煤礦機(jī)械虛擬拆裝公共服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

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摘要：

為了整合利用網(wǎng)絡(luò)煤機(jī)資源，共享虛擬拆裝資源，設(shè)計(jì)集成了煤礦機(jī)械裝備虛擬拆裝公共服務(wù)平臺(tái)。介紹了平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)、虛擬拆裝現(xiàn)實(shí)資源庫(kù)創(chuàng)建過(guò)程和關(guān)鍵技術(shù)。以平臺(tái)中虛擬拆裝模塊刮板輸送機(jī)中部槽、知識(shí)資源模塊掘進(jìn)機(jī)為例進(jìn)行分析，為校企用戶快速全面地了解煤機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)，研發(fā)新品提供了可靠的平臺(tái)技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：

資源集成；虛擬現(xiàn)實(shí)；公共服務(wù)平臺(tái)

0引言

本文結(jié)合山西省煤機(jī)制造業(yè)所面臨的問(wèn)題，考慮中小企業(yè)資源不足、創(chuàng)新能力較弱的現(xiàn)狀，搭建了煤礦機(jī)械裝備虛擬拆裝公共服務(wù)創(chuàng)新平臺(tái)。解決“資源孤島”，滿足煤礦機(jī)械裝備設(shè)計(jì)與制造單位、用戶單位對(duì)煤礦機(jī)械裝備的科研、設(shè)計(jì)制造、設(shè)備運(yùn)行、功能知識(shí)查詢、結(jié)構(gòu)查詢、拆裝訓(xùn)練、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、動(dòng)作展示等需求，為煤礦機(jī)械裝備企業(yè)和用戶單位提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用效率，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力與技術(shù)創(chuàng)新能力提供有力支撐。

1平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

1.1總體框架設(shè)計(jì)

根據(jù)區(qū)域性行業(yè)需要，滿足山西省中小型企業(yè)對(duì)煤機(jī)資源需求，平臺(tái)總體框架分為3個(gè)部分：服務(wù)模式與方法、集成技術(shù)與方案、運(yùn)行管理模式與機(jī)制。總體框架圖如圖1所示。

1.2功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。平臺(tái)包含3個(gè)子系統(tǒng)：虛擬拆裝與仿真子系統(tǒng)、數(shù)字模型資源子系統(tǒng)、知識(shí)資源子系統(tǒng)。以虛擬拆裝與仿真子系統(tǒng)為主，其他2個(gè)子系統(tǒng)為輔，內(nèi)容涵蓋煤礦采掘設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、提升設(shè)備，礦山水氣等所有礦用設(shè)備的虛擬現(xiàn)實(shí)資源、功能動(dòng)畫(huà)資源、模型資源、圖紙資源、文獻(xiàn)資源、文檔資源、PPT講義資源等。并且每個(gè)母分類(lèi)都有多個(gè)子分類(lèi)以及細(xì)化子類(lèi)供用戶選擇。以煤礦采掘設(shè)備為例，其子類(lèi)包括滾筒采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、液壓支架等。細(xì)化子類(lèi)以滾筒采煤機(jī)為例包括破碎部、截割部、牽引部、機(jī)架等。用戶可以根據(jù)自己需求搜索相應(yīng)的煤機(jī)設(shè)備資源來(lái)線上完成虛擬拆裝，以及學(xué)習(xí)。同時(shí)企業(yè)用戶也可以下載上傳相應(yīng)資源。

2關(guān)鍵技術(shù)

在平臺(tái)的建設(shè)中，需要解決的問(wèn)題有虛擬現(xiàn)實(shí)資源庫(kù)的創(chuàng)建、平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)、平臺(tái)界面的設(shè)計(jì)。建立平臺(tái)時(shí)的軟件系統(tǒng)以及關(guān)鍵技術(shù)如圖3所示。

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)資源庫(kù)的創(chuàng)建

應(yīng)用UG、PRO/E等三維建模軟件對(duì)煤礦采掘設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、提升設(shè)備，礦山水氣等所有礦用設(shè)備進(jìn)行精確建模，并按一定的方法、規(guī)律進(jìn)行歸類(lèi)并導(dǎo)出stl格式。將CAD軟件導(dǎo)出的中間格式文件導(dǎo)入3DMax中，然后應(yīng)用3DMax的功能對(duì)模型進(jìn)行處理，賦予金屬光澤材質(zhì)，規(guī)劃拆裝線路，然后以50幀為基數(shù)逐個(gè)添加每一個(gè)模型的正確拆裝位置并記錄關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，然后分別制作模型拆裝動(dòng)畫(huà)，將制作好的動(dòng)畫(huà)以FBX文件格式導(dǎo)出，導(dǎo)出時(shí)需要設(shè)置參數(shù)，將攝影機(jī)和燈光取消勾選。將從3DMax軟件中導(dǎo)出的.FBX文件導(dǎo)入到Untiy3D中，首先將導(dǎo)入文件由Generic格式改為L(zhǎng)egacy格式，以確保文件能夠在Untity3D中進(jìn)行編輯。在scene界面調(diào)整camera位置以及模型狀態(tài)至最佳，然后制作場(chǎng)景并分別在Web端以及PC端，并按數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的名字對(duì)文件進(jìn)行命名，從而使文件能夠被網(wǎng)頁(yè)端調(diào)用。

2.2后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建

平臺(tái)采用SQLServer2008作為本系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，設(shè)計(jì)虛擬拆裝模塊表、用戶登陸和管理員表、文檔信息模塊表3個(gè)表，虛擬拆裝以及文檔類(lèi)信息模塊如表1所示。以刮板輸送機(jī)為例，其模塊編號(hào)含義如表2所示。編號(hào)1~編號(hào)3為從屬關(guān)系，級(jí)別遞減，編號(hào)1中，數(shù)值1代表采煤機(jī)，數(shù)值2代表掘進(jìn)機(jī)，數(shù)值3代表刮板輸送機(jī)，數(shù)值4代表提升機(jī)，數(shù)值5代表場(chǎng)景。編號(hào)2中的數(shù)值分別代表編號(hào)1中數(shù)值所代表機(jī)械的各個(gè)子部分，編號(hào)3中數(shù)值分別代表編號(hào)2中數(shù)值代表子部分的子部分。編號(hào)4中數(shù)值為000時(shí)代表此數(shù)據(jù)為虛擬拆裝模塊表中數(shù)據(jù)，數(shù)值為001~999時(shí)代表此數(shù)據(jù)為文檔類(lèi)模塊表中文檔類(lèi)數(shù)據(jù)。

3平臺(tái)界面設(shè)計(jì)與實(shí)例分析

打開(kāi)首頁(yè)，在首頁(yè)左下角有2個(gè)用戶幫助:客戶端配置與用戶注冊(cè)須知，仔細(xì)閱讀后進(jìn)行用戶注冊(cè)。正確配置網(wǎng)頁(yè)信息以后登錄，可以瀏覽平臺(tái)的各種資源。點(diǎn)擊虛擬拆裝子系統(tǒng)進(jìn)入二級(jí)頁(yè)面，點(diǎn)選刮板輸送機(jī)-中部槽-虛擬拆分，即可直接觀看拆分視頻。返回主頁(yè)以后，點(diǎn)擊煤礦機(jī)械裝備資源子系統(tǒng)進(jìn)入二級(jí)頁(yè)面，點(diǎn)擊掘進(jìn)機(jī)模塊即可進(jìn)去掘進(jìn)機(jī)文檔類(lèi)資源列表，其中包含掘進(jìn)機(jī)的三維模型、視頻、PPT、文獻(xiàn)等資源，用戶可以根據(jù)自己需求下載。

4結(jié)語(yǔ)

（1）運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提高傳統(tǒng)煤機(jī)裝備設(shè)計(jì)效率，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)資源網(wǎng)絡(luò)共享，在現(xiàn)代化煤機(jī)設(shè)計(jì)中有廣闊的應(yīng)用前景。（2）運(yùn)用Unity3D軟件導(dǎo)出的虛擬現(xiàn)實(shí)資源，不用編寫(xiě)控件就可以在網(wǎng)頁(yè)端實(shí)現(xiàn)，省去了編寫(xiě)控件時(shí)間，同時(shí)避免了控件安裝以及運(yùn)行過(guò)程中的錯(cuò)誤而導(dǎo)致的虛擬現(xiàn)實(shí)資源于網(wǎng)頁(yè)端實(shí)現(xiàn)出錯(cuò)的問(wèn)題。（3）利用虛擬拆裝模塊可以準(zhǔn)確、清晰地展現(xiàn)產(chǎn)品裝配過(guò)程，產(chǎn)品零部件安放位置、次序，對(duì)了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低產(chǎn)品裝配周期、輔助產(chǎn)品研發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。（4）煤礦機(jī)械裝備虛擬拆裝公共服務(wù)平臺(tái)操作簡(jiǎn)單、界面友好、資源信息量大且全面，對(duì)中小型煤炭企業(yè)的設(shè)計(jì)研發(fā)、員工技術(shù)培訓(xùn)以及學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有重要作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］戚天明.從世界礦山機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)談我國(guó)礦山機(jī)械的發(fā)展策略［J］.礦山機(jī)械，2007,35(10)：7-18,4.

［2］王學(xué)文，楊兆建.世界制造業(yè)全球化與中國(guó)制造業(yè)發(fā)展研究［J］.礦山機(jī)械，2005,33(10)：134-137.

［3］陶志勇.煤炭工業(yè)發(fā)展與礦山機(jī)械需求［J］.煤炭技術(shù)，2009,28（4）:9-11.

［4］于潤(rùn)滄.中國(guó)礦業(yè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略思考［J］.中國(guó)工程科學(xué)，2012,14(3)：27-36.

［5］葛鵬飛，蔣翠清，丁勇.面向協(xié)同的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)與業(yè)務(wù)集成研究［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011(12):261-263.

［6］王學(xué)文，楊兆建，丁華，等.煤礦裝備云制造資源服務(wù)平臺(tái)研究與應(yīng)用［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2013,38(10):1888-1893.

［7］趙炎，姚芳.創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化過(guò)程中企業(yè)結(jié)盟的影響因素研究—基于中國(guó)汽車(chē)行業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的分析［J］.研究與發(fā)展管理，2014,26(1)：70-77.

［8］尹超，黃必清，劉飛，等.中小企業(yè)云制造服務(wù)平臺(tái)共性關(guān)鍵技術(shù)體系［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2011,17(3)：495-503.

作者:孫曉存 王學(xué)文 李娟莉 謝嘉成 楊兆建 太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 煤礦綜采裝備山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室單位: