基于EON的挖掘机变速器虚拟维修训练系统.pdf

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1、·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)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

2、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挖掘机广泛应用于交通、水利、国防施工等场练手段，具有显著的经济效益。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1系统的设计与实现练都是在结合实装的基础上运用实物拆装、录像、1．1系统结构设计挂图、三维动画和多媒体软件等常见辅助手段进本文以某型全回转轮胎式液压单斗挖掘机

3、为行。这种训练模式消耗大，开展时机滞后，训练范例进行研究，该型挖掘机行走由液压马达驱动，可围受限，特别是难以满足现场维修训练要求，严重以实现一个高速挡、一个低速挡和一个倒挡。其结制约了挖掘机维修能力的及时形成和保持。构较其他工程机械变速器具有独特性，因此维修训虚拟现实(VirtualReality，VR)是由计算机系练方法也有所不同。针对该型挖掘机变速器特点，统创建的一种令人感到身临其境、可以获得与环境系统开发过程中对系统框架构建、模型建立、训练交互体验的虚拟世界l】j。它通过将视觉、听觉、触场景构建、训练过程规划和训练的交互控制进行

4、了觉等作用于使用者，对使用者的控制行为做出动态合理规划和细致设计。变速器虚拟维修训练系统的交互反应_2-3j，从而达到逼真的训练和展示效结构框图如图1所示。果，因此在航空航天、先进制造业、军事训练和商业1．2三维建模展示等领域都得到了广泛应用，并已显示出其突出变速器的模型通过CAD构建，由3dsMAX进的实用性和先进性。目前，国内外都在加紧进行虚行纹理、材质、颜色、灯光等处理，最后导人到EON拟现实系统的研究，已经取得了显著的成果。中进行系统仿真。模型构建是虚拟训练实现的关目前，虚拟现实系统开发平台软件比较多，主键环节之一，其好坏将直

5、接影响整个虚拟维修训练要有WorldToolkit、Vega、EONReality、VRTols系统的质量。为了给受训者以良好的沉浸感，三维等。其中美国EoNRealityInc．公司开发的专业模型需要真实再现实验场景、零件外观甚至内部结虚拟现实软件EONStudio具有使用简单、图形处构。模型的构建过程中，应在保证模型外形特征的理能力强、发布方式多样、二次开发潜力大等特点，前提下，尽可能地减少特征面的数量，删减模型表深受广大系统开发者的青睐l4l。面的三角形网格，以提高虚拟现实环境中图形的显基于以上因素，运用EONStudio虚拟现

6、实平示速度。构建的变速器三维实体模型如图2所示。台开发挖掘机变速器虚拟维修训练系统，可以为挖1．3结构运动分析掘机的使用维修提供逼真、现代化、经济实用的训该变速器主要由壳体、2根输入轴、1根前桥接收稿日期：2010—10—25作者简介：胡成贺(1983一)，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。2010年12月中国制造业信息化第39卷第23期计算机变速硬件设备交互设备虚拟人器虚娩示设备虚拟零部件拟维数据库虚拟场景修训练系软件系统训练管理模块统训练模块图1变速器虚拟维修训练系统结构框图

7、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合，后桥输出轴带动前桥接通输出轴同步旋转，实现前后桥同时驱动。EONStudio中提供了实现各种运动的组一一一一一一一一一一一ll一一一l1一合，可以实现复合运动形式的仿真，低速挡接通具体步骤如下：a．将3个Place节点添加到高低挡拨叉组的Frame节点中，Place节点属性栏中的Active项都设置为No，分别设置空挡、低速挡、高速挡时拨叉的位置，将低速挡按钮输出域中的Ondown项与图2变速器三维买体模型Latch节点输入域中的Toggle项连接，将La

8、tch节通输出轴、1根后桥输出轴、1个高速挡输入齿轮、2点输出域中的OnSet项和OnClear项分别与低速个低速挡输入齿轮、2个输出齿轮、换挡机构及前挡、空挡Place节点输入域中的SetRun项连接，这桥接通机构等组