【摘要】：煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)變系統(tǒng),而基于礦井開(kāi)采的生產(chǎn)方式更增加了煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的不安全因素。研究表明,對(duì)煤礦從業(yè)人員進(jìn)行安全生產(chǎn)培訓(xùn)可以有效地減少安全事故的發(fā)生,而傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式存在形式單一、內(nèi)容枯燥、缺乏互動(dòng)等問(wèn)題。針對(duì)這些不足,以某煤礦21304工作面為應(yīng)用背景,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的綜采工作面仿真系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)分析綜采工作面采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)及其他機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)及布局,結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外礦業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的研究現(xiàn)狀,提出了綜采工作面仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。(2)論述了模型創(chuàng)建的流程以及模型優(yōu)化的技術(shù)細(xì)節(jié)。以采煤機(jī)和液壓支架為例,詳細(xì)闡述了幾何建模、行為建模、貼圖烘焙、燈光布置的建模過(guò)程,同時(shí)分析了模型渲染輸出及導(dǎo)出的流程。(3)基于Unity3D虛擬現(xiàn)實(shí)引擎開(kāi)發(fā)了仿真系統(tǒng)的視頻學(xué)習(xí)模塊、模擬操作模塊和井底漫游模塊,并利用Unity3D的粒子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了采煤機(jī)噴霧除塵特效和煤塊跌落、煤流運(yùn)動(dòng)的視覺(jué)特效�；贏ccess數(shù)據(jù)庫(kù)和C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了理論考試模塊。(4)利用現(xiàn)代電子技術(shù)開(kāi)發(fā)了仿真系統(tǒng)的模擬操作平臺(tái),分別就平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件編程進(jìn)行研究,利用RS232串行通信接口將模擬操作平臺(tái)與上位機(jī)軟件連接,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。該系統(tǒng)集視頻學(xué)習(xí)、模擬操作、井底漫游和理論考試功能于一體,具有內(nèi)容豐富、操作方便、交互友好的特點(diǎn),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)培訓(xùn)方式的不足,提高了煤礦企業(yè)員工的培訓(xùn)效率,具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。
[Abstract]:Coal mine production system is a complex time-varying system, and the production mode based on mine mining increases the unsafe factors in the coal production process. The study shows that safety training for coal mine employees can effectively reduce the occurrence of safety accidents, while the traditional training methods have the problems of single form, boring content, lack of interaction and so on. Aiming at these shortcomings, the simulation system of fully mechanized mining face based on virtual reality technology is designed and developed based on the application background of 21304 face in a coal mine. The main research contents are as follows: (1) by analyzing the characteristics and layout of fully mechanized mining face shearer, hydraulic support, scraper conveyor and other mechanical equipment, combined with the research status of virtual reality technology applied in the field of mining industry at home and abroad, The design scheme of simulation system for fully mechanized mining face is put forward and the key technology is studied. (2) the process of model creation and the technical details of model optimization are discussed. Taking shearer and hydraulic support as examples, the modeling process of geometric modeling, behavior modeling, mapping baking and lighting arrangement is described in detail. At the same time, the flow of model rendering output and export is analyzed. (3) based on Unity3D virtual reality engine, the video learning module, simulation operation module and bottom hole roaming module of simulation system are developed. Using Unity3D's particle system, the special effects of spray and dust removal of shearer and the movement of coal flow are developed. The theoretical examination module is developed based on Access database and C # language. (4) the simulation operating platform of simulation system is developed by using modern electronic technology. The hardware circuit design and software programming of the platform are studied respectively. The RS232 serial communication interface is used to connect the simulation operation platform with the upper computer software to realize the system integration. The system integrates video learning, simulation operation, bottom hole roaming and theoretical examination functions. It has the characteristics of rich content, convenient operation and friendly interaction. It makes up for the shortcomings of traditional training methods and improves the training efficiency of the employees in coal mining enterprises. It has broad application prospect and popularization value.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD67;TP391.9

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本文編號(hào)：2284595