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近年来,塔机事故时有发生,发生事故的主要原因是操作者缺乏专业知识和操作技能、甚至错误的操作[1]。因此对于司机的培训显得特别重要。可是现在,塔机司机的培训周期长,且仍然沿袭师傅带徒弟的传统方法,使得受训人员不能很快进入独立操作或上机操作不熟练,给日后的操作带来了不安全因素;所以如何提高塔机的使用安全性能,成为目前急需解决的难题之一。本文尝试着采用基于Quest3d的虚拟现实技术对操作人员进行培训,改变传统的培训模式,以期达到良好的培训效果。
塔机虚拟教学训练系统实际上就是用户操作虚拟塔机模型进行训练,以Quest3D为主要平台,结合3DSMax、PRO/E、UG构建了某型号的塔机虚拟教学训练系统,包括塔机加拆节、讨论重物起吊方案和模拟现场环境等功能。这种方法大大降低了培训成本,而且安全可靠,用户通过这个系统进行训练,效率高,自主性强。在实现过程中使用PRO/E建立塔机各零部件的模型,然后导入到Q3d中进行模型的组装。最终本文实现了系统在普通计算机上的运行,也为塔机虚拟教学训练系统进一步发展打下了良好的基础。
文章主要特点有:
①提出了一种针对塔式起重机虚拟仿真教学训练系统的开发方案,介绍了该系统的实现途径;利用UG建立了塔吊的三维实体模型,经格式转换和镜像修正解决了机械CAD实体模型向视觉仿真表面模型的转换并被系统读入的问题。
②利用Quest3D三维引擎开发平台对场景进行实时驱动,实现了虚拟场景交互操作;联合矩阵变换和逻辑编程实现了塔吊的交互运动仿真及安装和拆卸交互运动仿真。
③与以往类似系统相比,系统开发方案对硬件要求低,开发周期短,具有潜在的应用价值。