港口大型起重機集成模擬器的開發(fā)與關鍵技術研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代計算機技術的發(fā)展和安全生產(chǎn)要求的提高，虛擬現(xiàn)實逐漸成為特殊行業(yè)培訓高素質職工的一種重要手段。本文在現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實學科思想引領下，綜合運用多媒體技術、現(xiàn)代傳感與測控技術、起重機運動學與動力學、現(xiàn)代港口起重機操作技術等多學科知識，以應用廣泛的港口岸邊集裝箱起重機、門座起重機、集裝箱堆場輪胎龍門起重機、橋式抓斗起重機、橋門式起重機等五種大型起重機為對象，研究多種起重機集成模擬器開發(fā)的關鍵技術。主要研究成果和創(chuàng)新點如下：
　　 (

2、1)研究了在主體硬件基礎上集成五種大型起重機模擬訓練功能的可行性。
　　 通過比較分析五種大型港口起重機工作機構的功能相似性、司機室結構與司機操作裝置的相似性以及司機視野的相似性，論證了五種機型的集成可行性，完成了模擬器的集成方案設計。
　　 (2)研究構建了高逼真的以司機學員視野為核心的環(huán)繞包裹式投影系統(tǒng)。
　　 在深入研究起重機工作過程中司機視景目標動態(tài)變化的基礎上，構建了以司機學員為第一稱的環(huán)繞包裹式折幕投

3、影系統(tǒng)，開發(fā)了司機操作互動與投影屏幕影像變化的聯(lián)動控制技術，實現(xiàn)了模擬器的多屏普通三維和立體顯示，提升了模擬器虛擬環(huán)境的沉浸感。
　　 (3)研究了基于六自由度平臺實現(xiàn)起重機司機室動感模擬的新技術。
　　 建立了起重機吊具和司機室動態(tài)特性模型，研究了基于六自由度運動平臺的起重機司機室運動控制技術，實現(xiàn)了起重機駕駛室在主要工況下的顛簸、傾斜和晃動的動感模擬，提高了模擬器的沉浸感與交互性，給學員創(chuàng)造了更真實的學習環(huán)境。