液压泵分别采用380V/2.2KW变频电机驱动CBW-310CFP齿轮泵；两个齿轮泵既能独立运行，也能同时运行。其中，液压泵一主要是为模拟转向液压系统、模拟油气悬挂系统、模拟油液清洁度测量系统提供工作油流；液压泵二主要是为模拟液压绞盘马达、模拟侧倾油缸、模拟提升油缸、模拟先导运动油缸提供工作油流。

液压系统操纵台是模拟控制推土机各液压回路作业的操作装置，其依照实装操作部件和相互位置关系进行构造；在其操纵面板上集成各类按钮开关、转向手轮、多路换向阀操纵杆这样的模拟部件。受训人员可以通过操纵不同的模拟部件，控制各液压回路的具体执行元件动作，使得受训人员能够了解掌握各液压回路的工作原理。当通过手动控制或是演示终端计算机设置了相应的液压系统故障后，受训人员可以通过操纵相应的模拟部件，查找识别出设置的相应故障现象，以便能够快速进行故障的分析、诊断和排除训练。其中两个齿轮泵的启停开关采取自锁按钮形式，便于控制两个液压泵的启动和关闭，按下按钮即为启动，按钮再次按下则为停止。两个齿轮泵的系统压力表能够监控显示液压工作回路的实时压力值。转向手轮用于模拟装备方向盘，能够驱动液压系统左、右转向油缸动作。 3个球阀开关主要用于控制模拟悬挂液压缸动作；加热启停开关主要是通过控制加热器，实现油液升温，可根据需要模拟油温过高故障。多路换向阀操纵杆主要是控制模拟侧倾油缸、提升油缸和液压绞盘马达等动作。远传换近旋钮开关则是控制液压工作回路的控制方式，向左旋为通过演示终端视景计算机进行远程控制，向右旋则为通过液压操作台进行控制。急停开关则是在遇有紧急情况，按下急停开关立即停止相关元件动作，起到系统安全保护作用。

所述执行元件安装台紧靠液压系统操纵台成一体化设计，降低整个故障模拟台占用的空间，整体的结构外观尺寸为 2000×830×850mm。液压系统执行元件安装台是模拟推土机的各液压回路工作原理和液压系统故障模拟的展现平台，在该台子上集成了各类液压回路工作时执行具体动作的机构及元器件；执行元件安装台上方主要由模拟转向油缸(左、右转向)、模拟液压绞盘马达、模拟侧倾油缸、模拟提升油缸、模拟先导阀运动指针、8路压力传感器、油液清洁度传感器组成；执行元件安装台下层空间内则安装有3只模拟先导阀运动的油缸以及用于控制悬挂油缸的集成块，安装有3个电磁通断球阀。执行元件安装台侧面则安装有2套独立的悬挂油缸，以及提升配重和蓄能器；电缆及一些故障设置辅助管路等集中隐蔽放置在执行元件安装台下层空间内。

一种维修模拟训练平台的训练方法，包括：

步骤1：电气系统操作台主要是操作控制各类电气设备工作的装置，受训人员通过操作电气系统操作台上模拟的推土机的各类电气开关、旋钮，熟悉掌握装备电气系统工作原理；

步骤2：根据电气系统操作台上的开关、旋钮的信号输出类型的不同，需要对操作台所有的输出信号分类进行采集处理；模拟量的采集由电气系统故障模拟台的主控板内置的ADC模数转换器进行采集，开关量直接通过电气系统故障模拟台的主控板的多功能 I/O口进行采集；

步骤3：所有的操作信息通过主控板采集处理后，按照通信协议与演示终端视景计算机实现数据信息传输，以实现装备操作原理演示与故障维修训练；

根据对实装电气系统的工作原理分析及电气元件安装台的结构进行设计，电气系统故障模拟台要实现其功能，需要对实装电气系统的电路原理图进行改造设计，不仅要实现各个电路元件的连接与控制，还要能够设置常见的电气系统故障，便于受训人员能够通过相应故障现象，利用测试仪表进行检测，判断出故障点位，进行维修模拟训练。经过改造设计的电气元件安装台上故障检测电路原理图如图6所示。

步骤4：电气元件安装台上的各类电气设备部件，按照在推土机实装上的连接关系与空间布局进行合理布置，电路原理图是按照实际线路将各电气设备连接成整体。在电气元件安装台上的各个线路或设备元件接线点串联电磁阀、继电器以及增加故障测试点，并通过主控板进行通断控制，实现不同故障的设置，在故障设置后，受训人员即可根据电路系统工作原理图，依据故障现象逐一进行故障点位的测试排查，最终诊断出故障出现的位置，实现故障准确定位。从故障设置原理图中可以清楚的了解电气系统故障模拟台的进行故障设置以及故障点位检测排除的工作原理。执行元件主要是电气设备安装台上的各类灯具、电机和喇叭等。当系统发生故障时，如以起动系统无法正常起动故障为例，受训人员可以对照电气安装台上的故障检测电路原理图，利用测试仪表逐一进行测试点检测排查，先对测试点3进行检测，当检测的结果显示测试点3的位置有电，则可以判断出执行元件本身发生了故障，也即起动机损坏；如果检测的结果显示测试点3没有电压信号，此时需要往前进行排查判定，即对测试点2电压值进行检测，如果检测结果显示有电压信号，则可判定为线路断路；如果检测结果显示测试点2无电压信号，则可能为前面零部件发生故障，此时需要继续往前进行检测诊断，直到找出故障点位，最终分析出故障原因并予以排除。

液压系统故障模拟台通过液压泵站、液压系统操纵台和执行元件安装台的协同配合，实现模拟实装推土机的液压系统工作原理展示以及液压系统故障设置、检测及排除这样的功能；液压系统故障模拟台功能包含液压系统作业回路模拟和液压故障设置两部分。

所述液压系统作业回路模拟包括：通过液压泵站提供的动力，实现对液压系统作业回路工作原理进行模拟展示。液压故障模拟台首先需要电源设备进行供电，其电源控制开关设置在液压泵站左侧的控制箱内；

将液压故障模拟台的电源外接插头连接到市电插座上，打开控制箱的箱体，闭合全部空气开关，即可使平台上电。此时，受训人员通过操作液压系统操作台上的各类开关、旋钮和转向手轮等模拟操控部件，可以控制液压系统执行元件动作，并通过数据采集控制系统实现与演示终端视景计算机进行信号传输与控制，使得受训人员能够同时观看模拟执行元件和三维软件模型的动作，较为直观、准确的掌握装备液压系统作业回路的工作原理。经过深入分析实装推土机的液压回路工作原理，液压系统故障模拟台的液压回路在实装液压回路的基础上进行了改动优化。如采用双杆油缸来代替实装的液控多路阀，以双杆油缸动作来模拟先导液压阀等动作。这样设计的优点有以下两点。一方面，通过双杆油缸的前后动作可以较为清楚真实的模拟出实装先导液压阀的液压回路状态，而实装液控多路阀的动作不易观察；另一方面，在实装上先导阀与液控多路阀的液压回路中，液压油的压力较大，对液压系统各部件性能要求较高。故障模拟台主要是为实现模拟实装液压系统的工作原理，以及故障的设置、诊断与排除功能，无需采用液控多路阀模拟其液压回路，而采用双杆油缸来代替实装的液控多路阀，不仅能够实现对侧倾油缸、提升油缸和液压绞盘等的模拟控制，且不存在液压油压力过高的安全隐患，对液压系统其余各部件性能要求不高，能够有效降低设计成本。在液压系统故障模拟台的液压缸或油路接口设置了不同的传感器，可以实时监测液压系统性能，并将采集的传感器信号通过数据采集系统传输至演示终端。在液压主回路上设置截止阀，便于手动加入污染颗粒物设置油液故障，同时在油箱内部设置滤清器，便于对污染颗粒物进行过滤，实现故障的无损设置。当操作手将铲刀操纵杆向后拉时，并联齿轮泵的左边先导泵排出的油经过先导阀 2，分别流向2号双杆油缸左端以及提升油缸的有杆腔中，此时由于 2号双杆油缸右端和提升油缸的无杆腔中的液压油受到挤压排出，排出的液压油经过先导阀2流回油箱，实现铲刀的提升，模拟了实装先导阀的动作。当操作手将铲刀操纵杆向前推时，并联齿轮泵的左边先导泵排出的油流向先导阀2，分别流向2号双杆油缸右端和提升油缸的无杆腔中，此时2号双杆油缸左端和提升油缸的有杆腔中的液压油受到挤压排出，排出的液压油经过先导阀2流回油箱，实现铲刀的下降，模拟了实装先导阀的动作.

所述液压故障设置包括：液压系统故障模拟台除了要能实现液压系统作业回路模拟，还要能够通过设置液压故障，以供受训人员进行故障的分析、诊断与排除训练。通过前期对某型推土机液压系统故障机理分析梳理，为便于开展液压系统故障维修模拟训练，将常见的液压系统故障集成设计到液压系统故障模拟台。液压故障既可以通过演示终端视景计算机进行控制设置，也可以通过操作故障模拟台部件进行手动设置。按照故障设置的实际需求，在故障模拟台上设计了相应的电磁控制阀块和故障设置部件，电磁阀块集中放置于执行元件安装台的下层空间内，便于故障的隐蔽设置；同时为了便于受训人员进行故障判定测试，在相应的液压回路中设置了测压口，避免检测排查故障时拆装液压油管造成液压系统的二次污染；

当液压故障通过演示终端或手动设置完毕后，受训人员则可根据观察到的故障现象，通过查看装备液压系统工作原理图，利用检测仪表测试相应位置信号，分析液压故障原因，诊断出故障位置，最终进行故障的排除。

液压故障设置方法举例包括：

1.液压系统压力偏低故障设置

压力偏低是液压系统常见的故障，它将会引发多种故障现象，比如铲刀提升或侧倾液压缸动作缓慢或是不动作。在液压故障模拟台上，可以通过改变液压泵转速或是调整安全阀压力，实现设置液压系统压力偏低故障。

(1)改变液压泵转速

液压泵为液压系统提供动力，当液压泵的转速降低时，将会导致液压系统压力偏低。液压泵的转速公式为n＝60f/p，其中n为电机转速，f为电源频率，p为电机的磁极对数。由公式可知，当磁极对数固定时，改变其频率即可实现转速的变化[47]。因此，可以通过降低频率f，使得液压泵的转速变小，进而实现液压系统压力偏低故障设置，此时会处出现相应的故障现象，如液压回路的液压缸动作变缓慢。本文采用的是380V/2.2KW变频电机驱动CBW- 310CFP齿轮泵，变频电机的频率可以通过液压泵站控制箱内的变频控制器进行调整；

(2)调整安全阀压力

在液压泵站出油口处设置了安全阀，可以进行手动控制。当顺时针或是逆时针转动安全阀，可以改变油路中的供油量大小，进而实现控制液压回路中的压力大小。如将安全阀调节旋钮顺时针转动时，可以实现液压回路中的压力降低。

2.油液温度过高故障设置

油液温度过高会导致油液黏度下降，加剧液压元件磨损，且容易造成液压系统执行执行元件动作变慢，降低工作效率。在设计液压系统故障模拟台时，在液压泵油箱内增设了220V/2KW护套式加热器，并在台面上安装温度调控表。当要设置油液温度过高故障时，一方面可以通过单片机控制加热器进行加热，实现油液温度升高。另一方面可以利用温度调控表手动调节相应温度，设定温度过高故障。手动调节油液温度的方法是利用“一字”螺丝刀调节温度调控表，如将温度指针调至“70℃”，此时任意启动某一液压泵使之工作2～3分钟后，操作液压操作台控制部件，则被控制的液压回路中液压缸动作速度会明显缓慢，此为手动设置油液温度过高故障。

推土机电液系统维修模拟训练平台是在深入分析装备工作原理及常见故障现象、故障诊断、维修方法等基础上，将装备原理、故障维修基础知识、故障案例等预先存储于故障数据库中。受训人员可以通过操作演示终端计算机系统学习装备原理、故障机理等维修训练基础知识。同时，可以通过主控计算机或电气系统和液压系统故障模拟台的开关、旋钮等部件进行装备常见故障模拟设置。数据采集控制系统可以实时采集信号，将采集的信号处理后发送给演示终端，控制三维模型进行故障现象演示，同时经单片机控制液压缸、液压马达、电气元件等的动作逻辑，实现在电气系统和液压系统故障模拟台设置相应故障现象。受训人员根据故障现象，利用测试仪表在相应的测试点进行故障检测、诊断，经过检测操作给出故障诊断结论，找出故障原因予以排除，实现故障诊断与排除的维修模拟训练，如图2为维修模拟训练平台运行框架。

以上以用实施例说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员显而易见的是，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的状态下，能够做出各种变动、改变和替换。