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橋式起重機實訓裝置港口工程機械培訓

一、橋式起重機實訓裝置港口工程機械培訓整體要求：

岸邊起重機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的訓練功能，并可再擴展到其他機型的訓練功能：

（1）輪胎式集裝箱門式起重機；

（2）斗輪堆取料機；

（3）門座式起重機；

2、座椅、面板開關、控制器等操作均采用實機部件，駕駛臺布局及仿真場景比例與實機一致；

3、建立六自由度岸橋起重機動態(tài)模擬器，能夠真實再現(xiàn)岸橋起重機操作過程中各部位的動態(tài)響應，其仿真動態(tài)與模擬對應的實際起重機一致；

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

5、模擬器可進行起重機司機考試，考核程序和內(nèi)容符合國家或行業(yè)標準，并可根據(jù)考核程序的變化而稍做調整；

6、模擬器針對起重機司機的培訓和考核，要求系統(tǒng)硬件組成簡單，便于管理維護，應具有較高的可靠性、較好地穩(wěn)定性，使用方便。

二、橋式起重機實訓裝置港口工程機械培訓技術規(guī)格要求

1、系統(tǒng)硬件技術參數(shù)

岸邊起重機仿真操作模擬器主要硬件包括：司機操作臺、六自由度運動系統(tǒng)、軟件運行服務器、顯示系統(tǒng)、教員監(jiān)控臺。

1.1司機操作臺根據(jù)實際市場上主要生產(chǎn)廠家的岸邊起重機駕駛操作臺改造而成，大小尺寸與實際一致，采用實車上的儀表、面板開關、指示燈及控制器系統(tǒng)，布局與實機保持一致。

1.2系統(tǒng)運行服務器配置：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臺全高清22寸工業(yè)顯示器，6ms響應時間；位于司機操作臺的正前方、左側和右側，視景效果連續(xù)，拼接完整，在操作座椅上觀察與現(xiàn)實中的視覺效果一致。

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)，動態(tài)大高度為3.8米。

1.6教員監(jiān)控臺主要用于實時監(jiān)控學員的學習狀況、設定訓練參數(shù)，包括：訓練記錄、設定訓練內(nèi)容及難度等。

1.7六自由度運動平臺，準確模擬起重機運行過程中的實時位姿狀態(tài)，具體參數(shù)如下：

1.7.1有效載荷：500kg，總載荷：1200kg（平臺重量）；

1.7.2系統(tǒng)響應頻率：0.0HZ～20HZ；

行程回差：≤0.2mm；

1.7.3漂移量：平臺系統(tǒng)連續(xù)運行12h以上，任何一個電動缸的位置漂移不超過0.25mm

1.7.4平臺大?。?.5m×4.8mm×3.8m；（含橫向導軌）

1.7.5 平臺具有俯仰（α）、滾轉（β）、偏航（γ）、垂直升降(z）、縱向位移(y)、側向位移(x)等能力，對應位移參數(shù)依次為±20°和±150mm；對應速度分別為±20°/s、±200mm/s；對應角加速度分別為±60°/s、4m/s2；對應定位精度分別為0.1°、1.0mm；對應重復定位精度分別為0.05°、0.1mm。

2、系統(tǒng)軟件技術闡述

系統(tǒng)軟件主要由仿真訓練軟件（含整機動力學模型）、考核軟件、教學管理軟件、視景仿真顯示軟件、操作臺及其監(jiān)控軟件等部分組成。其中，仿真訓練軟件具備3D虛擬現(xiàn)實功能，通過在手機和電腦上操作，能實時模擬顯示港口機械的運動位姿狀態(tài)，達到形象的訓練效果。

2.1仿真訓練軟件具備的技術性能

2.1.1具備市場上主要生產(chǎn)廠家的岸邊集裝箱橋式起重機各執(zhí)行機構的訓練功能，整車動力學模型開發(fā)基于3Dunity語言開發(fā)平臺進行，并能達到實際設備各機構的性能參數(shù)。仿真模型可以實時顯示負載指標、空中吊車的位置，具備管理系統(tǒng)仿真功能。仿真模型可以響應各種操作，包括設備運動、振動、沖擊、加速、緊急停止的位置速度反應等。可以模擬各種裝載吊裝對象，包含集裝箱和普通貨物。

2.1.2起重機訓練包括多種貨物類型和多種訓練,考核科目；

2.1.3訓練強度和難度能根據(jù)在規(guī)定的時間內(nèi)要求學員完成的裝卸貨物量、學員做關鍵操作動作時的難易程度等條件進行分級設定。

2.1.4起重機模擬器吊具的動態(tài)模型是根據(jù)理論和實際現(xiàn)場綜合研究的成果所建立，其動態(tài)特性與實際工況對應一致。

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模型快速應用于實時仿真和視景顯示。提供一系列工具以修復、簡化、轉換三維模型。

2.1.6模擬器柔性繩索動力學建模仿真能力要求：

可以設置繩索密度、剛度、阻尼等物理參數(shù)；

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

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以及繩索自身的碰撞檢測；

設置繩索在拉伸/扭轉/彎曲三個方向上的剛度和阻尼；

在特定地點設置繩索的斷裂；

設置繩索與特定流體的力學交互；

有基于繩索動力學開發(fā)的實際工程仿真項目的經(jīng)驗，內(nèi)含仿真模型和實際數(shù)據(jù)驗證對比部分，提供合同證明文本。

★2.1.7模擬器動力學引擎支持開發(fā)過程中集成標準的Python腳本語言，方便后期針對智能控制做進一步的擴展（或：相當或優(yōu)于此技術的技術手段）；

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

★2.1.9可模擬風載和仿真對象、繩索、吊裝貨物之間的力學效果，可自由設置風速大小和方向；

2.1.10可以通過軟件升級快速擴展兼容輪胎式集裝箱門式起重機、斗輪堆取料機、港口門座起重機等四類起重機的訓練功能。

2.2考核軟件具備的技術性能

2.2.1起重機司機的考核程序和內(nèi)容符合國家質檢總局頒布的起重機司機考核大綱要求；

2.2.2模擬器能夠自動給學員判分。

2.3教學管理軟件具備的技術性能;

2.3.1學員可以通過打卡或學號登錄上機，每位學生都有單獨的訓練記錄條目；

2.3.2能記錄和查詢學員在訓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)及強度，碰撞強度等級分為4-5級。

2.3.3能記錄和查詢學員在訓練或考核中的平均作業(yè)效率、總體訓練時間和每次上機的課時訓練時間、起重機吊具運行軌跡、歷次考核中的分數(shù)、打印學員的成績報告單、訓練條件或參數(shù)的設定；

2.4操作臺及其監(jiān)控軟件

支持教師完成學員學習及考核的全程監(jiān)控，可進行訓練或考核內(nèi)容、難度的設定。

2.5手機客戶端APP軟件

手機客戶端APP程序可與服務器系統(tǒng)程序通訊，支持學員的學習及考核操作。也可供教師進行訓練或考核內(nèi)容、難度的設定。