基于Unity3D的矿井提升机虚拟实训装置

研究了一种基于Unity3D的矿井提升机虚拟实训装置,装置主要由矿井提升机虚拟仿真软件、模拟操作台和信号台以及通信模块组成。虚拟仿真软件通过三维引擎Unity3D进行开发,首先使用3ds Max建立矿井提升机虚拟场景,然后利用Unity3D对虚拟场景进行再开发,并对相应地设备模型进行驱动;以STC12C5A60S2单片机为控制核心制作模拟操作台和信号台,实现对输入信号的检测、处理和传输;二者通过RS-232通信协议实现数据传输。     

基于Unity3D的虚拟矿山漫游仿真系统设计与实现

针对三维虚拟矿山系统在高逼真度、强交互性和跨平台等方面的不足,提出了一种基于Unity3D平台的三维虚拟矿山的实现方法。其主要过程：采集矿山的地形地质等三维坐标数据、属性数据,建立矿山三维模型,并导入到Unity3D引擎中,对数字矿山进行实时渲染并实现三维模型数据与二维空间数据整合,在此基础上利用C#语言编写脚本实现系统功能,最后将虚拟矿山漫游仿真系统移植到多个平台上。根据唐山钱家营煤矿的测试结果,该系统实现了在3种平台(Windows、安卓智能手机、Web网页)上均流畅运行,画面真实,界面友好,实现了虚拟矿山漫游仿真以及矿山属性信息的查询等功能。     

全液压钻式采煤机履带行走机构研究

根据履带行走机构设计理论和煤矿井下运行工况,对结构参数进行确定。计算钻式采煤机工作时的各牵引阻力,确定总牵引力。利用Pro/E建立全液压钻式采煤机履带行走机构的三维模型,然后将模型导入ADAMS建立履带行走机构动力学模型,并进行动力学仿真分析,从仿真曲线中得出全液压钻式采煤机在不同地面工况下履带行走机构的动力学特性。     

基于Unity3D的水平定向钻进工艺仿真系统研究

为了能够在水平定向钻机虚拟实训系统中实时模拟钻头的地下钻进状态,使拖管工艺可视化,设计了基于Unity3D的水平定向钻进工艺仿真系统。通过对钻头受力模型的分析,结合计算机图形学理论,利用Unity3D编写脚本程序实时渲染地下钻进情况。结果表明,系统能够实现钻机仿真和地下钻进工艺可视化,对虚拟水平定向钻进系统具有一定指导意义。     

采煤机摇臂虚拟样机及其动力学分析

介绍了含柔性体虚拟样机运动方程的推导过程，采用专业建模软件UG建立了采煤机截割部的三维几何模型，利用ADAMS软件建立了采煤机摇臂的虚拟样机模型，并对采煤机摇臂进行了动力学分析.仿真结果表明，柔性化摇臂铰接点力的阶跃响应最大超调量为83%，比将摇臂作为刚性体进行受力分析更接近实际工况.     

基于三维模型的矿山机械全息成像研究

为直观立体地展示矿山机械设备的运行状态，采取全息投影技术实现矿山机械设备成像。在使矿山机械模型化的过程中，首先收集矿山设备的图形和参数资料并绘出三视图，然后采用3Ds Max建模，建立采掘运输等设备的三维模型及动作，再通过Unity3D，编写相应的脚本实现矿山机械动作的仿真。利用Unity3D的录屏插件Generic Frame Recorder-master，导出图片序列，使用Adobe premier将图片序列合成视频。利用透明亚克力板制作全息成像装置，根据光的干涉和衍射原理，使三维模型的全息影像悬浮在空中，再现矿山机械设备真实的三维图像。研究结果可以实现裸眼观察三维模型及动作，便于学生和培训人员体验，更好地用于矿山开采的教学培训，不仅可以提高教学效果，而且能促进全息投影在矿山方面的应用。     

基于虚拟样机的液压支架三维建模及运动仿真

利用三维建模软件Pro/E对四柱支撑掩护式液压支架的各部分零件进行三维建模,按照其位置关系进行整体装配。将液压支架模型先导入3DSMAX中进行运动仿真,利用Virtools软件对模型进行场景动画制作,整合了三款软件的优势,简化了液压支架建模和仿真过程,将液压支架的运动直观、真实地表现出来,可以从视觉上给客户更感性的认识,为煤矿虚拟现实打下基础。     

煤层气开采三维动画模拟关键技术

针对煤层气开采模式在制作视频动画中如何提高模拟仿真动画精度与渲染时间效率等问题,分析总结了煤层气开采三维动画模拟制作流程,阐述了三维模拟仿真技术、IK骨骼动画技术、自定义绳体编辑技术、抽采动画特效技术、分镜头动态推演技术和VRay渲染器的GPU渲染等动画制作关键技术;在晋城矿区煤层气协调开采模式动态模拟推演中进行了实际应用,取得了良好的效果,帮助用户更直观、更高效地理解煤与煤层气开采技术。     

滚筒采煤机固有频率的计算机仿真

采煤机工作是由于受到外界荷载影响发生受迫振动,当驱动频率与固有频率接近时会发生共振,影响采煤机的使用寿命。利用计算机技术建立采煤机三维结构模型图,将模型导入有限元分析软件进行仿真计算,得到采煤机前几阶振动频率,提出降低采煤机固有频率方法,给采煤机的设计提供参考。     

Unity3D软件下的虚拟矿山仿真开发

针对传统三维虚拟矿山在模型建模、信息交互、属性查询及应用平台等方面的不足,借助Unity3D实现实体矿山的虚拟仿真;通过搭建虚拟矿山仿真架构,利用AutoCAD、3d Max建立虚拟矿山的三维场景模型;基于Unity3D进行虚拟矿山的集成、辅助场景、漫游系统和避灾路线模拟。结果表明:虚拟矿山系统的建立,实现了矿山开采环境仿真以及开采过程模拟,为矿山安全培训教育、作业人员避灾自救及矿山应急救援组织决策等提供了三维立体仿真指导,对其他类似矿山的数字化建设具有一定的借鉴意义。     

基于Unity3D的矿山虚拟采矿技术研究

通过运用三维交互程序开发引擎Unity3D提供的三维编辑、动画、UI、AI等功能模块,以及数字化方法将矿山设计转换为三维虚拟采矿系统,进而模拟矿山生产运行的实践和研究。     

采煤机牵引轮与刮板输送机销轨的啮合仿真

基于三维造型软件UG,建立了采煤机牵引轮和刮板输送机销轨的啮合模型,并将其导入机械系统仿真软件ADAMS中,在ADAMS中建立其啮合的虚拟样机,对此模型进行运动学仿真分析。分析销轨在水平垂直无弯曲、水平弯曲±1°和垂直弯曲±3°工况下的位移、速度、加速度及受力曲线,得到牵引轮的速度、加速度变化规律及造成牵引轮和销轨磨损的原因。分析结果为刮板机销轨的结构优化和大节距销轨研究提供依据。     

采煤机整体搬运车行走机构的仿真研究

四驱采煤机整体搬运车是一种新兴的煤矿井下辅助运输设备,用RecurDyn软件对采煤机搬运车建立了三维模型,并在该软件中进行了平路、上坡、转弯的动力学仿真,得出了采煤机搬运车在平路、上坡、转弯工况下行驶的前后驱动链轮转矩以及履板带在与链轮、地面接触时的受力曲线,可为采煤机搬运车的设计提供理论依据.     

基于虚拟样机技术的采煤机仿真

利用Solid Edge软件对采煤机进行三维实体造型,利用软件相互通讯,在MSC.V isual-Nastran 4D软件中建立采煤机虚拟样机,对其进行物理运动仿真和受力分析,验证了样机建模过程的合理性,也为两软件的有机结合提供经验参考。     

采煤机牵引部减速箱虚拟样机与运动学仿真

基于三维造型设计软件UG,构建了齿轮减速箱的三维模型,并将其导入机械系统运动学仿真软件ADAMS中,在ADAMS中建立减速箱的虚拟样机模型,对此样机模型进行仿真分析,分析结果表明:所研究的采煤机牵引部减速箱各构件之间没有干涉发生、各机构运动平稳,验证了该采煤机牵引部减速箱设计的合理性,为动态特性优化提供理论指导。     

复杂地质体FLAC3D模型快速生成

直接利用FLAC3D软件建立复杂三维地质模型比较困难,而使用AutoCAD软件可以建立复杂三维模型,且方便、快捷和精确.将AutocAD软件建立的复杂三维模型导入到ANSYS软件中,使用ANSYS软件对模型进行网格划分,使用ANSYS软件与FLAC3D软件的接口程序,将ANSYS软件已经划分过网格的三维模型的单元数据转换为FLAC3D单元的数据,在FLAC3D软件中导入三维模型,从而实现在FLAC3D软件中快速建立复杂三维地质模型.这为利用FLAC3D软件对复杂三维地质模型进行分析提供了一种便利的手段.该方法借助于AutoCAD软件的优点,使得在FLAC3D中精确快速建立复杂地质体三维模型更快捷.用此法建立贵州瓮福磷矿的某一复杂三维边坡FLAC3D模型,对该模型进行了稳定性分析.经分析该边坡的安全系数为3.03,边坡处于稳定状态.借助于该法可使利用FLAC3D进行复杂三维模型的分析更快捷.     

基于ADAMS的螺旋钻采煤机工作机构的仿真研究

 运用UG建立了螺旋钻采煤机工作机构的三维模型，并将其导入到机械系统运动学仿真软件ADAMS中，在ADAMS中建立工作机构的虚拟样机，并对此样机模型进行运动仿真以及钻杆的受力分析。分析结果表明：工作机构各部件未发生干涉，各构件运动平稳，且仿真结果与实际较为吻合，这为以后螺旋钻采煤机工作机构的设计奠定了良好基础，同时为工作机构钻具的纠偏问题提供了参考。     

三维虚拟仿真技术在矿山生产工作中的应用

本文基于山东蓝光软件有限公司自主研发的仿真系统深入分析三维虚拟仿真设计理念,建立双滚筒采煤机三维模型,结合Lk Globe软件进行井下生产场景的搭建,在实现人机交互的同时,利用三维可视化技术实现对矿山工作环境漫游。三维虚拟仿真技术的易用性和可交互的特点可为矿山生产提供有效技术支持,通过教育培训,将极大提高人员素质和矿山生产效率。     

基于Unity3D的三维矿井数字化编辑系统设计与实现

目前三维矿井场景构建主要采用3ds MAX、MAYA等软件创建基础模型进而整合成场景的方式，其效率低、难度大。为实现简单、高效的三维场景构建，以Unity3D引擎平台为基础，通过内置具有对外接口的基础模型库，嵌入巷道构建、通风解算以及气体蔓延等算法，研发了具有实时渲染、三维巷道建模、环境建模、气体解算、场景漫游等功能的三维矿井数字化编辑系统。实践证明：该系统构建的场景效果好，广泛应用于矿井认知、自救逃生、应急救援、辅助决策等仿真培训演练，具有很强的实用性。     

采煤机牵引部动力学分析

在UG软件中建立采煤机牵引部三维模型并进行装配,将装配好的实体部件导出为Parasolid格式,将导出的Parasolid格式的部件模型导入ADAMS软件中进行动力学仿真,得到仿真后的牵引部齿轮的速度曲线和齿轮啮合力曲线。通过曲线与理论计算结果的对比证实了虚拟样机模型的正确性。