一种三维虚拟变电站巡检用虚拟头盔的改进优化

摘要：通过新型佩戴件和加装硅胶垫的改进措施，对一种三维虚拟变电站巡检用虚拟头盔进行了相应优化，间接提升变电站工作人员巡检技术水平，保障电力系统安全稳定运行。

关键词：电力系统;巡检;安全;头盔

0 引 言

虚拟现实技术（VR）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中[1]。近年来，虚拟现实技术受到了越来越多人的认可，用户可以在虚拟现实世界体验到最真实的感受[2]。同时，虚拟现实具有一切人类所拥有的感知功能，比如听觉、视觉、味觉、嗅觉等感知系统，真正实现了人机交互，使人在操作过程中，可以隨意操作并且得到环境最真实的反馈[3]。

变电站巡检是一种优化电网系统的措施，可以对电网存在的潜在安全风险隐患进行综合的分析和控制，通过评估对于可能或者即将发生的问题进行有效的处理，确保变电站内各个电气设备持续、安全、可靠运行[4]。巡检过程对工作人员的知识和经验都要求较高，为了确保巡检结果的正确，定期对人员进行巡检培训显得很重要。通过建立带有变电站虚拟场景的三维虚拟系统来进行虚拟巡检可有效提升工作人员巡检技术水平。工作人员进行模拟巡检时，通常是配带虚拟头盔，而现有的虚拟头盔，在佩戴的过程中，容易对人体脸部产生压迫感，造成严重压痕，此外还不便于灵活调节，不适用于不同头部规格的人群。

1 加装硅胶垫的改进优化措施

结合图1至图3对虚拟头盔进行说明，并对加装硅胶垫的改进优化措施进行阐述。如图所示，虚拟头盔包括虚拟头盔主体1，虚拟头盔主体1上设有佩戴在人体头部的佩戴件2，佩戴件2包括设置在虚拟头盔主体1两侧的定位耳3，每个定位耳3上均连接有第一弹力带4，两个第一弹力带4之间设有贴附在人体头部后脑的调节件5，调节件5与虚拟头盔主体1之间设有对虚拟头盔主体1向上提拉的第二弹力带6，虚拟头盔主体1在与人体脸部接触的一面设有软质的硅胶垫7，硅胶垫7上设有与人体眼部相对应的通孔8，硅胶垫7经拆卸机构安装在虚拟头盔主体1上，拆卸机构包括设置在硅胶垫7上且不与人体脸部接触的一面的毛面9，虚拟头盔主体1上设有与毛面9黏贴配合的勾面10。

在虚拟头盔主体1与人体脸部接触的一面设有软质的硅胶垫7，从而有效避免了虚拟头盔主体1对人体脸部皮肤有压迫感，而出现严重的压痕，避免对人体脸部造成损伤。硅胶垫7经拆卸机构安装在虚拟头盔主体1上，在使用过程中便于对硅胶垫7进行更换或清洁，从而避免佩戴者之间皮肤间接性接触，避免造成细菌和病毒的交叉感染。

2 佩戴件的改进优化措施

调节件5包括贴附在人体头部后脑的弧形板11，弧形板11的两端端部设有伸缩腔12，伸缩腔12内设有沿伸缩腔12伸缩移动的弧形条板13，第一弹力带4与弧形条板13的外端部连接，弧形板11上设有与沿伸缩腔12平行设置的滑槽14，弧形条板13上设有穿过滑槽14的定位柱15，定位柱15的外端部设有手动螺帽16，佩戴件2由弧形板11以及设置在弧形板11上沿弧形板11伸缩的弧形条板13组成的，其中可对弧形条板13伸缩程度进行调节，进而适用于不同头部大小，且不会因为头部大小差异过大而造成佩戴牢固度不强，也避免第一弹力带4张紧过度而对佩戴者的头部造成严重压迫感。其中可通过定位柱15沿着滑槽14滑动，进而来对弧形条板13的伸缩程度进行调节，然后通过手动螺帽16进行固定。

如图4所示，通过对定位柱15的端部设置对手动螺帽16进行防脱的限位封头17，可避免手动螺帽16发生脱离遗失。弧形板11上设有弯曲的延伸至人体头部前侧的提拉架18，第二弹力带6与提拉架18的端部固定连接，利用第二弹力带对虚拟头盔主体1向上提拉，避免虚拟头盔主体1向下垂落。提拉架18不与人体头部接触，避免对人体头部造成压迫。弧形板11与人体头部接触的一面设有海绵层，增加了舒适度。弧形板11上设有对滑槽14的开口端封闭的封闭块19，便于对弧形板11进行安装和拆卸。虚拟头盔通过改进优化后的各个部件，可具有便于调节的特点，方便不同头部大小的人佩戴在头部。

3 结束语

改进优化后的虚拟头盔，在头盔主体与人体脸部接触的一面设置软质的硅胶垫，避免虚拟头盔主体对人体脸部皮肤产生压迫感而出现严重的压痕，防止对人体脸部造成损伤。硅胶垫经拆卸机构安装在虚拟头盔主体上，在使用过程中可便于对硅胶垫进行更换或清洁，从而避免佩戴者之间皮肤间接性接触以造成细菌和病毒的交叉感染。

通过优化后的定位柱沿滑槽滑动，对弧形条板的伸缩程度进行调节，然后通过手动螺帽进行固定，进而适用于不同头部大小，且不会因为头部大小差异过大，而造成佩戴牢固度不强。同时可避免第一弹力带张紧过度，而对佩戴者的头部造成严重压迫感。

参 考 文 献

[1]韩振梅. 论虚拟现实技术在电视节目制作中的应用[J]. 采写编， 2016（6）：2.

[2] 石宇航. 浅谈虚拟现实的发展现状及应用[J]. 中文信息， 2019， 000（001）：20.

[3] 王月蓉. 浅谈虚拟现实技术在教学中的应用[J]. 无线互联科技， 2013（11）：2.

[4] 王国庆. 变电检修中常见的安全问题和应用对策解析[J]. 中国科技纵横， 2015（6）：1.

作者简介：

陈雨欧（20000-），女，研究方向为电气工程。