基于Creator的泥水平衡全斷面掘進(jìn)機(jī)建模技術(shù)研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（簡(jiǎn)稱VR）是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立，以沉浸性、交互性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。它利用現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的仿真環(huán)境，讓使用者獲得超越現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)。正是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠逼真顯示三維環(huán)境并具有良好的人機(jī)交互能力，所以才能廣泛應(yīng)用于三維動(dòng)畫、模擬培訓(xùn)、場(chǎng)景漫游、城市規(guī)劃、軍事科學(xué)等眾多領(lǐng)域。建模技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)。它通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)，構(gòu)造仿真對(duì)象的三維模型來(lái)再現(xiàn)真實(shí)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)交互對(duì)

2、象在虛擬環(huán)境系統(tǒng)中進(jìn)行人機(jī)交互的目的。模型創(chuàng)建的質(zhì)量對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的真實(shí)性有重要影響。伴隨大型并行處理器技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形、圖像處理功能得到了極大提高。這不僅為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了有效的現(xiàn)實(shí)引擎支持，也為其提供了更加廣闊的研究和發(fā)展空間。
　　泥水平衡全斷面掘進(jìn)機(jī)在鐵路隧道、水利水電隧洞、煤礦巷道等地下工程建設(shè)中是安全、可靠、快速、施工質(zhì)量高的大型機(jī)械化施工設(shè)備。它一邊控制開(kāi)挖面及圍巖不發(fā)生坍塌失穩(wěn)，一邊進(jìn)行隧道掘進(jìn)、出渣，并在

3、掘進(jìn)機(jī)尾盾的內(nèi)部拼裝管片形成襯砌、實(shí)施壁后注漿，從而不擾動(dòng)圍巖而修筑隧道。作為一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜且高度自動(dòng)化的機(jī)電產(chǎn)品，它的設(shè)計(jì)對(duì)于運(yùn)動(dòng)性能、動(dòng)力學(xué)性能以及機(jī)械結(jié)構(gòu)性能等方面都有著嚴(yán)格的要求。由于施工環(huán)境的特殊性，我們不能在現(xiàn)場(chǎng)觀察到具體的施工情況和處理臨時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。因此，構(gòu)建出一種具有很好沉浸感和真實(shí)感的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，用于全斷面掘進(jìn)機(jī)施工過(guò)程展示、虛擬培訓(xùn)等，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到大型工程機(jī)械領(lǐng)域，對(duì)于實(shí)際隧道施工具有很好的借鑒意義。

4、>　　本文研究的主要內(nèi)容是泥水平衡全斷面掘進(jìn)機(jī)虛擬施工環(huán)境的創(chuàng)建。以(φ)11.28m式泥水平衡全斷面掘進(jìn)機(jī)為研究對(duì)象，在Pro/E中將三維模型按運(yùn)動(dòng)關(guān)系要求以樹(shù)形父子關(guān)系虛擬裝配，采用多邊形建模，矢量建模，紋理映射等技術(shù)，創(chuàng)建基于Openflight數(shù)據(jù)格式的泥水平衡全斷面掘進(jìn)機(jī);深入研究泥水平衡全斷面掘進(jìn)機(jī)施工工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)部分DOF節(jié)點(diǎn)的設(shè)置問(wèn)題;探索大范圍地形模型創(chuàng)建技術(shù)，構(gòu)建城市的虛擬環(huán)境;實(shí)踐基于虛擬場(chǎng)景的模型數(shù)據(jù)量?jī)?yōu)化方法，