基于Creator的泥水平衡全斷面掘進機建模技術(shù)研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)（簡稱VR）是利用計算機仿真技術(shù)建立，以沉浸性、交互性為基本特征的計算機高級人機界面。它利用現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的仿真環(huán)境，讓使用者獲得超越現(xiàn)實的體驗。正是因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠逼真顯示三維環(huán)境并具有良好的人機交互能力，所以才能廣泛應用于三維動畫、模擬培訓、場景漫游、城市規(guī)劃、軍事科學等眾多領(lǐng)域。建模技術(shù)是實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)。它通過計算機圖形圖像處理技術(shù)，構(gòu)造仿真對象的三維模型來再現(xiàn)真實的環(huán)境，實現(xiàn)交互對

2、象在虛擬環(huán)境系統(tǒng)中進行人機交互的目的。模型創(chuàng)建的質(zhì)量對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的真實性有重要影響。伴隨大型并行處理器技術(shù)的發(fā)展，計算機圖形、圖像處理功能得到了極大提高。這不僅為虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了有效的現(xiàn)實引擎支持，也為其提供了更加廣闊的研究和發(fā)展空間。
　　泥水平衡全斷面掘進機在鐵路隧道、水利水電隧洞、煤礦巷道等地下工程建設(shè)中是安全、可靠、快速、施工質(zhì)量高的大型機械化施工設(shè)備。它一邊控制開挖面及圍巖不發(fā)生坍塌失穩(wěn)，一邊進行隧道掘進、出渣，并在

3、掘進機尾盾的內(nèi)部拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿，從而不擾動圍巖而修筑隧道。作為一種結(jié)構(gòu)復雜且高度自動化的機電產(chǎn)品，它的設(shè)計對于運動性能、動力學性能以及機械結(jié)構(gòu)性能等方面都有著嚴格的要求。由于施工環(huán)境的特殊性，我們不能在現(xiàn)場觀察到具體的施工情況和處理臨時發(fā)生的問題。因此，構(gòu)建出一種具有很好沉浸感和真實感的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，用于全斷面掘進機施工過程展示、虛擬培訓等，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到大型工程機械領(lǐng)域，對于實際隧道施工具有很好的借鑒意義。

4、>　　本文研究的主要內(nèi)容是泥水平衡全斷面掘進機虛擬施工環(huán)境的創(chuàng)建。以(φ)11.28m式泥水平衡全斷面掘進機為研究對象，在Pro/E中將三維模型按運動關(guān)系要求以樹形父子關(guān)系虛擬裝配，采用多邊形建模，矢量建模，紋理映射等技術(shù)，創(chuàng)建基于Openflight數(shù)據(jù)格式的泥水平衡全斷面掘進機;深入研究泥水平衡全斷面掘進機施工工作時的運動部分DOF節(jié)點的設(shè)置問題;探索大范圍地形模型創(chuàng)建技術(shù)，構(gòu)建城市的虛擬環(huán)境;實踐基于虛擬場景的模型數(shù)據(jù)量優(yōu)化方法，