岸邊集裝箱起重機電控與操縱仿真系統(tǒng)設(shè)計

　上海港教育培訓(xùn)中心于2001年底引進美國Digitran公司的集裝箱起重機操作模擬器。該起重機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)，如風力和風向的變化、光照與亮度變化、霧天的變化等；能模擬各種岸橋、場橋機型的尺寸參數(shù)和運動參數(shù)；能模擬操作過程中發(fā)生的故障現(xiàn)象。

該　　起重機操作模擬器按三維模擬港口作業(yè)場景，滿足各種作業(yè)條件要求；能根據(jù)學員操作過程中發(fā)生的各種動作，實時產(chǎn)生相應(yīng)的振動感覺；能根據(jù)工作過程真實再現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場的聲響效果。

　　該操作模擬器具有教學管理功能，能記錄和統(tǒng)計分析學員操作情況，提供計算機考試系統(tǒng)。

　　訓(xùn)練器可以有不同復(fù)雜程度的培訓(xùn)：a：申請培訓(xùn)學員 b:有經(jīng)驗人員的技術(shù)全面掌握

　地鐵駕駛培訓(xùn)器

　　解釋說明：

　　1997年初，上海鐵道大學電器仿真所根據(jù)北京地下鐵道列車運行的特點，自行設(shè)計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。該仿真器的計算機系統(tǒng)采用兩臺586微機，其中主機完成仿真運行計算和運行中參數(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)合鼠標控制完成故障的解除功能。另一臺作為控制計算機，配上觸摸屏來完成參數(shù)的設(shè)置選擇。這樣的設(shè)計結(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)采用放像與生成動畫相結(jié)合。因為地鐵場景只有前進和后進兩種情況，所以采用前視場景放像控制系統(tǒng)與線路險情生成疊加系統(tǒng)。用計算機控制激光放像

　　機實景放像調(diào)速，用計算機生成動畫疊加在實景上來模擬線路障礙和異常情況。實時模擬操縱控制系統(tǒng)是用一個8031單片機來管理數(shù)據(jù)庫的采集和狀態(tài)輸出的控制，采集的數(shù)據(jù)打包后通過 232串口送兩臺仿真主機，仿真主機中結(jié)果也打包后通過串口送給8031接口控制機，給操縱臺儀表和信號燈顯示。

　　吊具：在框架的四個角裝有旋鎖件，通過液壓裝置、旋鎖機構(gòu)、轉(zhuǎn)動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旋鎖箱，旋鎖箱中有一個頂桿，頂桿在彈簧的作用下，突出于旋鎖箱體底部。當旋鎖進入集裝箱頂角件空后，旋鎖箱底面與集裝箱角件項面接觸，突出的頂桿即被壓回項桿上端觸及接觸開關(guān)，吊具四角的指示燈和司機操作臺上的指示燈紅燈亮，即可轉(zhuǎn)動旋鎖;液壓缸推動連桿，使旋鎖轉(zhuǎn)動90度，觸及限位開關(guān)，指示燈綠燈亮，表明旋鎖已閉合，即可開始起吊集裝箱。在制造集裝箱裝卸橋仿真器時，這個基本工作原理是模擬出來的，還要解決好動作和指示燈的關(guān)系。

　　系統(tǒng)實現(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)完成電動裝卸機械駕駛崗位要求的全部訓(xùn)練內(nèi)容，特別是針對裝卸橋培訓(xùn)，還應(yīng)完成如下任務(wù):

　　1.裝卸橋駕駛員的準培訓(xùn) 學員通過系統(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，完成集裝箱的裝車或堆艙等基本技能。

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

　　3.對學員的操作實驗進行客觀的評價

　　對一學員對仿真系統(tǒng)的操作進行計算機評分，并指出操作缺陷。

　　功能結(jié)構(gòu)：

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

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

　　2.實現(xiàn)從船上裝卸貨物實時操作的仿真功能，能實現(xiàn)機構(gòu)起動、運行、制動時司機各種感覺;

　　3.帶有一整套規(guī)范的司機操作教程和安全教育課程;

　　4.利用多媒體技術(shù)和先進的圖象處理技術(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)情況及不同風速、風向?qū)ω浳镅b卸的影響等;

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

　　6.考評軟件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)操作錯誤提示、實時評分功能及考核成績報告等。

　　8:系統(tǒng)功能：

　　9：系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成：

　　集裝箱橋機司機仿真訓(xùn)練系統(tǒng)由司機操作臺、教員臺、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)實系統(tǒng)的分析方法。