王 欣，吕玉兰，曹旭阳，王殿龙，焦 博，刘 磊

（1.大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116023；2.大连益利亚工程机械有限公司，辽宁大连116025；3.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033）

考虑钢丝绳柔性的塔式起重机仿真系统开发

王 欣1，吕玉兰1，曹旭阳1，王殿龙1，焦 博2，刘 磊3

（1.大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116023；2.大连益利亚工程机械有限公司，辽宁大连116025；3.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春130033）

针对塔式起重机司机培训和考核效率低、成本高、安全性差等问题，提出一种基于虚拟现实技术的培训考核仿真系统。在Virtools软件平台上构建交互式三维视景仿真系统，模拟司机在真实塔式起重机上的培训和考核操作，研究起升钢丝绳的悬链线方程，结合Virtools软件的物理系统，实现对钢丝绳的柔性仿真，包括钢丝绳的悬链线表达和摆动仿真，依据考核标准，建立考核评价体系，加入碰撞检测功能，实现考核评价机制，自动完成考核评价。仿真结果表明，该系统能较好地体现物体运动与碰撞的真实性，具有较强的可操作性。

动力学模型；硬件设备；悬链线方程；人机交互；虚拟现实

1 概述

塔式起重机（以下简称塔机）应用广泛，是国民建设的重要装备之一，但安全事故多发，保证和加强塔机的培训势在必行。在真实的塔机上进行培训与考核，不仅耗资大，而且受地域和环境的限制，有些特殊情况（如超重、超力矩）危险性大，难于在真实塔机上实现［1］。因此，塔机仿真培训系统成为一种新模式，在国内外都取得了较好的发展。……