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基于Multigen Creator/Vega prime的管片拼装机虚拟仿真
| 论文题名： | 基于Multigen Creator/Vega prime的管片拼装机虚拟仿真 |
| 关键词： | 隧道掘进;管片拼装机;虚拟现实;仿真模型;系统开发工具 |
| 摘要： | 管片拼装机是盾构隧道掘进机上的关键设备，在盾构机掘进过程中，开挖后的隧道需要预制好的管片进行支护，管片拼装机的作用就是将这些管片按照预定的形式准确、安全的放到合适的位置。 在施工过程中，盾构机先掘进一段距离，然后停机，管片拼装机工作，安装若干环管片，若能提高管片拼装速度，则能提高施工进度，降低施工成本，但这对管片拼装机操作者的操作技能提出了较高的要求。对操作者进行相关职业培训时，在真实的设备上练习不仅费用较高，可操作性不好，而且难以成规模的培训，效率低下。由于地下的地质状况复杂，隧道施工时面临着许多不可预知的风险，如透水、塌方、有害气体等，为保障工人的人身安全和提高相关人员处理应急事故的能力，对他们进行一些突发事故的应急处理方法的培训十分必要。 本课题就是在此背景下提出的，尝试开发出一套能够实现对管片拼装机操作者进行技能培训的虚拟现实系统，以Multigen-Paradigm公司(现为Presagis公司)的Creator、Vega Prime，Microsoft司的Visual Studio.NET2003为主要的开发工具，深入探索了虚拟现实技术在管片拼装机上的应用。主要研究内容如下： (1)了解虚拟现实技术的发展及意义，熟悉各种开发工具的主要功能和依靠此类开发工具实现虚拟仿真的可行性。 (2)了解盾构施工的基本工艺流程，熟练掌握某型管片拼装机的结构和功能。利用相应的开发工具建立、修改、管理仿真模型。 (3)利用Visual Studio2003生成MFC框架，正确配置使其能够调用Vega Prime自带的API库函数，结合管片拼装机的动作机理，通过编写相应的代码实现管片拼装机动作的实时控制和管片拼装的模拟。 主要研究结果：将虚拟现实技术应用到了地下工程施工装备中，通过实时控制管片拼装机的各种动作和加载特殊音频文件来增强交互性和沉浸感，模拟一环管片的拼装。掌握了多自由度机构动作控制的算法和程序实现方法。 |
| 作者： | 陈桥 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 冯鉴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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