收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

虚拟仿真技术在掘进机人因工程学分析中的应用研究

刘李军  
【摘要】:从我国能源发展的总体趋势上看,煤矿机械一直呈高速发展的上升趋势,而掘进机作为煤炭生产中实现高产、高效,安全机械化生产的关键设备,需求量在逐年递增。但由于掘进机井下工作环境的特殊性,而且操作风险高,油耗大等特点,使得目前在掘进机的人因工程学方面的研究比较少,即使有一些人因工程学方面的研究,由于环境恶略、危险性大且实验数据不易采集等问题,导致在煤矿机械人因工程学方面的研究困难重重。近年来,虚拟仿真技术以其极大的优势引起广泛关注,应用范围从最初的游戏娱乐逐渐推广至工业设备的虚拟仿真与控制。利用虚拟仿真技术,可以有机整合人、机、环境等数据,使实验中的人、机器和环境合理结合,达到人体机能、生理、心理与机器、环境的协调统一,并使之安全有效地与高新技术完美结合,是一个把煤矿机械和人因工程学研究连接起来的绝佳方案。本论文以煤矿巷道施工用悬臂式掘进机的人因工程学分析作为研究目标,以悬臂式掘进机为研究对象,以人因工程学理论为指导,利用三维建模技术构建悬臂式掘进机虚拟样机,借助Unity3D虚拟现实系统开发平台,实现悬臂式掘进机操控仿真,模拟其机械结构和运动仿真:进行人因工程学验证分析,为掘进机人因工程学的研究提供理论依据。首先,本文通过对EBZ230悬臂式掘进机的运动状态和机械结构的具体分析,基于掘进机使用环境的特殊性,并结合其实际情况,我们从掘进机工作环境、驾驶员界面及手伸界面设计、操控装置仪表显示和控制器设计等几个方面考虑,利用Solidworks建立各部件基本模型,通过Maya对模型进行优化,实现掘进机样机模型构建。其次,借助Unity3D虚拟现实平台构建交互式的悬臂式掘进机作业场景和施工过程仿真环境。利用平台提供的物理引擎和C#语言进行动态编程,完成掘进机各部分(截割头的旋转和升降运动、履带的行走运动、铲板的升降运动)的运动模拟,基于VR头盔的SDK设计了头盔显示器与视景控制模块的接口,使操控者通过佩戴VR头盔在虚拟仿真环境中进行操控,获得真实的操控体验,对仿真系统从操控舒适性、控制器流畅性、虚拟模型、操控空间设计,环境效应和仿真平台等方面做出理论评判。最后,用DELMIA软件和模糊综合评价法来评价虚拟仿真技术在掘进机人因工程学研究中的有效性和可行性。实验表明,系统运行稳定,操控效果真实流畅,满足操控者安全舒适的要求。该系统的研发,不但克服了真机研究中时间和空间的束缚,对掘进机人因工程学的研究具有重要意义,也为煤矿机械等特殊设备的人因工程学研究提供了新思路。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 黄燕;;虚拟仿真技术在图书馆的应用模式研究[J];大学图书情报学刊;2015年03期
2 叶莎莎;;虚拟仿真技术在档案展览实践教学中的应用[J];课程教育研究;2018年29期
3 王伟;张鹏;刘庆云;;制造业中虚拟仿真技术的发展研究[J];组合机床与自动化加工技术;2013年07期
4 冯佰威,李俊华,汪玉,高兴华,蔡薇;虚拟仿真技术在舰船研制评估中的应用研究[J];船舶;2005年05期
5 雷军波,李世其;工程施工中虚拟仿真技术的应用[J];施工技术;2003年12期
6 谭业文;郑雯;;虚拟仿真技术对幼儿师资培养促进与实践研究[J];教育现代化;2019年A3期
7 李梓涵;吴鸿岳;张明璐;何倩;李浩;;虚拟仿真技术在中学灾害教育培训中的应用研究[J];电子元器件与信息技术;2020年03期
8 芈天;;基于虚拟仿真技术的机械制造在线课程教学研究[J];工业技术与职业教育;2020年03期
9 龚宏;贺嘉;李享;;建筑安全教育虚拟仿真技术应用现状[J];现代商贸工业;2020年02期
10 陈佳瑜;;基于3D虚拟仿真技术的服装设计应用分析[J];北极光;2019年11期
11 李文兰;李鑫;杨波;;虚拟仿真技术在药剂学教学中的应用[J];广州化工;2019年24期
12 王斯海;;虚拟仿真技术在桥梁施工技术课程教学中的应用探索[J];住宅与房地产;2019年34期
13 赵珏;陆文超;;基于虚拟仿真技术的商业展示设计教学改革探索[J];艺海;2019年12期
14 张剑葳;吴煜楠;;虚拟仿真技术在文物建筑教学中的应用探索[J];中国大学教学;2019年11期
15 王桂花;万腾;李海涛;陈奎;;基于虚拟仿真技术的土木工程专业教学研究——以白城师范学院土木工程专业为例[J];白城师范学院学报;2019年10期
16 吴海星;;中职电子教学中虚拟仿真技术的应用[J];科教导刊(上旬刊);2019年12期
17 韩宁;何熹;郝鲁江;张静;;虚拟仿真技术在基因工程实验教学中的应用[J];教育教学论坛;2020年01期
18 蔡婧堃;;虚拟仿真技术在中职护理教学中的应用[J];科技风;2020年08期
19 陈卫明;李帆;;虚拟仿真技术在安全工程专业人才培养中的应用[J];中国多媒体与网络教学学报(上旬刊);2020年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 林乐静;;高职植物生产类课程虚拟仿真实践教学策略探索[A];2019年南国博览学术研讨会论文集(一)[C];2019年
2 李呈祥;;虚拟仿真技术在高职机电教学中的运用[A];2019年南国博览学术研讨会论文集(二)[C];2019年
3 李文静;;虚拟仿真技术在科技考古实验教学中的应用[A];2019北京数字博物馆研讨会论文集[C];2019年
4 李磊;袁连喜;靳建嘉;陈洪娟;;基于虚仿技术的声学实验教学体系研究[A];2019中国西部声学学术交流会论文集[C];2019年
5 王艳;;虚拟仿真技术在人体解剖学课程中的应用现状分析[A];2019年南国博览学术研讨会论文集(五)[C];2019年
6 张中亮;张永领;赵菀;丁然;;反应堆退役虚拟仿真技术研究现状[A];中国核科学技术进展报告(第六卷)——中国核学会2019年学术年会论文集第8册(辐射研究与应用分卷、核技术工业应用分卷、辐照效应分卷、核电子学与核探测技术分卷、核医学分卷、放射性药物分卷)[C];2019年
7 魏晓霜;叶芹;文国伟;赵立宝;;基于同步仿真的某车型仪表分装工艺设计[A];2020中国汽车工程学会年会论文集(5)[C];2020年
8 周晨珺;王龙;李强;熊灿;汤腾飞;余辉;;基于同步工程的工程编程率优化分析方法[A];2020中国汽车工程学会年会论文集(5)[C];2020年
9 魏群;魏鲁双;孙凯;;虚拟仿真技术创新发展与十大工程应用[A];大数据时代的信息化建设——2015(第三届)中国水利信息化与数字水利技术论坛论文集[C];2015年
10 邓广;张旭;鞠洪波;;虚拟仿真技术在数字林业中的应用体系研究[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年
11 孙知信;王汝传;王绍棣;谢涛;;分布式环境下虚拟仿真技术研究[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
12 吴永成;崔湘龙;雷铭;;舰船工程虚拟仿真技术研究[A];2007年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2007年
13 吴永成;崔湘龙;雷铭;;舰船工程虚拟仿真技术研究[A];中国造船工程学会2007年优秀学术论文集[C];2008年
14 邱波;张宝鑫;;虚拟样机及仿真技术在飞机调试中的应用[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
15 杨经伟;黄鲁新;王金平;吴广祥;;基于虚拟仿真技术的《电子技术》教学新模式[A];Proceedings of 2011 National Teaching Seminar on Cryptography and Information Security(NTS-CIS 2011) Vol.1[C];2011年
16 宋艳丽;;虚拟仿真技术在单片机一体化教学中的应用[A];2011无锡职教教师论坛论文集[C];2012年
17 李国成;丁烈云;查晓雄;;虚拟仿真技术在钢-混凝土组合结构施工中的应用[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
18 张朝阳;;激光加工的网络化交互式虚拟仿真技术[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
19 王丰元;郑龙跃;任余华;;基于虚拟仿真技术的驾驶系统场景设计[A];Proceedings of 14th Chinese Conference on System Simulation Technology & Application(CCSSTA’2012)[C];2012年
20 马国胜;王江;潘必胜;;电子技术课程教学中虚拟仿真技术的应用研究[A];《教师教育能力建设研究》科研成果汇编(第七卷)[C];2018年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 符世琛;基于UWB测距的悬臂式掘进机位姿检测方法研究[D];中国矿业大学(北京);2018年
2 杜雨馨;矿井悬臂式掘进机位姿感知及定位方法研究[D];中国矿业大学;2019年
3 凌睿;悬臂式掘进机器人高阶滑模控制研究[D];重庆大学;2009年
4 李旭;悬臂式掘进机关键结构的力学特性研究[D];中国矿业大学(北京);2017年
5 尹同舟;基于复合网络拓扑结构的悬臂式掘进机故障诊断方法[D];中国矿业大学(北京);2017年
6 李洋;仿生智能层层组装涂层[D];吉林大学;2012年
7 赵学雷;基于多传感器信息融合的载荷及煤岩判定与识别技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 刘李军;虚拟仿真技术在掘进机人因工程学分析中的应用研究[D];西安科技大学;2020年
2 钟桂香;虚拟仿真技术在中学化学实验教学的应用研究[D];湖南师范大学;2019年
3 董超;航拍无人机虚拟仿真实验的开发与实践[D];扬州大学;2019年
4 张改改;基于CT机设备结构的教学仿真设计[D];新乡医学院;2019年
5 廖毅;虚拟仿真技术在动物实验中的应用研究[D];西南科技大学;2018年
6 赵浩如;氯化生产工艺过程的虚拟仿真技术研究[D];青岛科技大学;2019年
7 薛雨康;社会创造性的微观发生过程:基于虚拟仿真技术的研究[D];华中师范大学;2018年
8 王珊珊;中职物流实训教学中虚拟仿真技术应用研究[D];广东技术师范学院;2018年
9 邵瑞芳;虚拟仿真技术在体育专业术课课堂教学中的应用研究[D];杭州师范大学;2018年
10 王朝林;虚拟仿真技术在中职教学中的应用研究[D];西北师范大学;2015年
11 彭永龙;通信系统融合虚拟仿真技术实现[D];湖北工业大学;2018年
12 李松;基于腹腔外科机器人手术系统的虚拟仿真技术研究[D];苏州大学;2017年
13 王希霞;基于虚拟仿真技术优化中学化工知识教学的研究[D];陕西师范大学;2017年
14 李松湘;虚拟仿真技术在电子技术课程教学中的应用研究[D];湖南师范大学;2012年
15 吴贞围;基于虚拟仿真技术的警务网络招生平台设计与实现[D];电子科技大学;2012年
16 朱阳;基于虚拟仿真技术的中职物联网技能教学设计与实证研究[D];浙江工业大学;2020年
17 韩晓博;旋转火箭弹飞行姿态虚拟仿真技术研究[D];中北大学;2015年
18 赵能;虚拟仿真技术在建筑设计中的应用研究[D];长沙理工大学;2009年
19 梁德福;三维虚拟仿真技术在汽车维修教学中的应用[D];深圳大学;2017年
20 李铮;虚拟仿真技术在城市规划设计中的应用[D];吉林大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 朱虹;金恒博远:持续创新 深耕虚拟仿真教育领域[N];中国企业报;2016年
2 记者 刘向红;南京华讯方舟成立太空安全仿真推演实验室[N];上海证券报;2017年
3 记者 赵洪松 通讯员 谢韬 刘佩红;虚拟仿真技术首次应用于建筑领域[N];湖北日报;2000年
4 记者 胡晓峰;虚拟仿真技术“水土不服”成掣肘[N];中国船舶报;2008年
5 记者 谢韬 通讯员 汤凌云 刘佩红;虚拟仿真技术应用建筑领域[N];中国建设报;2000年
6 本报记者 徐恒;虚拟仿真打开智能工厂“黑箱”[N];中国电子报;2015年
7 记者 潘冰 通讯员 雷鸣;数字露头与虚拟仿真技术成为地学教学改革热点[N];中国矿业报;2020年
8 中青报·中青网记者 胡春艳 通讯员 焦德芳;虚拟仿真技术让工科生在家照样“做实验”[N];中国青年报;2020年
9 梅泽春;悬臂式掘进机现场观摩会顺利召开[N];中华建筑报;2000年
10 记者 严风华;现代设计需建立CAE信息链[N];中国船舶报;2007年
11 记者 龚砚庆 通讯员 蔡守业;首台“河南造”煤矿掘进机问世[N];河南日报;2010年
12 杨颖敏 王海;悬臂式掘进机和煤矿用钻装机组研发成功[N];科技日报;2013年
13 记者 陈松平 通讯员 冯峭;3D打印首次应用于水利设计[N];人民长江报;2013年
14 山东财经大学文学与新闻传播学院 孙丽君;将科技融入生命体验[N];中国社会科学报;2020年
15 徐报融媒记者 陆铭 见习记者 臧秀君 通讯员 朱家庆;阅“虚拟仿真”之兵[N];徐州日报;2020年
16 记者 戴丽昕 通讯员 顾新锡;信息化与先进制造改变生活[N];上海科技报;2012年
17 深圳市规划国土信息中心 彭子凤;未雨绸缪求发展 数字深圳露端倪[N];中国测绘报;2000年
18 记者 胡晓峰;仿真技术带来真实效果[N];中国船舶报;2008年
19 本报记者 白根海 徐建国 通讯员 李瑞红 李建彤;每月都是“安全月”[N];河北经济日报;2011年
20 本报记者 张瑛 通讯员 刘红刚;采掘装备行业的“领跑人”[N];中国煤炭报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978