门座式起重机仿真教学仪

 

一、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。

    仿真模拟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起重机训练培训，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起重机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，对降低起重机生产事故发生率有很重要的意义。

起重机模拟操作系统作为一种新的培训手段，将改变传统的起重机操作培训方式，将促进我国起重机司机岗前培训及继续教育工作的发展，具有广阔的应用前景和推广价值;对培养高素质的操作人员、降低培训成本、缩短培训时间、提高工作效率具有重要的意义和价值。

为此我们公司基于经济和实用等因素考虑，开发了一个廉价的、使用简单的、半实物虚拟现实仿真系统。

1. 港口起重机仿真操作模拟系统背景及系统概述

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。大型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。

起重机操作大型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、动力学数学模型、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。

 

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。

门座式起重机仿真教学仪是我公司独立设计研发的实用型教学产品。可满足设备基础规范操作的要求，可实现起吊重物、变幅、回转及吊运作业、鉴定考核的逼真模拟。

软件设计合理、逼真、数据传输快，能够快速的得到互动反应，软件有较高的稳定性。

软件场景中的模型均根据门座式起重机1：1比例进行3D模型设计制作，场景模型比例按照考核大纲和培训要求进行设计。

二、功能简介

教学仪分为理论教学、操作训练和考核三大部分。  

1.理论教学

1）.入门教学

含有与设备相对应的理论知识学习、安全操作规程、操作注意事项等文字语音讲解。

2）.视频教学：含有与设备相对应的视频讲解。使用功能按钮可以控制视频的暂停、后退、前进、全屏播放以及多个视频间的切换。

2.操作训练

场景教学

    场景教学中设计大量的实时错误提示（内容包括文字、语音提示以及声光报警等），帮助学员及时纠正错误动作，杜绝违规操作。

 

吊物训练：

学习者可以在此场景下进行门座式起重机起吊物训练，进入工作状态，在规定的时间内，对门座式起重机进行模拟控制，模拟实际工作中的步骤，对于违规操作进行警告。

抓斗训练：

学习者可以在此场景下进行门座式起重机抓斗作业进行训练，进入工作状态，在规定的时间内，对门座式起重机进行模拟控制，模拟实际工作中的步骤，对于违规操作进行警告。

考核训练：

学习者可以在此场景下进行门座式起重机考核项目进行训练。场景包括取证考核和审证考核，让学员在正式考核前对考核场景进行熟悉，反复训练。

机械构造：

以动画的形式演示讲解门座式起重机的构造。使学习者对门座式起重机的各主要部件有所了解。

3.考核

   1）.鉴定考核

场景考核：取证考核、审证考核。该场景是根据门座式起重机实操考核标准1：1制作，所有吊物、障碍物的尺寸全是依据实操考核标准所要求进行制作，按照门座式起重机国家实操考核标准进行考核，对违规进行标准扣分，对于不合格者进行取消资格处理。

2）.理论考核：该模块以试题的形式考查学员对门座式起重机基础知识掌握程度。具备理论考试标准化考核，实现随机出题组卷、自动评判、自动打分功能，并可根据客户需求对题库进行修改。

 

三、硬件配置