桥门式起重机模拟器

一、产品概述

目前，教育培训领域正发生重大技术性变化，主要表现在传统教育培训资源向现代教育培训资源的转变。而仿真模拟技术在这单起着标志性的核心作用。

在港口物流这一行业中，起重机、叉车、堆高机、正面吊是装卸货物的主要设备，也是容易出安全事故的设备。这些设备驾驶的操作涉及到财产与生命安全，对操作人员的素质要求愈来愈高。由于它们可应用在不同行业领域，其种类繁多，操作技术多样，在生产过程中不仅要完成驾驶操作，更要与其他工种人员协调一致地完成吊装等装卸工艺动作，如操作不当而引起的破坏程度和危险性都会大大增加。

武汉科码有限公司是我国第一家以特种职业培训为主从事虚拟现实技术开发的高科技公司，公司开发的港口起重机模拟器和叉车仿真驾驶训练模拟器能够满足学员在安全、环保、高效的情况下完成起重机、叉车的岗前培训。仿真模拟实训设备通过模仿真实工作环境，为学员提供一种由于他的选择或者操作，引起实际活动、产生影响的培训方式。模拟效果和真实环境下的实际运行所起的效果几乎是完全一样，甚至还可以模拟真实条件下难以出现的环境条件，以完成重要训练科日，这使得训练风险和成本都大大低于真实环境。

虚拟现实技术应用于港口物流训练培训，目的是使受训人员在模拟真实的环境下，在模拟训练机上反复熟悉操作要领，从而解决了课堂上的理论知识无法及时与实际操作相结合的问题，又可免去受训司机直接在实物上操作的高昂费用，还可大大缩短受训周期，起到事半功倍的效果。对缩短培训周期，提高培训质量，对降低生产事故发生率有很重要的意义。

二、大型桥门式起重机模拟器

1.桥门式起重机模拟器简介

桥门式起重机仿真操作模拟系统是一项高技术产品，融合了起重机动力学、起重机运动学、数字图像处理、计算机图形学、传感与控制技术、信息技术、现代起重机操作技术、安全操作规范等多项学科的技术内容，代表了现代职业教育的发展方向，是一种绿色环保、无碳排放、低成本的现代化起重机操作训练及考核的先进技术。港口起重机综合模拟系统能提供一个基于虚拟现实原理合成的虚

拟工作环境的全三维图形显示。在模拟系统中，起重机操作员将坐在一个由真实、互动的世界全面围绕的驾驶室内。起重机模拟系统结合了可视化信息与声频技术，能对真实的工作环境进行了十分逼真的模拟。

系统根据港口特种设备安全培训与操作技能训练的实际情况需求，充分利用虚拟现实及智能控制技术，以提高学员的实际操作技能，提高教学培训的安全性，促进节能减排的成效。

2.系统组成

大型桥门式起重机操作模拟系统一般由驾驶室、教员台控制系统、三维成像视景系统、、六自由度运动平台、动力学数学模型和PLC逻辑控制系统、音响系统、教学投影系统、网络通讯系统等模块组成。其工作原理如图1－1所示。

图1－1仿真系统工作原理图

1）.驾驶室操作系统

采用真实码头大型设备驾控司机操作工作界面及真机仿真的方式设计制作。

2）.教员台控制系统

采用先进的运动器控制，完全仿真按1：1设计，与真实设备的驾控操作器械完全一致。

教师或管理人员可以远程维护模拟器，设置各类参数和考试科目，设置故障

考核点，实时跟踪训练轨迹，记录训练全过程及结果考核，并能回放训练过程，可发现需改进动作训练及方法等。

其中，教员台控制系统为整个仿真系统的控制者，各个部分的运作可由它通过发送命令数据来控制，同时它也是数据传输的中转站。教员台系统接受来自系统网络的数据，包括来自操纵台的数据，并实时发送给视景系统以通过动力学模型来驱动视景。同时它接受视景系统的反馈信息，并实时反馈信息和直接实时控制信号，以达到控制操作联动台及运动平台的目的。视景系统、音响系统用来产生图像和声音，座椅振动控制系统模拟实际振动。驾驶室内有操作联动台、投影屏等用于训练操作。数据采集系统直接与操纵台、运动平台相联，在控制两者的同时，接受它们的信息反馈。

3）.三维立体图像视景系统

通过该模块实现三维立体成像，大大提高临场感，使训练人员产生身临其境的感觉，同现实比例的画面效果，提高了系统的仿真度。

4）.动力学模型

模拟起重机的各种物理特性，包括提升、晃动，碰撞等，可以通过调整重力、摩擦力、速度、起什速度等参数，模拟各厂家型号的起重机。

5).信号采集和运动控制器逻辑控制系统：

模拟实际工作中的电气参数指标，采集指令控制器、按钮等信号，并同时反馈到软件系统及指示灯系统。采用高速芯片，性能指标高，稳定性强。