【摘 要】
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塔式起重机作为高层建筑施工的主要起重设备,广泛应用于施工中物料的起升、转移等工作。塔式起重机的作业环境属于高危作业范畴,为了提高作业安全性,需要对驾驶员进行操作培训。传统的培训方式存在培训成本高、周期长、安全隐患大等弊端,研究功能完善的起重机虚拟操作系统并将其应用于起重机驾驶员的培训工作,为起重机驾驶员培训提供一种安全、高效、低廉的培训方法,是解决这一问题的有效方法。因此,本文以塔式起重机为对象,
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塔式起重机作为高层建筑施工的主要起重设备,广泛应用于施工中物料的起升、转移等工作。塔式起重机的作业环境属于高危作业范畴,为了提高作业安全性,需要对驾驶员进行操作培训。传统的培训方式存在培训成本高、周期长、安全隐患大等弊端,研究功能完善的起重机虚拟操作系统并将其应用于起重机驾驶员的培训工作,为起重机驾驶员培训提供一种安全、高效、低廉的培训方法,是解决这一问题的有效方法。因此,本文以塔式起重机为对象,对其虚拟操作系统中的动感仿真和视景仿真两个关键技术进行研究。本文主要研究内容如下:（1）通过有限元软件ANSYS结合虚拟样机技术软件ADAMS建立塔式起重机的刚柔耦合多体系统模型,通过ADAMS软件对塔式起重机的模型进行运动学仿真分析,得到塔式起重机在三种典型工作状态下驾驶室在不同的运动工况时的位姿变化数据,为六自由度平台提供所需参数。（2）将仿真得到的不同工况下驾驶室的位姿变化数据输入到六自由度运动平台,通过六自由度平台的位置反解算法,得到六自由度平台六个电动缸的伸缩量,驱动六自由度平台的运动,从而实现对塔式起重机驾驶室的动感仿真。（3）通过Solidworks建模软件和3ds Max软件建立塔式起重机的三维模型和场景模型,以Unity3D作为开发平台,利用自身的资源包,创建地形和天空盒等外部场景,创建逼真的场景环境,实现场景的搭建。（4）使用Unity3D软件和C#编程语言,对起重机和场景进行驱动,实现控制起重机的起升、回转、变幅以及起吊和放下重物等基本功能;通过添加音效使系统更具真实性和沉浸性;实现超重报警、定点停放判断、视角切换及控制、以及以第一人称视觉角度观察起重机在不同工况下驾驶室视角的视觉动感仿真等辅助功能。实现塔式起重机虚拟操作系统的视景仿真。
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