为了提高凿岩台车培训的效率,打破传统培训对空间、时间和成本的限制,弥补传统培训的不足,研究使用Unity3D开发平台构建凿岩台车虚拟培训系统。研究内容主要包括培训系统人机交互设计、系统功能设计、操作评价系统、凿岩台车钻臂运动学分析和运动仿真,从而建立一个易于交互、培训高效、评价合理的虚拟培训系统。首先,本文对虚拟现实技术和虚拟培训的研究现状进行研究分析,并阐述了凿岩台车传统培训的不足和虚拟培训的优势,提出了凿岩台车虚拟培训系统。然后介绍系统开发所涉及的相关软件和理论知识,包括开发平台Unity3D、建模和动画制作软件3DMAX、机构运动学理论D-H矩阵方法和双三角式平动机构。本系统分为四大功能模块,包括理论学习、动作演示、操作培训和考核。本文着重研究了实现培训系统的关键技术。在3DMAX中利用IK(反向动力学)参数绑定完成凿岩台车钻臂运动模拟动画,并将其完美与Unity3D结合构成虚拟演示模块。基于Unity3D的钻臂运动学机构参数绑定,通过编程实现了凿岩台车钻臂的运动仿真,并开发操作培训模块。本文提出了一种新的碰撞检测思路,即利用碰撞网格产生触发信息,再加以程序代码,实现碰撞效果。研究了遮挡剔除技术在有大量模型数据场景中的应用,实现了对场景的优化,提高系统运行效率。本文提出了一种智能的评价方法,主要结合了钻臂定位算法、碰撞检测技术、凿岩台车操作规范和评价标准,将其运用到考核模块中,实现对操作者的评价,提高操作者学习效率。评价系统及钻臂定位算法是本文的重点和难点,它不仅从运动学方面分析了凿岩台车结构,而且能智能地反应操作者的训练成果。