一種三維虛擬變電站巡檢用虛擬頭盔的改進優化

摘要：通過新型佩戴件和加裝硅膠墊的改進措施，對一種三維虛擬變電站巡檢用虛擬頭盔進行了相應優化，間接提升變電站工作人員巡檢技術水平，保障電力系統安全穩定運行。

關鍵詞：電力系統;巡檢;安全;頭盔

0 引 言

虛擬現實技術（VR）是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，使用戶沉浸到該環境中[1]。近年來，虛擬現實技術受到了越來越多人的認可，用戶可以在虛擬現實世界體驗到最真實的感受[2]。同時，虛擬現實具有一切人類所擁有的感知功能，比如聽覺、視覺、味覺、嗅覺等感知系統，真正實現了人機交互，使人在操作過程中，可以隨意操作并且得到環境最真實的反饋[3]。

變電站巡檢是一種優化電網系統的措施，可以對電網存在的潛在安全風險隱患進行綜合的分析和控制，通過評估對于可能或者即將發生的問題進行有效的處理，確保變電站內各個電氣設備持續、安全、可靠運行[4]。巡檢過程對工作人員的知識和經驗都要求較高，為了確保巡檢結果的正確，定期對人員進行巡檢培訓顯得很重要。通過建立帶有變電站虛擬場景的三維虛擬系統來進行虛擬巡檢可有效提升工作人員巡檢技術水平。工作人員進行模擬巡檢時，通常是配帶虛擬頭盔，而現有的虛擬頭盔，在佩戴的過程中，容易對人體臉部產生壓迫感，造成嚴重壓痕，此外還不便于靈活調節，不適用于不同頭部規格的人群。

1 加裝硅膠墊的改進優化措施

結合圖1至圖3對虛擬頭盔進行說明，并對加裝硅膠墊的改進優化措施進行闡述。如圖所示，虛擬頭盔包括虛擬頭盔主體1，虛擬頭盔主體1上設有佩戴在人體頭部的佩戴件2，佩戴件2包括設置在虛擬頭盔主體1兩側的定位耳3，每個定位耳3上均連接有第一彈力帶4，兩個第一彈力帶4之間設有貼附在人體頭部后腦的調節件5，調節件5與虛擬頭盔主體1之間設有對虛擬頭盔主體1向上提拉的第二彈力帶6，虛擬頭盔主體1在與人體臉部接觸的一面設有軟質的硅膠墊7，硅膠墊7上設有與人體眼部相對應的通孔8，硅膠墊7經拆卸機構安裝在虛擬頭盔主體1上，拆卸機構包括設置在硅膠墊7上且不與人體臉部接觸的一面的毛面9，虛擬頭盔主體1上設有與毛面9黏貼配合的勾面10。

在虛擬頭盔主體1與人體臉部接觸的一面設有軟質的硅膠墊7，從而有效避免了虛擬頭盔主體1對人體臉部皮膚有壓迫感，而出現嚴重的壓痕，避免對人體臉部造成損傷。硅膠墊7經拆卸機構安裝在虛擬頭盔主體1上，在使用過程中便于對硅膠墊7進行更換或清潔，從而避免佩戴者之間皮膚間接性接觸，避免造成細菌和病毒的交叉感染。

2 佩戴件的改進優化措施

調節件5包括貼附在人體頭部后腦的弧形板11，弧形板11的兩端端部設有伸縮腔12，伸縮腔12內設有沿伸縮腔12伸縮移動的弧形條板13，第一彈力帶4與弧形條板13的外端部連接，弧形板11上設有與沿伸縮腔12平行設置的滑槽14，弧形條板13上設有穿過滑槽14的定位柱15，定位柱15的外端部設有手動螺帽16，佩戴件2由弧形板11以及設置在弧形板11上沿弧形板11伸縮的弧形條板13組成的，其中可對弧形條板13伸縮程度進行調節，進而適用于不同頭部大小，且不會因為頭部大小差異過大而造成佩戴牢固度不強，也避免第一彈力帶4張緊過度而對佩戴者的頭部造成嚴重壓迫感。其中可通過定位柱15沿著滑槽14滑動，進而來對弧形條板13的伸縮程度進行調節，然后通過手動螺帽16進行固定。

如圖4所示，通過對定位柱15的端部設置對手動螺帽16進行防脫的限位封頭17，可避免手動螺帽16發生脫離遺失。弧形板11上設有彎曲的延伸至人體頭部前側的提拉架18，第二彈力帶6與提拉架18的端部固定連接，利用第二彈力帶對虛擬頭盔主體1向上提拉，避免虛擬頭盔主體1向下垂落。提拉架18不與人體頭部接觸，避免對人體頭部造成壓迫。弧形板11與人體頭部接觸的一面設有海綿層，增加了舒適度。弧形板11上設有對滑槽14的開口端封閉的封閉塊19，便于對弧形板11進行安裝和拆卸。虛擬頭盔通過改進優化后的各個部件，可具有便于調節的特點，方便不同頭部大小的人佩戴在頭部。

3 結束語

改進優化后的虛擬頭盔，在頭盔主體與人體臉部接觸的一面設置軟質的硅膠墊，避免虛擬頭盔主體對人體臉部皮膚產生壓迫感而出現嚴重的壓痕，防止對人體臉部造成損傷。硅膠墊經拆卸機構安裝在虛擬頭盔主體上，在使用過程中可便于對硅膠墊進行更換或清潔，從而避免佩戴者之間皮膚間接性接觸以造成細菌和病毒的交叉感染。

通過優化后的定位柱沿滑槽滑動，對弧形條板的伸縮程度進行調節，然后通過手動螺帽進行固定，進而適用于不同頭部大小，且不會因為頭部大小差異過大，而造成佩戴牢固度不強。同時可避免第一彈力帶張緊過度，而對佩戴者的頭部造成嚴重壓迫感。

參 考 文 獻

[1]韓振梅. 論虛擬現實技術在電視節目制作中的應用[J]. 采寫編， 2016（6）：2.

[2] 石宇航. 淺談虛擬現實的發展現狀及應用[J]. 中文信息， 2019， 000（001）：20.

[3] 王月蓉. 淺談虛擬現實技術在教學中的應用[J]. 無線互聯科技， 2013（11）：2.

[4] 王國慶. 變電檢修中常見的安全問題和應用對策解析[J]. 中國科技縱橫， 2015（6）：1.

作者簡介：

陳雨歐（20000-），女，研究方向為電氣工程。