直臂式高空作业车作为船舶行业应用广泛的特种车辆,在船体焊接、涂装和除锈等作业中应用广泛,但由于复杂的操作性,导致事故率较高。因此,对作业车操作技能水平提出了较高要求,而传统教学培训以教材、视频和老师带教的形式,学员直观操作性受限。本论文将虚拟现实技术和半实物仿真技术运用于教学培训中,提高学员学习的主观能动性,提高培训效率。本文通过研究直臂式高空作业车在船厂的日常作业流程,分析培训系统的需求,确立了"教学、练习、考核"三大功能模块;将系统划分为数据操作层、业务管理层和互动表示层;简化作业车变幅机构,运用D-H方法进行了运动学分析,得到各运动关节之间的齐次变换矩阵和速度关系,为虚拟驱动建立数学模型;基于Euler-Bernoulli梁的弯曲振动方程,简化臂架系统为末端有集中质量的箱型截面阶梯梁,为模拟平台振动建立初步振型;以Unity3D、Maya和PhotoShop作为虚拟场景开发工具,完成虚拟模型及场景的搭建;在.NET2.0平台上运用面向对象设计方法,完成MySQL本地数据库搭建及软件功能模块详细设计;根据作业车电液控制原理图,运用SIEMENS S7-226CN PLC完成作业车控制器按钮功能逻辑编程;完成操作者头部角度信息与虚拟场景摄像机位姿映射的蓝牙通讯编程;基于偏振式3D显示原理,研究并测试上下偏振式立体影像对处理方式;最后运用Profiler优化工具,优化培训系统软件。在考核模式下,提出的一种对操作及碰撞体分级编码的方法,运用于主观题的出题和考核评分。本课题的研究成果,将虚拟现实技术引入传统教学培训,结合机电一体技术,增强了培训的趣味性、实操性与互动体验感觉,是对传统教学培训的一个补充与提高。