基于虚拟样机的地下铲运机驾驶室人机分析

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基于Pro／E的装载机工作装置虚拟样机与仿真分析

虚拟样机的设计提供了科学的参考依据。
关键词：装载机；工作装置；虚拟样机；仿真
文献标识码：Ａ
０引言
Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ是一款包括ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ的大型设计软件［１］，其不仅可用来建立相应的几何模型，而且还可对模型进行仿真模拟，并对仿真模拟的结果进行分析，以及时发现设计中所存在的问题，从而在设计阶段就解决这些问题，以减少生产及投入使用后的维修费用，这不仅有利于企业经济效益的提高，而且减少了设计所耗费的时间。
收稿Ｈ期：２０１３ — ０６ — ２４；修回｝］期：２０１３０８ — ２４
图ｌ装载机工作装置虚拟样机
３虚拟样机的动态模拟
虚拟样机装配好后，就可以利用Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ软件进行动态模拟及分析，其动态模拟及分析流程见图２。
作者简介：张椭（１９８３一），女，辽宁营口人，讲师，本科，主要研究方向：ＣＡＤ／ＣＡＭ软件应用。
建立连接连接轴设定运动副伺服电动机
建立运动模型
设置运动环境分析运动机构获取分析结果
重力．执行电动机旌加载荷初始条件运动干涉检查运动包络轨迹曲线
运动学动态分析静态分析修改

基于虚拟设计的民机驾驶舱工效布局评价

的模型不影响驾驶舱布局工效评价。
数字模型，一是飞行员人体模型ｕ。飞机数字模型普ｌＪ遍采用ＣＴＡ制作，ＣＴＡ工效分析工具少，工Ａ１但ＡＩ在
效分析方面无法与著名的工效分析软件如ＪＣＡＫ、ＲＭＳＳＳＦＷＯＫ相比。其中ＪＣＡＩ、ＡＥＲＡＫ拥有逼真的人
苏润娥，薛红军，宋笔锋
（西北工业大学航空学院，陕西西安７０７）１０２
摘要：出了一种基于虚拟设计的民机驾驶舱工效布局评价方法，提并对某型民机驾驶舱进行了工
效布局评价。将某型民机驾驶舱ＣＴＡ模型导入工效分析软件ＪＣＡＩＡＫ并进行优化，建了５、创％５％和９％我国飞行员人体模型，０５进行了座椅、仪表板、遮光罩、方向舵踏板、操纵杆（）中央控制盘、台、顶部仪袁板的布局评价。发现了布局设计中若干不符合工效特性的地方，并提出了改进建议。该方法可预先在虚拟设计中进行布局评价，节约了设计费用，高了设计效率。提
当的优化参数进行优化，．ｓ文件优化完成后，对ｐｓ替换
短飞机研制周期和降低研制费用，好地满足以人为更
中心的设计思想。进行虚拟工效评价包括两个主要内容，是飞机一
优化前的．ｓ，ｐｓ打开优化前的．ｉ件，ｆｇ文即可得到导入ＪＣＡＫ后的驾驶舱模型。模型优化降低了硬盘及内存空间的使用并使得ＪＣＡＫ工效分析成为可能，化后优

地下铲运机工作装置动态仿真与满意优化研究的开题报告

地下铲运机工作装置动态仿真与满意优化研究的开题报告一、研究背景及目的地下铲运机是一种用于采矿与运输地下矿物的重型机械设备。

工作装置是影响铲运机工作效率和性能的重要因素，因此动态仿真与满意优化研究在实际生产中具有重要的应用价值。

本文旨在研究地下铲运机工作装置的动态仿真与满意优化方法，并通过仿真实验与优化算法的实现使该机械设备的工作效率和性能得到有效提升，为地下矿山的生产提供良好的技术支持。

二、研究内容及方法本文主要研究内容包括以下方面：1. 地下铲运机工作装置动态仿真模型的建立：根据实际工况与设备结构，建立地下铲运机工作装置动态仿真模型，模拟铲运机在采矿过程中的工作状态。

2. 工作装置满意度评价指标的确定：根据地下铲运机的采矿工作特点，选取合适的指标以评价工作装置的满意度，包括采矿效率、能耗、安全性等方面。

3. 工作装置优化算法的设计：基于粒子群算法与遗传算法等优化算法，对地下铲运机工作装置的工作状态和参数进行优化求解，提升工作效率、降低能耗等。

4. 模拟实验与结果分析：通过动态仿真实验，验证优化算法的有效性，并通过实验数据分析与评价铲运机工作的效率和性能。

本文的研究方法主要包括：文献调研、数据采集、动态仿真建模、算法设计与实现、实验验证等。

三、预期成果及意义通过本文的研究，预期可以实现以下成果：1. 建立地下铲运机工作装置动态仿真模型，模拟铲运机在采矿过程中的工作状态。

2. 确定合适的工作装置满意度评价指标，提高评价工作装置的科学性与准确性。

3. 设计优化算法并实现，为铲运机工作装置提供更优的工作状态和参数设置方案，满足不同采矿场景下的需求。

4. 通过实验验证算法的有效性，提升地下铲运机的工作效率、降低能耗、提高工作安全性，具有较好的应用价值和社会效益。

本文的研究具有推动地下矿山采矿技术发展的作用，为提高国内地下矿山的生产效率和运营质量提供技术支持。

同时，本文的研究方法和思路还可以为动态仿真与工程优化领域的相关研究提供新的参考与借鉴。

基于虚拟样机技术的装载机工作装置的仿真分析

１建立装载机工作装置虚拟样机装载机工作装置主要由铲斗、连杆、摇臂、臂、动
转斗油缸、举升油缸等组成，简化模型如图１示。其所其中，标号～为构造设计点。１１创建工作装置的各个构件．
本模型以点垂直向下和Ｇ点水平向右的交点
即铲斗的卸料角均小于或等于４。 ③卸载性：５；即保证最大卸载高度及对应的卸载距离；④ 自动放平性：即
动臂下降至下限位置时应保证铲斗自动放平，自动进入下一次铲掘状态；⑤ 连杆机构的传动性：即保证各个工况不出现构件相互干涉，各机构的传动角不得小
函数表达式使仿真结果接近要求的评价指标。转斗油
缸的运动规律如下：
ｓｅｔｍｅ，．，．３２，０）＋ｓｅｔｍｅ７１，．，．一５ｔｐ（ｉ３０００，．５ｔｐ（ｉ，．００７３，Ｏ）＋
ｓｅｔｍｅ，１９．．１ｌ，１４＋ｓｅｔｅｌ．００，４１，４）。ｔｐ（ｉｌ．００，厶一４）ｔｐ（ｉ，３９，．１．ｌ４ｍ
２（２月００年第１期１总第１８期）５
．机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＡＬＥＮＧＩＣＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴ１０Ｎ
Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．
文章编号：６２６１（０００ — ０００１７ — ４３２１）１０４ — ３

基于虚拟样机的挖掘机工作装置的设计与仿真的开题报告

基于虚拟样机的挖掘机工作装置的设计与仿真的开题报告一、选题背景挖掘机是一个重要的矿山、建筑、道路等重要设备，其工作装置直接影响到其工作性能和效率。

为了提高挖掘机的工作效率和安全性，设计和优化挖掘机工作装置是非常重要的。

传统的挖掘机工作装置设计需要进行大量的试制和试验，耗时耗力，且成本较高。

随着计算机技术和虚拟仿真技术的不断发展，借助仿真软件进行挖掘机工作装置设计和优化的效率和可行性得到了极大提升。

因此，本次选题旨在基于虚拟样机开展挖掘机工作装置的设计与仿真，利用计算机仿真技术对挖掘机工作装置的设计进行有效的评估，为挖掘机工作装置的优化提供理论与技术支持。

二、选题意义1. 提高挖掘机工作性能和效率传统的挖掘机工作装置设计方法需要进行大量的试制和试验，成本高、效率低。

而基于虚拟样机的设计与仿真可以在计算机上进行快速、准确的仿真分析，理论和实践相结合，使得设计方案更加科学合理，能够有效提高挖掘机工作性能和效率。

2. 降低设计成本和周期借助虚拟样机技术，可以在计算机上进行设计和仿真，极大地降低了设计成本和周期。

避免了试制、试验环节，减少了原材料的浪费、节约了时间和人力成本。

3. 优化挖掘机工作装置结构通过模拟挖掘机工作过程中的变形、应力分布等关键参数的计算，分析不同工作状态下工作装置的性能特点，进而优化其设计，使其更加符合实际的工作需求。

三、研究内容和技术路线1. 挖掘机工作装置的结构设计借助现有的挖掘机工作装置结构和仿真软件，进行结构建模和优化设计。

2. 挖掘机工作过程的仿真模拟利用仿真软件对挖掘机工作过程进行建模和仿真。

对挖掘机工作装置在实际工作中的受力情况、承载能力、变形情况进行分析。

3. 挖掘机工作装置设计参数的优化基于仿真分析结果，优化挖掘机工作装置的设计参数，如工作装置的材料、结构形式等，使其更加符合实际应用需求。

4. 挖掘机工作装置实验验证对仿真优化后的工作装置进行实验验证，进一步验证仿真结果的准确性和可行性。

一种基于VB系统的挖掘机ROPS驾驶室仿真评价方法

472017.10建设机械技术与管理工程机械工作环境恶劣，驾驶员的安全受到威胁，ROPS 驾驶室结构设计是否合理直接关系到驾驶员在危险情况下的安全程度，吕偿等[1]进行了工程机械驾驶室ROPS 和FOPS 强度进行了仿真分析，其中只对驾驶室模型进行了仿真，张俊训[2]利用有限元模型对某款驾驶室进行ROPS 和FOPS 仿真分析，未进行模块化划分。

本文提出的ROPS 模块化仿真平台将驾驶室连接的工作装置、平台、假人座椅、加载模块等均列入考虑范畴并进行模块化划分，按照报告模板输出最后结果，对结果数据进行集中管理，减少了重复性工作，节约成本与时间。

同时本方法适用于挖掘机斗杆、铲斗等其他结构件分析。

1仿真界面介绍本方法利用VB 系统[3]进行界面编辑，利用Hper mesh12.0对各个模块模型进行网格划分，并各自另存为abaqus 求解格式，编制一个主文件将存储好的各个模型文件读入。

仿真平台联合abaqus 软件读入编制好的主文件进行求解处理。

具体操作步骤：点击仿真平台打开主界面如图1所示，设置存放地址，输入主文件，提交计算后系统后台自动进行仿真运算，计算前可点选是否显示作业计算信息，运算过程中可点选是否显示计算进程，计算结束后导出计算报告。

2 模型搭建2.1 模型网格划分利用Hpermesh12.0进行有限元模型搭建。

为满足试验的可靠性，ROPS 驾驶室进行试验验证时模型包括挖掘机驾驶室、平台、工作装置、假人座椅、载荷分配器等多个模块。

模型文件存储为abaqus 格式，便于后期进行求解。

本例为雷沃挖掘机22吨ROPS 驾驶室模型，材料主要由Q235、Q345组成，所有材料进行塑性硬化处理。

有限元模型共有单元数298870，节点数249221，其中四边形单元233474个，三角形单元3885摘　要：提出一种基于VB 系统的ROPS 驾驶室仿真评价方法。

利用Hper mesh 进行各模型网格划分，将各模型模块通过主文件导入VB 仿真平台，导入的各个部件进行模块化划分，结合abaqus 进行求解；提交计算后台自动对驾驶室固定位置进行加载；按照给定的模板输出报告文件，导出模型变形、能量及加载点反力结果；通过仿真与测试对比结果判定本例驾驶室达到国家法规规定值未发生干涉，符合要求。

地下矿山铲运机无人驾驶技术发展及应用

地下矿山铲运机无人驾驶技术发展及应用杨洋【摘要】铲运机从有人驾驶迈向无人驾驶是地下矿山装备自动化发展必由之路.通过调研国内外铲运机无人驾驶技术的发展现状,分析其技术难点,并结合我国矿山发展的现状,对地下矿山铲运机无人驾驶技术进行了初步探索.以某矿山实际应用情况介绍了铲运机无人驾驶系统的功能和技术要求,生产实践也表明,无人设备可提高生产效率,减少人力成本及安全隐患,具有广泛的市场前景.未来借助国内以人工智能及大数据技术为代表的信息化技术发展浪潮,我国无人驾驶地下铲运机及其他无人设备存在弯道超车的可能性,在实现自动化的基础上,进一步实现地下矿山智能采矿.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】5页(P73-77)【关键词】地下矿山;铲运机;无人驾驶;智能化【作者】杨洋【作者单位】铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿【正文语种】中文欧美发达国家在矿山铲运机无人驾驶技术应用方面较为成熟，我国尚处于技术应用的转型期。

近年来，随着我国矿山装备自动化水平的不断提高，部分矿山已逐步开始从有人驾驶的铲运机过渡到遥控铲运机[1-2]，遥控铲运机又分为视距遥控铲运机、超视距遥控铲运机和远程遥控铲运机。

遥控铲运机的应用为铲运机无人驾驶或自动驾驶技术的研发提供了很好的基础。

随着地下矿开采规模的显著提高，采矿条件变得愈来愈恶劣，对人员安全威胁也愈来愈大，对采矿效率的要求却越来越高，而传统采矿存在劳动者密集、资源消耗多、生产效率低、安全性差等特点。

在国家安监总局“机械化换人、自动化减人”科技强安行动等政策推动下[3-4]，机械化、自动化、智能化成为改造传统产业、推进产业转型升级、减员增效、提高矿山安全生产的有效途径。

从发达国家矿业发展趋势来看，采矿从手工开始，技术进步起始于作业工具的机械化，发展于单台设备和独立系统的自动化，完成于整个矿山生产过程的自动化。

因此，铲运机从有人驾驶迈向无人驾驶是地下矿山装备自动化发展必由之路。

基于虚拟仿真的民机驾驶舱人机工效评价技术研究

ＬｉｕＱｉｙｕｅＳｕｎＹｏｕｃｈａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１１１０６，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）
ｇｅｓｔｕｒｅｌｉｂｒａｒｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｙｉｎｔｅｇｒａｔｅｓｔｈｅｍｉｎｔｏｔｈｅＤＥＬＭＩＡｓｏｔｆｗａｒｅｖｉｒｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｓｈｅｔｃｏｃｋｐｉｔｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｔｙｐｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｙｐｒｏｖｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｉｈｔｓｏｍｅｅｘａｍｐｌｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｉｖｉｌａｉｒｃｒａｆｔＣｏｃｋｐｉｔＥｒｇｏｎｏｍｉｃｓＶｉｔｒｕａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎＥｖａｌｕａｔｉｏｎ
工效评价技术。首先，建立了参数化的飞行员人体模型，构建了人体姿态库；其次，将其集成到ＤＥＬＭＩＡ软件虚拟环境中，开发了驾驶舱人机工效虚拟评价原型试验系统；最后结合实例证明了该系统的有效性。关键词：民机驾驶舱人机工效虚拟仿真评价

浅析在挖掘装载机的设计和制造中采用虚拟样机技术

浅析在挖掘装载机的设计和制造中采用虚拟样机技术摘要在设计与制造挖掘装载机物理样机过程中，如果反复制造、试验物理样机，不仅会需要大量时间，也会造成资源、人力的浪费。

而随着计算机技术的迅猛发展，虚拟样机技术日益成熟，在挖掘装载机物理样机试验过程中采用“虚拟样机、仿真实验”的设计方法，可以在物理样机制造出来之前通过反复修改系统动力学模型进行预测、比较、直至获得最优设计方案，省去反复制造试验物理样机所需的时间。

关键词挖掘装载机；虚拟样机；技术虚拟样机技术是科学技术的重大研究成果，特别是在挖掘机的设计和制造中，它可以结合各种不同的设计方案模拟各种挖掘的工作情况，从而做出最正确和符合实际的方案选择。

其中，ADAMS虚拟样机技术在挖掘装载机设计和制造的全过程都可发挥重要作用，在其开发投入期采用该技术能缩短设计周期、节约设计经费；产品制成之后仍可进行虚拟样机仿真实验，代替物理样机实验进行子系统及参数的优化。

1挖掘装载机挖掘装置虚拟样机的参数设计挖掘装载机虚拟样机的建立基于ADAMS软件，可以方便快捷地建立挖掘装置的虚拟样机，估算统计出系统共需24个开关量I/O口，其中输入16个，输出8个。

根据系统要求的I/O点数再加上20%-30％的备用量，确定PLC点数。

综合考虑I/O口配置、以后注塑机功能扩展的需要及性能价格比等因素，综上所述，本文选用选用德国西门子公司的SIMATICS7-300系列PLC作为该系统的下位机，具体的型号为CPU315。

样机模型建成以后，可用模型检验工具来检查错误，结果显示此模型没有多余约束，模型检验正确。

如果处理开关量、模拟量，进行回路调节，并能用简易的语言进行编程，具备大型机的分析运算能力，很适宜被工程技术人员所掌握并能编写复杂的程序进行精密的运动控制。

上位机和下位机（PLC）之间选用MPI通信方式，由于CPU315有一个MPI 可以利用，在中小型控制系统中，上位机数据传输量不会很大，对实时性要求也不是特别高，故用MPI方式能完全满足控制系统的要求。

装载机驾驶室人机工程改进设计研究

装载机驾驶室人机工程改进设计研究发表时间：2019-03-01T14:18:12.803Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：李宗锋[导读] 本文以装载机驾驶室为研究对象，重点分析驾驶室的人机工程设计，通过对驾驶室人机界面的主要构成和影响因素进行分析，得出驾驶室各人机因素的舒适范围，并将这些舒适范围应用到驾驶室的人机布局上，最后以驾驶室座椅的布置和方向盘的布置为例，对现有装载机驾驶室进行人机设计改进。

李宗锋厦门厦工机械股份有限公司福建厦门 361023摘要：本文以装载机驾驶室为研究对象，重点分析驾驶室的人机工程设计，通过对驾驶室人机界面的主要构成和影响因素进行分析，得出驾驶室各人机因素的舒适范围，并将这些舒适范围应用到驾驶室的人机布局上，最后以驾驶室座椅的布置和方向盘的布置为例，对现有装载机驾驶室进行人机设计改进。

关键字：装载机驾驶室；人机工程；设计改进装载机驾驶室是一个典型的人机环境系统，是驾驶员操作装载机的控制平台，它的设计直接关系到驾驶员作业时的安全和舒适，以及疲劳强度的减轻和工作效率的提高，因而在整个产品设计中占有重要地位。

一、装载机驾驶室人机界面主要构成及影响因素1.1主要影响因素分析元件主要人机影响因素驾驶室的设计应当以人为本，在设计初期，以人体H点为基准来布置驾驶室。

在设计时，采用中等身材，即50百分位男性人体模型尺寸来对驾驶室进行设计。

用小身材和高大身材人体尺寸来确定驾驶室布置过程中的前后，高低调整范围。

1.3驾驶室布局方法驾驶室布置的两个关键步骤，确定SIP点的位置，确定舒适操纵区域。

其中涉及到的几个关键参数分别是：（1）H点距离地面高度（2）脚踏板与H点水平距离（3）方向盘抓握点距H点垂直距离：（4）方向盘抓握点距H点水平距离：根据以上人机工程理论分析，针对驾驶姿势，舒适区域，舒适关节角度运动轨迹得出以上参数的取值范围分析：对比分析 H点距离地面高度脚踏板与H点水平距离方向盘抓握点距H点垂直距离方向盘抓握点距H点水平距离通过舒适角度运动轨迹 129~486 420~814 42~656 221~465通过舒适区域范围 150~460 580~910 -100-420 120~580驾驶姿态 285~547 440~715重合区域 285~460 580~715 42~420 221~465三种方法有很多一部分的重合区域，说明在重合区域中能够既满足舒适区域，又满足舒适角度的要求。

挖掘机器人虚拟样机建模技术及其应用研究

挖掘机器人虚拟样机建模技术及其应用研究一、本文概述随着科技的快速发展，机器人技术在工业、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。

挖掘机器人作为一种重要的特种机器人，在矿山开采、救援搜救、深海探测等领域发挥着不可替代的作用。

传统的挖掘机器人设计过程中存在诸多挑战，如设计周期长、成本高、实验条件受限等。

研究挖掘机器人虚拟样机建模技术及其应用，具有重要的理论价值和实践意义。

本文旨在探讨挖掘机器人虚拟样机建模技术的原理、方法及其应用。

我们将介绍虚拟样机建模技术的基本概念和发展历程，阐述其在机器人设计领域的应用优势。

接着，我们将详细介绍挖掘机器人虚拟样机建模的关键技术，包括三维建模、运动仿真、性能分析等。

我们还将探讨虚拟样机建模技术在挖掘机器人设计优化、性能评估、实验验证等方面的应用案例。

本文的研究不仅有助于提升挖掘机器人的设计效率和性能，还为其他类型机器人的虚拟样机建模提供了有益的参考。

我们期望通过本文的研究，能够为机器人设计领域的创新与发展提供新的思路和方法。

二、挖掘机器人虚拟样机建模技术概述挖掘机器人虚拟样机建模技术是近年来在机械工程和自动化领域中迅速发展的一项关键技术。

它结合了计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）以及虚拟现实（VR）等多学科知识，为挖掘机器人的设计和分析提供了一种高效、经济的手段。

本节将重点概述挖掘机器人虚拟样机建模的基本概念、技术框架及其在挖掘机器人设计中的应用。

虚拟样机（Virtual Prototype）是指通过计算机技术构建的，能够模拟真实产品功能和行为特性的数字化模型。

在挖掘机器人领域，虚拟样机建模涉及对机器人的结构、机构、控制系统等进行详细的数字化重构，以便在无需实际制造样机的情况下，对机器人的性能进行预测和评估。

（1）几何建模：基于CAD技术构建挖掘机器人的三维几何模型，包括机身、臂、斗等部件。

（2）物理建模：通过CAE软件对机器人的物理特性进行建模，如质量、惯性、材料属性等。

一种基于VB系统的挖掘机ROPS驾驶室仿真评价方法

一种基于VB 系统的挖掘机ROPS 驾驶室仿真评价方法摘要区别于机械领域多年来流行的传统静态评价方法，本论文提出基于VB 系统的挖掘机ROPS 驾驶室仿真评价方法。

该方法以虚拟仿真技术为基础，从动态视角对挖掘机ROPS 驾驶室进行仿真评价，克服了传统评价方法不能考虑动态因素、难以进行细节描绘等局限性。

本论文通过搭建VB 系统，建立了ROPS 驾驶室的3D 建模，并对挖掘机在作业过程中可能出现的情况进行了深入分析，结合人体工程学原理，定量评价了ROPS 驾驶室在各种情况下的安全性和舒适性。

实验表明，基于VB 系统的挖掘机ROPS 驾驶室仿真评价方法能够在早期阶段快速评估ROPS 驾驶室性能，有效提高挖掘机安全性和舒适性等方面的问题。

关键词：VB 系统、挖掘机、ROPS 驾驶室、仿真评价AbstractDifferent from the traditional static evaluation methods popular inthe mechanical field for many years, this paper proposes a simulationevaluation method based on the VB system for the ROPS driving cab ofexcavators. Based on the virtual simulation technology, this method evaluates the ROPS driving cab of excavators from a dynamicperspective, overcoming the limitations of traditional evaluationmethods that cannot consider dynamic factors and are difficult todescribe in detail. In this paper, by building a VB system, a 3D modeling of the ROPS driving cab is established, and a deep analysis of the situations that may occur during the operation of the excavator is conducted. Combining with the principles of ergonomics, the safety and comfort of the ROPS driving cab under various conditions are quantitatively evaluated. The experiment shows that the simulation evaluation method based on the VB system for the ROPS driving cab of excavators can quickly evaluate the performance of the ROPS driving cab in the early stage, effectively improve the safety and comfort of excavators and other problems.Keywords: VB system, excavator, ROPS driving cab, simulation evaluation一、引言虽然ROPS 驾驶室是挖掘机重要组成部分，但在挖掘机的设计和生产过程中往往被忽视。

一种基于VB系统的挖掘机ROS驾驶室仿真评价方法

一种基于VB系统的挖掘机ROS驾驶室仿真评价方法概述挖掘机是一种常用的工程机械设备，广泛应用于土建工程、矿山开采和其他工程领域。

随着自动化技术的不断发展，越来越多的挖掘机开始采用ROS（Robot Operating System）驾驶舱系统，实现对挖掘机的自动驾驶和智能控制。

为了评价ROS系统在挖掘机驾驶舱中的仿真效果，需要建立一种基于VB系统的评价方法。

本文将介绍一种基于VB系统的挖掘机ROS驾驶舱仿真评价方法，主要包括ROS仿真系统的构建、VB系统的运行机制及评价指标的设定。

通过该方法，可以对ROS驾驶舱系统进行全面的评价，为挖掘机自动驾驶技术的发展提供参考。

ROS仿真系统的构建首先，需要建立一个完整的ROS仿真系统，包括挖掘机模型、传感器和控制系统。

挖掘机模型是ROS系统的核心组成部分，通过建立3D挖掘机模型，并与ROS系统进行集成，实现挖掘机的模拟运行和控制。

传感器是ROS系统的输入设备，包括激光雷达、摄像头等传感器，用于获取挖掘机周围的环境信息。

控制系统是ROS系统的核心组件，通过编写ROS节点和话题，实现对挖掘机的控制和自动驾驶。

VB系统的运行机制VB系统是一种广泛应用于工业控制领域的编程语言，可以快速编写各种控制程序，并与ROS系统进行通信。

通过VB系统，可以监控ROS系统的运行状态，获取挖掘机的位置、速度等信息，并进行实时控制和仿真。

在挖掘机ROS驾驶舱仿真评价过程中，VB系统可以对ROS系统进行监控和评估，同时提供实时反馈和调整。

评价指标的设定在挖掘机ROS驾驶舱仿真评价过程中，需要建立一套完整的评价指标体系，评价挖掘机ROS系统的仿真效果和性能。

评价指标包括但不限于以下几个方面：1.自动驾驶性能：评估挖掘机在自动驾驶模式下的行驶平稳性、路径规划能力和障碍物避让能力。

2.操作界面友好性：评估挖掘机驾驶舱的界面设计是否符合人机工程学原则，是否易于操作和使用。

3.系统稳定性：评估ROS系统的稳定性和可靠性，包括系统崩溃、数据丢失等情况的发生频率。

非自推进铲运机的人机工程学评价与改进

非自推进铲运机的人机工程学评价与改进人机工程学是一门研究人类与工具、机器和环境之间关系的学科，旨在优化人机系统的设计，提高工作效率和工作质量。

在铲运机领域，非自推进铲运机是一种常见的重型机械设备，用于进行土地清理、搬运和堆放工作。

本文将对非自推进铲运机的人机工程学进行评价，并提出改进建议。

首先，人机界面是人机工程学研究的重点之一。

非自推进铲运机的操作员面对的是一个复杂的控制面板，上面有各种按钮、开关和手柄。

由于操作员需要同时处理多个控制器，容易导致按错按钮或操作失误。

因此，为了提高操作员的工作效率，可以使用触摸屏或控制杆等新型的人机界面，通过图形化的界面设计和简化的操作流程，减少操作的复杂性和错误率。

其次，设备的人体工程学设计也是非自推进铲运机的关键问题。

操作员通常需要长时间逗留在驾驶室内，面对的是一个相对狭小的空间。

因此，应该合理布局驾驶室的各个功能区域，使得其能够方便快捷地调整控制器并改变工作姿势。

此外，座椅的舒适性和支撑性也是非常重要的，应采用可调节的座椅，以减少操作员在长时间工作过程中的不适感。

另外，非自推进铲运机在操作过程中会产生大量的噪声和振动，对操作员的工作环境造成负面影响。

噪音和振动的长期暴露会对操作员的健康产生潜在的危害。

因此，在设备设计阶段应该采用隔音和减振措施，如使用吸声材料和减振装置，以降低噪音和振动水平，改善操作员的工作环境。

此外，为了提高非自推进铲运机的安全性，应配备相应的安全装置和报警系统。

例如，应安装避免碰撞的传感器和摄像头，以及紧急停止按钮和警示灯，当碰撞风险或其他异常情况发生时，能够及时发出警报并停止运行，保障操作员的安全。

除此之外，还可以利用现代技术对非自推进铲运机进行改进。

例如，可以加装无线通信设备，使得操作员可以远程监控设备运行状态，提高操作的灵活性和安全性。

同时，引入自动化控制系统和智能化技术，使非自推进铲运机能够自动进行某些操作，减轻操作员的劳动强度。

基于虚拟样机的6 m3地下铲运机工况研究

基于虚拟样机的6 m3地下铲运机工况研究
苑昆;柳言序;崔金;任乐超
【期刊名称】《中国矿业》
【年(卷),期】2015(000)011
【摘要】工况分析是车辆总体设计的重要依据，运用ADAMS和 Automation studio软件建立铲运机虚拟样机模型并进行仿真，得到了以功率为特征变量的铲运机循环工况。

通过分析可知，6m3地下铲运机峰值功率248．6kW ，占总时间的13．7％，循环工况的平均功率仅为峰值功率33％。

研究结果为动力系统的匹配设计提供依据。

【总页数】4页(P170-173)
【作者】苑昆;柳言序;崔金;任乐超
【作者单位】北京科技大学机械工程学院，北京100083; 北京安期生技术有限公司，北京100083;北京科技大学机械工程学院，北京100083;安徽开发矿业有限公司，安徽霍邱237462;安徽开发矿业有限公司，安徽霍邱237462
【正文语种】中文
【中图分类】TD422.4
【相关文献】
1.基于虚拟样机的转子式压缩机瞬态工况r激励载荷辨识方法 [J], 曹兴枫;卢剑伟;胡洁义
2.基于ADAMS的门式启闭机虚拟样机建模及起升工况的动力学仿真 [J], 苗明;李
益琴;祁燕燕;赵九峰
3.基于STM32的某型装备工况分析仪的设计 [J], 杨帆;马春庭;李浩谊
4.基于塔式起重机虚拟样机的起升工况动态分析 [J], 杨传宁; 董明晓; 梁立为; 冯润辉
5.基于工况识别和马尔可夫链的混合动力地下铲运机功率预测 [J], 姜超;靳添絮;罗维东;赵宏宪
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一种基于虚拟现实技术的轮式装载机的建模与控制

一种基于虚拟现实技术的轮式装载机的建模与控制一种基于虚拟现实技术的轮式装载机的建模与控制本文提出了动态建模.控制器设计和虚拟现实为基础的轮式装载机控制系统中的实时仿真。

特别地，被认为是带有电液驱动的装载机。

一个详细的非线性动力学液压系统与装载机连杆机构模型。

液压模型包括负荷传感泵，阀门和气缸。

联动模型代表着具有自由度的升降和倾斜功能的装载机。

基于线性二次型高斯鲁棒控制器设计为自动斗调平，以协助运营商在动臂处于运动的时候，保持一定的角度运动于平地。

闭环系统在实时虚拟现实仿真系统中，对控制系统的设计进行了测试。

在虚拟现实的模拟中，运营商使用操纵杆输入数据进行模型的控制。

这个应用虚拟现实技术，将装载机的连杆几何图形实时显示给操作者。

对这个在虚拟现实环境中的控制器的性能进行了评估。

正如预期的那样，控制器被发现提供了一个显着的改善精度的条件，特别是在一个新手操作控制联动运动的情况下。

原型无法消除，虚拟现实模拟相结合，现实的物理和控制动态提供了一个有用的工具，用于评估液压系统和控制对原型机器的依赖性较小。

1.引言在施工和土方机械设计过程中，一个重要的步骤是测试的原型与人相互作用。

作为原型步骤的一部分，运营商提供有价值的对设计人员对机器性能的反馈，布局和人机工程学。

然而，建筑原型是昂贵和耗时的。

因此，它需要建立较少的原型和更多的依赖于计算机模拟。

得到从运营商的有价值的反馈而不牺牲原型，虚拟现实虚拟机模拟可以非常有效地使用。

目前，机器的概念可以在虚拟现实环境中进行评估再被实现为实际硬件。

虚拟现实实现包括查看和交互的静态机器几何。

此外，还有一些工作要做，让一种被称为建筑设备的人在VR使用操纵杆和其他输入设备的液压挖掘机图1,2。

甚至有虚拟现实模拟的机器可以交互于他们的环境中挖掘力图3。

这样的模拟是非常有用的在开发和测试在原型建造前，机器控制及相关系统。

在过去的虚拟现实模拟的主要障碍之一是实时仿真计算速度要求。

一些对装载机底盘和液压模型进行了工作基于多速率融合的虚拟现实环境系统整体模型的执行图4。

基于Jack的挖掘装载机驾驶室人机工程分析与改进设计

基于Jack的挖掘装载机驾驶室人机工程分析与改进设计王沈策;梁嘉豪;史雨霖
【期刊名称】《机械设计》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】为提高挖掘装载机驾驶室的舒适性,采用人体模型建模分析法确定H点位置,并建立挖掘装载机驾驶室人机仿真系统。

以人机分析软件Jack为工具,从驾驶员可视性、可达性及舒适性3方面进行挖掘装载机多作业姿势的人机合理性分析,根据仿真结果对中控台界面及控制部件布局进行改进设计,改进方案的分析校核结果表明:驾驶员可视域得到提升,常用控制部件位于驾驶员舒适可达范围内,改进后驾驶员的多个作业姿势舒适性得到提升。

通过人机仿真软件对驾驶员多作业姿势进行人机合理性分析,较准确地发现了挖掘装载机驾驶室存在的设计缺陷,为具有复杂人机系统的工程装备驾驶室布局设计研究提供一定参考。

【总页数】7页(P170-176)
【作者】王沈策;梁嘉豪;史雨霖
【作者单位】湖南科技大学建筑与艺术设计学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU62;TB47
【相关文献】
1.基于Jack的农机驾驶室人机工程学分析及仿真
2.装载机驾驶室人机工程学参数化设计平台
3.挖掘装载机驾驶室玻璃破碎原因分析和优化改进
4.基于JACK虚拟
仿真分析的介助老人护理床人机工程学设计5.基于Jack的单轨吊驾驶室人机工程改进设计
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基于虚拟样机技术的工程机械仿真分析与应用研究

基于虚拟样机技术的工程机械仿真分析与应用研究摘要：近年来，机械领域的虚拟样机技术发展迅速，并将以迅猛的势头逐渐取代传统的机械设计、试验和研究方法。

本文首先简单阐述了虚拟样机技术，以及一款虚拟仿真软件，然后重点阐述了这款应用仿真软件对工程机械进行优化设计的内容，以及一些机械产品设计中的具体应用，其中，用真实的例子说明了具体方法，希望能够为基于虚拟样机技术的工程机械研究设计提供有价值的参考和借鉴。

关键词：虚拟样机技术;工程机械仿真;应用1.虚拟样机技术所谓虚拟样机技术，就是在制造真实样机之前，以计算机虚拟现实的研究平台为基础进行工程机械产品的设计研发，其依托的核心理论基础是多体动力学、现代控制理论等等，同时利用计算机、三维图形处理、信息集成等技术，把需要设计的工程机械产品的分散的零部件的有关分析信息结合在一起，从而建立起工程接卸产品的数学模型，并且针对产品应用中的工况开展仿真分析，从而对该产品的整体性能、使用性能等进行科学的预测，再进行系统的细节上的整改优化[1]。

虚拟样机技术已经被应用于工程机械产品仿真设计开发的整个过程，是一个面向系统的技术设计，其中包括数字样机，包括功能虚拟样机，还包括虚拟工厂仿真，这三个方面有效地结合，从而实现了工程机械产品样机从实体向虚拟的有效转化。

虚拟样机技术为虚拟工程机械产品的开发提供了非常强大的技术支撑。

基于虚拟样机技术设计开发工程机械产品的基本流程可以分为以下四个步骤：第一步是，先建立起工程机械产品的开发模型，利用现有的知识对开发过程进行分析改进;第二步是，利用上一环节得到的模型，建立起产品的数字化、仿真和分析模型;第三步是，运用仿真和分析工具对产品模型进行功能和性能分析;第四步是，根据仿真和分析得出的结果，对虚拟样机产品的各方面性能进行综合评估改进[2]。

与传统的基于物理样机的方法比，它具有更多的优点。

2.虚拟样机技术依托的几款常用软件虚拟样机技术的应用需要借助一些虚拟样机软件来实现，这些软件要求界面比较友好，要求功能比较强大，要求性能比较稳定。

飞机驾驶舱人机工程设计分析

飞机驾驶舱人机工程设计分析飞机运行环境特殊，如果因为设计不当而影响驾驶效果，很容易出现严重的安全事故。

因此，在对飞机驾驶舱进行设计时，需要确定人机工程核心地位，保证可以为驾驶员提供一个安全、舒适、高效的飞行环境。

文章结合现有设计经验，基于飞机驾驶舱人机工程设计准则体系和布局规则，对设计要点进行了简要分析。

标签：飞机；驾驶舱；人机工程设计合理的驾驶舱，要求可以为飞行员提供飞行信息，使其可以精准的控制飞机，完成飞行任务。

对飞机驾驶舱进行人机工程设计，核心要求对飞机安全、性能进行保障，充分发挥具有的作战效能，提高人机匹配度，为飞行员提供安全舒适的操作环境。

应结合实际情况，对现存不足进行分析，采取有效措施进行优化。

1 飞机驾驶舱人机工程设计分析对飞机驾驶舱人机工程设计内容进行分析，涉及到的学科比较多，包括照明、视觉、色彩、多体动力学、光学以及生物力学等，需要根据实际操作应用需求，做好每个节点的科学设计，确保可以满足飞行员操作要求。

驾驶舱设计可分为需求定义、概念设计、总体设计、详细设计以及试飞几个阶段，在不同阶段均需要明确相应的人工工程设计要点和目的。

例如需求定义阶段，要确定合理的设计理念，并完成需求分析，确定各子系统设备系统需求，并在此基础上完成人因评估输出设计理念评估、需求分析与评估。

概念设计阶段即重点对驾驶舱功能流程与需求操作进行分析，确定概念设计框架，然后便可进行初步设计，做好人机功能分配与操作界面设计，并要适当引入人机工程新型技术与系统功能[1]。

详细阶段则必须要结合驾驶舱工程模拟器对机组工作负荷进行分析，并确定情景意识与人机差错，对飞机操作程序进行优化，为试飞阶段打好基础。

2 飞机驾驶舱人机工程设计要点2.1 人机工程设计要求2.1.1 一体化即控制和显示一体化要求，确定位置与运动关联分析必要性，将功能相关控制和显示设置在一起，并按照操作顺序与功能进行分类，将其设置在最方便位置[2]。

2.1.2 标记标牌任何标记标牌的设计，无论是内容还是位置均需要具有较高的可识别性、解读性，可以根据其内容描述来执行措施避免伤害。

多功能装载机基于虚拟样机的综合仿真与优化开题报告

多功能装载机基于虚拟样机的综合仿真与优化开题报告一、选题背景多功能装载机是一种目前广泛应用于建筑工地、矿山、码头等场所的重型机械设备，具有操作灵活、效率高等优点。

然而，多功能装载机的结构复杂，关键部件的运动学特性较难直接观测，因此在设计、制造和改进过程中需要进行仿真分析以保证性能和可靠性。

为提高多功能装载机的设计和制造效率，采用虚拟样机技术和综合仿真技术是当前的发展趋势。

虚拟样机技术可以在计算机上构建三维模型，并模拟多功能装载机的运动学和动力学特性，从而可以更加直观地理解和分析机器的性能和优化方案。

综合仿真技术能够将虚拟样机和相关的测试数据进行整合，可以对机器的不同部分和系统进行优化，从而进一步提高多功能装载机的性能和可靠性。

因此，本文主要研究多功能装载机基于虚拟样机的综合仿真与优化，以提高相关设计和制造的效率和质量。

二、研究内容本文将主要包括以下内容：1.多功能装载机的运动学和动力学分析。

基于虚拟样机技术，构建多功能装载机的三维模型，并建立运动学和动力学模型，分析关键部件的运动特性；2.多功能装载机的综合仿真技术研究。

应用综合仿真技术对多功能装载机的运动学和动力学进行综合仿真，模拟机器的工作过程和环境条件，并对其性能进行评估；3.多功能装载机的优化研究。

结合综合仿真结果，对机器的不同部分和系统进行优化，提高多功能装载机的性能和可靠性；4.实验验证和分析。

基于实际测试数据，验证虚拟样机的准确性和仿真结果的可靠性，并对优化方案进行分析和评估。

三、预期成果本文预期达到以下研究成果：1.构建多功能装载机的三维虚拟样机，并建立运动学和动力学模型；2.应用综合仿真技术对多功能装载机进行仿真，以评估其性能；3.通过优化方案，提高多功能装载机的性能和可靠性；4.验证虚拟样机的准确性和优化方案的有效性。

四、研究意义本文的研究意义主要体现在以下几个方面：1.提高多功能装载机的设计和制造效率，降低成本；2.提高多功能装载机的性能和可靠性，提高其使用价值；3.为相关领域的研究提供新的思路和方法。