起重机模拟培训系统若干关键技术研究

发布时间：2021-09-19 18:19

　　虚拟现实是一种先进的、自然的、直接的人机交互技术,它能够同时提供诸如视觉、听觉、触觉等多种感知,允许用户与计算机中的模型进行实时交互,并使他们获得与真实世界相似的体验。随着计算机技术的迅猛发展,虚拟现实技术的研究越来越深入,其应用领域也越来越广泛。模拟培训系统是一种集成了传感器技术、计算机接口技术、三维实时动画技术、人工智能技术、数据通信技术、网络技术、多媒体技术等先进技术于一体的仿真系统,它不仅具有节能、安全、经济等优点,而且培训不受时间、气候、场地的限制。借助虚拟现实技术的3I特性——沉浸（Immersion）、交互（Interaction）和构想（Imagination）,受训者可以沉浸在虚拟操作环境当中。根据虚拟环境提供的视觉、听觉和触觉反馈,直接感知操作对象的结构和工作原理,构想操作动作要领,体验在现实世界中经常发生或者极少发生的各类生产工况,并取得令人满意的培训效果。起重机是一类广泛应用于冶金、制造、港口、水电、建筑等行业的物流运输设备,同时,起重机也属于特种设备的范畴,起重机司机必须经过严格的安全技术理论学习和安全技术操作实践,考核合格之后方能获证上岗。目前起重机司机受训... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：171 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

起重机模拟培训的体系框架

一般可以采用基于图像的建模方式对工作环境进行建模，采用粒子系统对大气环境中的烟雾和天气环境中的雨雪进行建模。图3一1综合了起重机虚拟环境构建中的主要策略，从该图可以看到，起重机虚拟环境是多种几何模型描述方式的综合应用。

3.3桥式起重机动力学模型研究起重机场景应该随着起重机和负载的运动而不断变化。通常，起重机各个运动部分的运动可被描述为一个二阶微分方程组(ODEs)，采用四阶龙格库塔方法可以对它们进行数值求解。如图3一4所示建立桥式起重机负载运动坐标系，其中:大车沿Z轴方向运动，质量为M，，小车沿X轴方向运动，质量为M:，负载被吊在钢丝绳的尾端，质量为M:。小车和负载均简化成为简单质点，小车所在位置坐标为(X:，o，Z:)，钢丝绳绳长为l，a是Z轴与钢丝绳在XY平面内投影之间的夹角，刀是Z轴与钢丝绳在YZ平面投影之间的夹角，少是钢丝绳与其在YZ平面内投影之间的夹角。钢丝绳绳长l可以伴随负载的提升和下降动作不断发生变化，因此本质上是一个变量，但由于在实际的挂钩操作阶段，吊钩的位置一般都接近负载的摆放位置，此时的绳长l一般是确定的，因此在实际求解时，无须将其视为求解变量。

【参考文献】：
期刊论文
[1]CAD/CAM实训体系建设探讨[J]. 张华,陈杰平.  装备制造技术. 2007(06)
[2]工程训练教学中的创新制作训练初探[J]. 陶泽柳,朱华炳,曹斌,梁发庆.  广西轻工业. 2007(06)
[3]机电一体化教学培训系统的设计与实现[J]. 孙树文,杨建武,张慧慧.  中国现代教育装备. 2007(06)
[4]拓展培训研究[J]. 向晶,刘杰.  科技信息(科学教研). 2007(14)
[5]塔式起重机仿真训练器的研制[J]. 刘勇,孟宪颐.  北京建筑工程学院学报. 2007(01)
[6]提高护理人员应对突发事件能力的培训方法与体会[J]. 方桂珍.  护理管理杂志. 2007(01)
[7]虚拟现实技术在塔机司机训练培训中的应用[J]. 孟宪颐,刘勇.  中国工程机械学报. 2006(04)
[8]基于运动生物力学的三维人体运动模型[J]. 李振波,李华.  系统仿真学报. 2006(10)
[9]国内外港机仿真操作模拟器发展动态[J]. 刘晋川,程新风,饶京川.  起重运输机械. 2006(08)
[10]基于国标人体测量学数据的虚拟人缩放方法[J]. 王维,李焱,贺汉根.  计算机仿真. 2006(07)

博士论文
[1]面向协同虚拟制造的分布式支撑环境研究[D]. 郭蕴华.武汉理工大学 2004
[2]分布式列车仿真系统中视景实时生成算法的研究[D]. 苏虎.西南交通大学 2002

硕士论文
[1]虚拟现实技术在桥吊仿真训练器中的应用[D]. 李世才.大连理工大学 2006
[2]集装箱起重机仿真训练器的研制开发[D]. 李剑.上海海运学院 2003
[3]基于微机的多通道列车视景仿真系统的研究[D]. 唐冰.西南交通大学 2003
[4]虚拟现实中立体显示技术的研究与实现[D]. 贾惠柱.大庆石油学院 2002
[5]基于虚拟现实的集装箱起重机驾驶仿真训练器研究[D]. 刘刚.武汉理工大学 2002



本文编号：3402107