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橋式起重機(jī)港口工程機(jī)械實(shí)訓(xùn)裝置

一、橋式起重機(jī)港口工程機(jī)械實(shí)訓(xùn)裝置整體要求：

岸邊起重機(jī)仿真操作模擬器的主要功能包括：

1、具有岸邊集裝箱橋式起重機(jī)的訓(xùn)練功能，并可再擴(kuò)展到其他機(jī)型的訓(xùn)練功能：

（1）輪胎式集裝箱門式起重機(jī)；

（2）斗輪堆取料機(jī)；

（3）門座式起重機(jī)；

2、座椅、面板開關(guān)、控制器等操作均采用實(shí)機(jī)部件，駕駛臺(tái)布局及仿真場(chǎng)景比例與實(shí)機(jī)一致；

3、建立六自由度岸橋起重機(jī)動(dòng)態(tài)模擬器，能夠真實(shí)再現(xiàn)岸橋起重機(jī)操作過程中各部位的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，其仿真動(dòng)態(tài)與模擬對(duì)應(yīng)的實(shí)際起重機(jī)一致；

4、模擬器應(yīng)具備良好的兼容性和可擴(kuò)充性，為以后增加其他類型起重機(jī)的訓(xùn)練軟件，可不需要增加或改變主要的硬件配置；

5、模擬器可進(jìn)行起重機(jī)司機(jī)考試，考核程序和內(nèi)容符合國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并可根據(jù)考核程序的變化而稍做調(diào)整；

6、模擬器針對(duì)起重機(jī)司機(jī)的培訓(xùn)和考核，要求系統(tǒng)硬件組成簡(jiǎn)單，便于管理維護(hù)，應(yīng)具有較高的可靠性、較好地穩(wěn)定性，使用方便。

二、橋式起重機(jī)港口工程機(jī)械實(shí)訓(xùn)裝置技術(shù)規(guī)格要求

1、系統(tǒng)硬件技術(shù)參數(shù)

岸邊起重機(jī)仿真操作模擬器主要硬件包括：司機(jī)操作臺(tái)、六自由度運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、軟件運(yùn)行服務(wù)器、顯示系統(tǒng)、教員監(jiān)控臺(tái)。

1.1司機(jī)操作臺(tái)根據(jù)實(shí)際市場(chǎng)上主要生產(chǎn)廠家的岸邊起重機(jī)駕駛操作臺(tái)改造而成，大小尺寸與實(shí)際一致，采用實(shí)車上的儀表、面板開關(guān)、指示燈及控制器系統(tǒng)，布局與實(shí)機(jī)保持一致。

1.2系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)器配置：CPUi7，內(nèi)存8G，顯卡4G，硬盤：320G。

1.3顯示系統(tǒng)采用環(huán)繞方式，5臺(tái)全高清22寸工業(yè)顯示器，6ms響應(yīng)時(shí)間；位于司機(jī)操作臺(tái)的正前方、左側(cè)和右側(cè)，視景效果連續(xù)，拼接完整，在操作座椅上觀察與現(xiàn)實(shí)中的視覺效果一致。

1.4模擬器組合形式為拆裝式；

1.5模擬器整體布置占地面積為不大于36平方米(含安全間距)，動(dòng)態(tài)大高度為3.8米。

1.6教員監(jiān)控臺(tái)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)員的學(xué)習(xí)狀況、設(shè)定訓(xùn)練參數(shù)，包括：訓(xùn)練記錄、設(shè)定訓(xùn)練內(nèi)容及難度等。

1.7六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，準(zhǔn)確模擬起重機(jī)運(yùn)行過程中的實(shí)時(shí)位姿狀態(tài)，具體參數(shù)如下：

1.7.1有效載荷：500kg，總載荷：1200kg（平臺(tái)重量）；

1.7.2系統(tǒng)響應(yīng)頻率：0.0HZ～20HZ；

行程回差：≤0.2mm；

1.7.3漂移量：平臺(tái)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行12h以上，任何一個(gè)電動(dòng)缸的位置漂移不超過0.25mm

1.7.4平臺(tái)大小：4.5m×4.8mm×3.8m；（含橫向?qū)к墸?/span>

1.7.5 平臺(tái)具有俯仰（α）、滾轉(zhuǎn)（β）、偏航（γ）、垂直升降(z）、縱向位移(y)、側(cè)向位移(x)等能力，對(duì)應(yīng)位移參數(shù)依次為±20°和±150mm；對(duì)應(yīng)速度分別為±20°/s、±200mm/s；對(duì)應(yīng)角加速度分別為±60°/s、4m/s2；對(duì)應(yīng)定位精度分別為0.1°、1.0mm；對(duì)應(yīng)重復(fù)定位精度分別為0.05°、0.1mm。

2、系統(tǒng)軟件技術(shù)闡述

系統(tǒng)軟件主要由仿真訓(xùn)練軟件（含整機(jī)動(dòng)力學(xué)模型）、考核軟件、教學(xué)管理軟件、視景仿真顯示軟件、操作臺(tái)及其監(jiān)控軟件等部分組成。其中，仿真訓(xùn)練軟件具備3D虛擬現(xiàn)實(shí)功能，通過在手機(jī)和電腦上操作，能實(shí)時(shí)模擬顯示港口機(jī)械的運(yùn)動(dòng)位姿狀態(tài)，達(dá)到形象的訓(xùn)練效果。

2.1仿真訓(xùn)練軟件具備的技術(shù)性能

2.1.1具備市場(chǎng)上主要生產(chǎn)廠家的岸邊集裝箱橋式起重機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的訓(xùn)練功能，整車動(dòng)力學(xué)模型開發(fā)基于3Dunity語言開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行，并能達(dá)到實(shí)際設(shè)備各機(jī)構(gòu)的性能參數(shù)。仿真模型可以實(shí)時(shí)顯示負(fù)載指標(biāo)、空中吊車的位置，具備管理系統(tǒng)仿真功能。仿真模型可以響應(yīng)各種操作，包括設(shè)備運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)、沖擊、加速、緊急停止的位置速度反應(yīng)等。可以模擬各種裝載吊裝對(duì)象，包含集裝箱和普通貨物。

2.1.2起重機(jī)訓(xùn)練包括多種貨物類型和多種訓(xùn)練,考核科目；

2.1.3訓(xùn)練強(qiáng)度和難度能根據(jù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)要求學(xué)員完成的裝卸貨物量、學(xué)員做關(guān)鍵操作動(dòng)作時(shí)的難易程度等條件進(jìn)行分級(jí)設(shè)定。

2.1.4起重機(jī)模擬器吊具的動(dòng)態(tài)模型是根據(jù)理論和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)綜合研究的成果所建立，其動(dòng)態(tài)特性與實(shí)際工況對(duì)應(yīng)一致。

2.1.5模擬器前期建模過程中，支持3DMAX類三維模型，支持工程CAD類三維模型，將CAD模型快速應(yīng)用于實(shí)時(shí)仿真和視景顯示。提供一系列工具以修復(fù)、簡(jiǎn)化、轉(zhuǎn)換三維模型。

2.1.6模擬器柔性繩索動(dòng)力學(xué)建模仿真能力要求：

可以設(shè)置繩索密度、剛度、阻尼等物理參數(shù)；

仿真不同繩索關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：卷揚(yáng)/滑輪/吊環(huán)/附著點(diǎn)等功能；

定義柔性繩索優(yōu)化仿真性能；

仿真繩索具備與外接物體的碰撞檢測(cè)以及繩索自身的碰撞檢測(cè)；

設(shè)置繩索在拉伸/扭轉(zhuǎn)/彎曲三個(gè)方向上的剛度和阻尼；

在特定地點(diǎn)設(shè)置繩索的斷裂；

設(shè)置繩索與特定流體的力學(xué)交互；

有基于繩索動(dòng)力學(xué)開發(fā)的實(shí)際工程仿真項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)含仿真模型和實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證對(duì)比部分，提供合同證明文本。

★2.1.7模擬器動(dòng)力學(xué)引擎支持開發(fā)過程中集成標(biāo)準(zhǔn)的Python腳本語言，方便后期針對(duì)智能控制做進(jìn)一步的擴(kuò)展（或：相當(dāng)或優(yōu)于此技術(shù)的技術(shù)手段）；

★2.1.8可以進(jìn)行自動(dòng)接觸碰撞檢測(cè)，內(nèi)嵌至少20種不同類型的鉸接約束庫；

★2.1.9可模擬風(fēng)載和仿真對(duì)象、繩索、吊裝貨物之間的力學(xué)效果，可自由設(shè)置風(fēng)速大小和方向；

2.1.10可以通過軟件升級(jí)快速擴(kuò)展兼容輪胎式集裝箱門式起重機(jī)、斗輪堆取料機(jī)、港口門座起重機(jī)等四類起重機(jī)的訓(xùn)練功能。

2.2考核軟件具備的技術(shù)性能

2.2.1起重機(jī)司機(jī)的考核程序和內(nèi)容符合國(guó)家質(zhì)檢總局頒布的起重機(jī)司機(jī)考核大綱要求；

2.2.2模擬器能夠自動(dòng)給學(xué)員判分。

2.3教學(xué)管理軟件具備的技術(shù)性能;

2.3.1學(xué)員可以通過打卡或?qū)W號(hào)登錄上機(jī)，每位學(xué)生都有單獨(dú)的訓(xùn)練記錄條目；

2.3.2能記錄和查詢學(xué)員在訓(xùn)練或考核中的失誤次數(shù)或不規(guī)范操作的次數(shù)，包括吊具或貨物碰到其它物體的次數(shù)及強(qiáng)度，碰撞強(qiáng)度等級(jí)分為4-5級(jí)。

2.3.3能記錄和查詢學(xué)員在訓(xùn)練或考核中的平均作業(yè)效率、總體訓(xùn)練時(shí)間和每次上機(jī)的課時(shí)訓(xùn)練時(shí)間、起重機(jī)吊具運(yùn)行軌跡、歷次考核中的分?jǐn)?shù)、打印學(xué)員的成績(jī)報(bào)告單、訓(xùn)練條件或參數(shù)的設(shè)定；

2.4操作臺(tái)及其監(jiān)控軟件