基于EON的挖掘机变速器虚拟维修训练系统.doc

本文由yao2oo7贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT或下载源文件到本机查看。现代设计与先进制造技术胡成贺苏凡囤张琦等基于EON的挖掘机变速器35基于EON的挖掘机变速器虚拟维修训练系统胡成贺苏凡囤张琦王海涛陈保峰(1.解放军理工大学工程兵工程学院江苏南京210007)(2.68243部队甘肃酒泉735000)11112摘要:以某型轮式挖掘机变速器为研究对象基于虚拟现实工具软件EONStudio进行模拟论证了变速器虚拟维修训练涉及的三维建模、运动学分析、多视角观测、拆装序列规划和人机交互等实现方法系统可直观再现变速器的结构组成及工作原理使受训人员在逼真的虚拟现实环境下熟悉训练对象和训练任务掌握变速器的结构、工作原理、拆装方法和基本维修技能达到良好的训练效果。关键词:挖掘机;变速器;虚拟维修;EONStudio中图分类号:TP391.9文献标识码:A文章编号:1672-1616(2010)23-0035-04练手段具有显著的经济效益。挖掘机广泛应用于交通、水利、国防施工等场合在工程建设中发挥着重要作用其结构复杂自动化程度高技术保障难度大长期以来其维修训练都是在结合实装的基础上运用实物拆装、录像、挂图、三维动画和多媒体软件等常见辅助手段进行。这种训练模式消耗大开展时机滞后训练范围受限特别是难以满足现场维修训练要求严重制约了挖掘机维修能力的及时形成和保持。虚拟现实(VirtualRealityVR)是由计算机系统创建的一种令人感到身临其境、可以获得与环境[1]交互体验的虚拟世界。它通过将视觉、听觉、触觉等作用于使用者对使用者的控制行为做出动态的交互反应[2-3]从而达到逼真的训练和展示效果因此在航空航天、先进制造业、军事训练和商业展示等领域都得到了广泛应用并已显示出其突出的实用性和先进性。目前国内外都在加紧进行虚拟现实系统的研究已经取得了显著的成果。目前虚拟现实系统开发平台软件比较多主要有WorldToolkit、a、VegEONReality、VRTools等。其中美国EONRealityInc.公司开发的专业虚拟现实软件EONStudio具有使用简单、图形处理能力强、发布方式多样、二次开发潜力大等特点深受广大系统开发者的青睐[4]。基于以上因素运用EONStudio虚拟现实平台开发挖掘机变速器虚拟维修训练系统可以为挖掘机的使用维修提供逼真、现代化、经济实用的训收稿日期:2010-10-2511.1系统的设计与实现系统结构设计本文以某型全回转轮胎式液压单斗挖掘机为例进行研究该型挖掘机行走由液压马达驱动可以实现一个高速挡、一个低速挡和一个倒挡。其结构较其他工程机械变速器具有独特性因此维修训练方法也有所不同。针对该型挖掘机变速器特点系统开发过程中对系统框架构建、模型建立、训练场景构建、训练过程规划和训练的交互控制进行了合理规划和细致设计。变速器虚拟维修训练系统结构框图如图1所示。1.2三维建模变速器的模型通过CAD构建由3dsMAX进行纹理、材质、颜色、灯光等处理最后导入到EON中进行系统仿真。模型构建是虚拟训练实现的关键环节之一其好坏将直接影响整个虚拟维修训练系统的质量。为了给受训者以良好的沉浸感三维模型需要真实再现实验场景、零件外观甚至内部结构。模型的构建过程中应在保证模型外形特征的前提下尽可能地减少特征面的数量删减模型表面的三角形网格以提高虚拟现实环境中图形的显示速度。构建的变速器三维实体模型如图2所示。1.3结构运动分析该变速器主要由壳体、根输入轴、根前桥接21作者简介:胡成贺(1983-)男河北抚宁人解放军理工大学工程兵工程学院硕士研究生主要研究方向为工程机械建模与仿真。362010年12月中国制造业信息化第39卷第23期图1变速器虚拟维修训练系统结构框图伺服液压油也进入前桥接通油缸推动前桥接通拨叉使前桥接通齿套与输出轴花键啮