岸邊集裝箱起重機(jī)電控與操縱仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　上海港教育培訓(xùn)中心于2001年底引進(jìn)美國(guó)Digitran公司的集裝箱起重機(jī)操作模擬器。該起重機(jī)操作模擬器具有多種操作訓(xùn)練功能；能模擬集裝箱和大件物品的裝卸過(guò)程；能模擬裝卸船舶艙蓋板；能模擬不同氣候條件下的作業(yè)，如風(fēng)力和風(fēng)向的變化、光照與亮度變化、霧天的變化等；能模擬各種岸橋、場(chǎng)橋機(jī)型的尺寸參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)；能模擬操作過(guò)程中發(fā)生的故障現(xiàn)象。

該　　起重機(jī)操作模擬器按三維模擬港口作業(yè)場(chǎng)景，滿足各種作業(yè)條件要求；能根據(jù)學(xué)員操作過(guò)程中發(fā)生的各種動(dòng)作，實(shí)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)感覺(jué)；能根據(jù)工作過(guò)程真實(shí)再現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的聲響效果。

　　該操作模擬器具有教學(xué)管理功能，能記錄和統(tǒng)計(jì)分析學(xué)員操作情況，提供計(jì)算機(jī)考試系統(tǒng)。

　　訓(xùn)練器可以有不同復(fù)雜程度的培訓(xùn)：a：申請(qǐng)培訓(xùn)學(xué)員 b:有經(jīng)驗(yàn)人員的技術(shù)全面掌握

　地鐵駕駛培訓(xùn)器

　　解釋說(shuō)明：

　　1997年初，上海鐵道大學(xué)電器仿真所根據(jù)北京地下鐵道列車(chē)運(yùn)行的特點(diǎn)，自行設(shè)計(jì)研制了北京地鐵駕駛仿真器。圖1一1是其系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。該仿真器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用兩臺(tái)586微機(jī)，其中主機(jī)完成仿真運(yùn)行計(jì)算和運(yùn)行中參數(shù)顯示以及與其它各子系統(tǒng)的連接和通信，另外，內(nèi)插單顯卡結(jié)合鼠標(biāo)控制完成故障的解除功能。另一臺(tái)作為控制計(jì)算機(jī)，配上觸摸屏來(lái)完成參數(shù)的設(shè)置選擇。這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)地鐵駕駛員的現(xiàn)代化培訓(xùn)視景系統(tǒng)采用放像與生成動(dòng)畫(huà)相結(jié)合。因?yàn)榈罔F場(chǎng)景只有前進(jìn)和后進(jìn)兩種情況，所以采用前視場(chǎng)景放像控制系統(tǒng)與線路險(xiǎn)情生成疊加系統(tǒng)。用計(jì)算機(jī)控制激光放像

　　機(jī)實(shí)景放像調(diào)速，用計(jì)算機(jī)生成動(dòng)畫(huà)疊加在實(shí)景上來(lái)模擬線路障礙和異常情況。實(shí)時(shí)模擬操縱控制系統(tǒng)是用一個(gè)8031單片機(jī)來(lái)管理數(shù)據(jù)庫(kù)的采集和狀態(tài)輸出的控制，采集的數(shù)據(jù)打包后通過(guò) 232串口送兩臺(tái)仿真主機(jī)，仿真主機(jī)中結(jié)果也打包后通過(guò)串口送給8031接口控制機(jī)，給操縱臺(tái)儀表和信號(hào)燈顯示。

　　吊具：在框架的四個(gè)角裝有旋鎖件，通過(guò)液壓裝置、旋鎖機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)旋鎖與集裝箱的角件結(jié)合，用以起吊集裝箱。

　　吊具工作原理：

　　在吊具的仿真中需要模擬旋鎖的工作過(guò)程，所以要搞清旋鎖的工作原理。固定式和伸縮式吊具旋鎖的工作原理相同:在吊具四角各有一個(gè)旋鎖箱，旋鎖箱中有一個(gè)頂桿，頂桿在彈簧的作用下，突出于旋鎖箱體底部。當(dāng)旋鎖進(jìn)入集裝箱頂角件空后，旋鎖箱底面與集裝箱角件項(xiàng)面接觸，突出的頂桿即被壓回項(xiàng)桿上端觸及接觸開(kāi)關(guān)，吊具四角的指示燈和司機(jī)操作臺(tái)上的指示燈紅燈亮，即可轉(zhuǎn)動(dòng)旋鎖;液壓缸推動(dòng)連桿，使旋鎖轉(zhuǎn)動(dòng)90度，觸及限位開(kāi)關(guān)，指示燈綠燈亮，表明旋鎖已閉合，即可開(kāi)始起吊集裝箱。在制造集裝箱裝卸橋仿真器時(shí)，這個(gè)基本工作原理是模擬出來(lái)的，還要解決好動(dòng)作和指示燈的關(guān)系。

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能：

　　系統(tǒng)的任務(wù)和要求

　　裝卸橋電控與操縱仿真系統(tǒng)應(yīng)完成電動(dòng)裝卸機(jī)械駕駛崗位要求的全部訓(xùn)練內(nèi)容，特別是針對(duì)裝卸橋培訓(xùn)，還應(yīng)完成如下任務(wù):

　　1.裝卸橋駕駛員的準(zhǔn)培訓(xùn) 學(xué)員通過(guò)系統(tǒng)的操作使用，初步建立裝卸橋駕駛操作的概念、較熟練地操作制元件，完成集裝箱的裝車(chē)或堆艙等基本技能。

　　2.裝卸橋一般故障的判斷和排除 學(xué)員應(yīng)基本掌握通過(guò)聲音溫度和壓力等現(xiàn)象，應(yīng)用儀表和微機(jī)等工具判斷詔的機(jī)械、電氣和液壓等類(lèi)故障的位置和原因，并提出排除故障的建議。

　　3.對(duì)學(xué)員的操作實(shí)驗(yàn)進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)

　　對(duì)一學(xué)員對(duì)仿真系統(tǒng)的操作進(jìn)行計(jì)算機(jī)評(píng)分，并指出操作缺陷。

　　功能結(jié)構(gòu)：

　　根據(jù)我國(guó)港口培訓(xùn)工作的需求，提出一套港口起重機(jī)司機(jī)計(jì)算機(jī)仿真訓(xùn)練器的技術(shù)方案，使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、多媒體及自控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)岸邊集裝箱裝卸橋的起重機(jī)械仿真培訓(xùn)功能，從而利用計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)部分或絕大部分地代替實(shí)機(jī)的操作培訓(xùn)，主要功能包括:

　　1.一套完整的司機(jī)室內(nèi)的操作系統(tǒng)，具有起重機(jī)的起升、回轉(zhuǎn)、變幅、行走四個(gè)機(jī)構(gòu)仿真操作的功能;

　　2.實(shí)現(xiàn)從船上裝卸貨物實(shí)時(shí)操作的仿真功能，能實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)起動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)時(shí)司機(jī)各種感覺(jué);

　　3.帶有一整套規(guī)范的司機(jī)操作教程和安全教育課程;

　　4.利用多媒體技術(shù)和先進(jìn)的圖象處理技術(shù)，可以根據(jù)需要模擬各種天氣情況，如:晴天、陰天、霧及白天、夜晚作業(yè)情況及不同風(fēng)速、風(fēng)向?qū)ω浳镅b卸的影響等;

　　5.教員在教練臺(tái)能實(shí)使了解學(xué)員的操作情況和控制調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，如改變天氣狀況、設(shè)置故障模擬及處置等;

　　6.考評(píng)軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)操作錯(cuò)誤提示、實(shí)時(shí)評(píng)分功能及考核成績(jī)報(bào)告等。

　　8:系統(tǒng)功能：

　　9：系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成：

　　集裝箱橋機(jī)司機(jī)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)由司機(jī)操作臺(tái)、教員臺(tái)、視景系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及多媒體操作與監(jiān)控系統(tǒng)組成。

　　10：面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析方法是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分析方法。