一、建设背景与目标
随着工程建设、矿山开采等领域对操作人员技能与安全要求的不断提升，挖掘机作为关键工程机械，其操作培训急需向智能化、高仿真化转型。传统实机训练存在成本高、风险大、场地受限等问题。为此，本方案提出建设一套挖掘机模拟器与挖掘机模型联动实训系统，通过半实物仿真、三维交互、实时联动等技术，打造高度沉浸的虚实结合训练环境，实现从认知到实操、从技能到安全的多方位培训与考核。
二、实训室配置方案
实训系统以“挖掘机高仿真模拟训练器”为核心，配套联动实物模型与智能控制平台，构建完整训练闭环：
1. 挖掘机模拟训练系统
- 全仿真驾驶舱：1:1还原真实挖掘机操控台，配备多自由度操纵杆、脚踏板、液压控制系统、多功能仪表屏。
- 三屏视景系统：超宽视角，支持实时场景渲染，模拟施工现场、矿山、土方等多种作业环境。
- 六自由度运动平台（可选）：模拟挖掘机作业中的振动、倾斜、冲击等体感反馈。
- VR训练模块（可选）：支持虚拟现实沉浸式训练，提升场景真实感与操作代入感。
2. 等比例可动实物模型
- 按1:6比例制作高精度挖掘机模型，具备动臂、斗杆、铲斗、回转平台等机构的真实动作能力。
- 支持与模拟器实时联动，操作模拟器时，模型同步执行相应动作，增强训练直观性。
3. 智能控制与教学系统
- 教师控制台配备27英寸触控显示屏，支持一键切换训练模式、场景加载、故障模拟、操作回放等功能。
- 支持多机联动教学，可同时控制多台模拟器与模型，实现协同作业训练。
4. 结构原理与维保训练系统
- 内置三维交互式教学模块，涵盖挖掘机结构认知、液压系统原理、电气控制、常见故障诊断与拆装维修等内容。
- 支持学员自主学习和教师引导教学，配套考核题库与实操评估系统。
5. 高性能视景与运算平台
- 搭载高性能计算机（i5/GTX1660/8G内存），支持实时物理引擎与多场景渲染。
- 视景分辨率≥1920×1080，刷新率≥25fps，支持昼夜、天气、工况动态切换。
三、实训室环境与布局建议
- 场地面积：建议不少于60㎡，预留模型展示与操作空间。
- 电源要求：AC220V±10%，接地良好，整机功耗约1.8KW（含运动平台）。
- 环境适应性：温度-10℃～+40℃，湿度30%～80%，无强电磁干扰。
- 布局分区：划分为模拟训练区、模型联动区、教学控制区、理论学习区，确保教学流程顺畅、互不干扰。
四、培训课程体系
系统支持以下多层次、模块化培训内容：
- 基础认知与结构学习
挖掘机组成、液压系统原理、安全操作规程。 - 基础操作训练
启动、行走、转向、挖掘、装载、平整等基础动作训练。 - 高阶作业训练
挖掘平底坑、吊管回填、翻越壕沟、破碎作业、夜间作业模拟。 - 故障诊断与维保实训
常见故障模拟、液压系统调试、结构原理、保养流程训练。 - 安全与应急演练
倾覆预防、突发故障处置、应急救援流程模拟。
五、预期成效
- 显著降低实机训练成本与安全事故风险，提升培训效率。
- 通过虚实联动增强学员的空间感知与操作协调能力。
- 实现培训过程可记录、可回放、可评估，支持个性化教学。
- 系统具备良好扩展性，未来可接入多机协同、智能施工等高阶模块。
六、适用场景
- 建筑与矿山企业：新员工上岗培训、在岗技能提升、安全年审考核。
- 职业院校与技工学校：工程机械、机电一体化、建筑施工等相关专业实训教学。
- 培训机构与考试中心：挖掘机操作证书培训、技能竞赛、等级评定。
- 展会与科普展示：工程机械智能化、绿色施工技术动态演示。
