大型桥门式起重机模拟器
特种起重机模拟器方案
（1）模拟器组成及工作原理
起重机仿真操作模拟器是一项高技术产品， 融合了起重机动力学、起重机运动学、数字图 像处理、计算机图形学、传感与控制技术、信 息技术、现代起重机操作技术、安全操作规范 等多项学科的技术内容，代表了现代职业教育 的发展方向，是一种绿色环保、无碳排放、低 成本的现代化起重机操作训练及考核的先进技
产品介绍
六自由度运动平台产生与司机 操作和起重机动态特性一致的 晃动(运动),学员身体会感觉到 晃动,
2005-2009年期间,上海港、 天津港、宁波港进口了国外同 类产品, 600多万元/台.
2010年以后,福州港、日照 港、湛江港购买了本公司产品.
产品介绍
中型起重机集成操作训练模拟机 (型号:CK-C-210)
1、模拟器硬件技术组成及技术规格
模拟器主要硬件有：司机驾驶操作台、六自由度支撑运动机构、软件运行服务器、投影系统、教员 监控台。
1.1司机操作台就是根据实际起重机驾驶操作台改造而成，大小尺寸与实际一致；操作台上的仪表、 开关、指示灯等可根据仿真训练起重机的不同类型快速更换。
1.2司机室支撑运动机构为电动缸式六自由度运动控制平台。其中，伺服电机：松下；丝杠：PMI；轴 承：NSK；运动控制卡：台湾凌华；电动缸：海通；传感器：欧姆龙；同步带：麦高迪。
娱乐、教育及艺术方面的应用占据主 流，其次是军事与航空、医学、商业， 另外在可视化计算、制造业等方面也有 相当的比重。
在特种职业的技能和安全意识培训方 面潜力巨大。
各种培训模拟设备：常用起重机操作 训练模拟机、船舶操作模拟机、叉车操 作训练模拟机等。
• 其他类型的系统仿真
(1)连续系统仿真
机械设备、控制装置等为该类系统， 解决该类系统的设计、制造问题。
门式起重机的虚拟样机建模与动力学仿真
收 稿 日期 ：０ ０—０ ２１ ８—１ ０
作 者 简 介 ： 淑娟 （９ １ ） 女 ， 西 定 襄 人 ， 师 ， 士 ， 要 从 事 机 电 液 控 制技 术方 面 的研 究 郑 １８ 一 ， 山 讲 硕 主
ｌ２ Ｏ
华
北
水
利
水
电
学
院
学
报
２１ 年 １ ００ ０月
为 了研 究 小 车 在 不 同速 度 和 加 速 度 的 运 行 状 态
到主梁 的另一 端．
及 动力仿 真分 析．
为 了简化建 模过 程 ， 门机 中的倒 角 、 将 圆角和螺 钉 等省 略． 先分别 建 立 门机 的横 梁 、 门腿 、 梁 和横 主 梁， 最后进 行装配 ， 配 成 一个 比较 完整 的 门机 ． 装 装 配好 的 门机模型 如 图 １ 示 ． 所
中图 分 类 号 ： Ｐ ９１９； Ｈ １ ． Ｔ３ ． Ｔ ２３５ 文献 标 志 码 ： Ａ
门式起重 机是 水 电站 最 重要 的设 备 之一 ， 它具
有起升 吨位大 、 坝顶 上 行走 的特 点 ， 现拦 污 栅 、 在 实 闸门启 闭及在 坝面上 转移 ， 水 电站首选 起重设 备 ． 是 门式 起重机 的安 全运 行 对 于 电站 高 效 、 安全 运 行 尤 其重 要 ， 因此对 门式起 重机 的要求越来 越 高 ， 门机 对 动态 特性 的研究也 引起 了更多 的关 注．
文 章 编 号 ：０ ２— ６ ４ ２ １ ） ５— １ １ Ｏ １０ ５３ （０ ０ ０ ０ ０ 一 ３
门式 起 重 机 的虚 拟 样 机 建 模 与 动 力 学 仿 真
郑 淑娟 ，贾建 涛
（ 北 水 利 水 电学 院 ， 南 郑 州 ４ ０ １ ） 华 河 ５ ０ １
基于Hypercrash的门式起重机吊物碰撞刚性支腿仿真分析
Ｔ ｈ ｅ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｄ ｏ ｏ ｒ Ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ’ Ｓ Ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ Ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ
ｗｉ ｔ ｈ Ｒｉ ｇ ｉ ｄ Ｌ ｅ ｇ ｓ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｈ ｙ ｐ ｅ ｒ ｃ ｒ ａ ｓ ｈ
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Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｄｏ ｏ ｒ Ｃｒ ａ ｎ ｅ ； Ｃｒ Байду номын сангаас ｓ ｈ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｈｙ ｐ ｅ ｒ ｃ ｒ ａ ｓ ｈ； Ｒｉ ｇ ｉ ｄ Ｌｅ ｇ
１ 引 言
门式起重机具有结构复杂 、 起重量大 、 跨度大 、 工作环境 恶
２ 碰撞 有 限元 理论 基 础
ＸＩ Ａ Ｍｉ ｎ ｇ － ｒ ｕｉ ，ＹＩ Ｎ Ｃｈ ｅ ｎ － ｂ ｏ，ＭＡ Ｆｅ ｎ ｇ
起重机仿真模拟训练器
MasterLiftTM起重机仿真训练器简介起重机训练系统能帮助港口公司有效降低训练成本，使司机的操作更加安全，高效。
我们在当今市场投放的仿真训练器，其硬件架构采用最先进的商业技术，保证了系统的可靠性并且能升级为更高性能的配置。
而基于物理模型的动态起重机模型则能产生最大的沉浸感和真实性。
在过去的三年中，我们已经为不同领域的国内外客户提供了89套仿真训练器。
除了一部分客户定制的系统和相关的软件，文档中所提到的系统和技术都已经成功开发。
每天，我们的训练器为用户提供安全的训练，增加码头的效率。
而集成到训练环境中的仿真训练器则能发挥最大的效果，能立即产生明显的效益。
我们精通仿真，在过去的12年里，公司投入高昂的费用和精力开发先进的人在回路型仿真训练器。
有以下公司使用过我们的产品，简要如下：●法国马赛港－MasterLift TM码头门式起重机/悬臂起重机/跨运车/塔吊训练系统●纽约/新泽西港－跨运车，码头门式起重机，轮胎式龙门集装箱起重机（RTG）仿真训练器●法国勒阿弗尔港－MasterLift TM跨运车仿真训练器●洛杉矶/长滩港－MasterLiftTM码头门式起重机，轮胎式龙门集装箱起重机（RTG）仿真训练器●德国汉堡港－MasterLift TM码头门式起重机仿真训练器●比利时安特卫普港－MasterLift TM跨运车, 码头门式起重机, 悬臂起重机仿真训练器●南安普顿大学国防后勤学院－MasterLift TM起重机训练系统（2套）●美国海军－MasterLift TM起重机仿真训练系统（10套）●美国海军－MasterLift TM起重机仿真训练系统（12套）●国际操作工程师联盟- MasterLiftTM起重机仿真训练系统（28套）●TIC公司－MasterLift TM起重机仿真训练系统●Manitowoc起重机公司－MasterLift TM起重机仿真训练系统●Harry Lundeberg航海技术学院－MasterLiftTM起重机仿真训练系统●美国陆军－MasterLift TM起重机仿真训练系统●塔科马港－MasterLift TM起重机仿真训练系统（2套）●美国陆军－MasterLift TM起重机仿真训练系统（12套）仿真训练器我们可以在客户的预算之内，根据他们的需要提供全定制的训练系统。
起重机仿真培训系统技术方案(纯方案,18页)
7、招标货物清单及技术规格7.1 投标货物概况7.2 货物的技术规格及商务条款·技术规格：起重机模拟机硬件组成及技术规格模拟机主要硬件有：司机驾驶操作联动台、软件运行服务器、投影系统、教员监控台。
司机操作联动台就是根据实际起重机驾驶操作联动台改造而成，大小尺寸与实际一致；操作联动台上的仪表、开关、指示灯等可根据仿真训练起重机的不同类型快速更换。
软件运行服务器配置：CPU i5，内存2G，显卡512MB，硬盘：500G。
投影系统为环绕式环绕图象显示面积不小于4×50英寸；投影幕布位可于司机操作联动台的正前方、正下方、左侧和右侧；如有正下方，则正下方的投影硬件支持立体图象显示。
投影仪：工程投影机，配置超短焦距镜头，分辨率为1280×1024，亮度为3500Lum，视景效果连续，拼接完整，在操作座椅上观察与现实中的视觉效果一致。
投影幕布为背投成像方式。
模拟机组合形式为拆装式；模拟机整体布置占地面积一般不超过30平方米，最大高度不高于2.2米。
教员监控台主要用于实时监控学员的学习状况、设定训练参数，包括：训练记录、设定训练内容及难度，控制整个模拟机运行的开关等。
模拟机软件技术功能起重机模拟机软件主要由仿真训练软件、考核软件、教学管理软件、环绕视景显示控制软件、操作台及其监控软件等组成。
仿真训练软件要求具备的技术性能必须具备港口岸边集装箱桥式起重机、门座式起重机、通用桥门式起重机三类起重机的训练功能；可在一定范围内设置或改变起重机的速度参数岸边集装箱桥式起重机（起升速度：40－180m/min；起重小车行驶速度：30－350m/min；大车行走速度：10－50m/min；岸边集装箱起重机前伸臂俯仰时间：小于6分钟）；通用桥门式起重机（起升速度：20－180m/min；小车行驶速度：30－350m/min；大车行走速度：10－120m/min；可在指定区域进行轮胎90度角旋转，然后行走）；门座式起重机（旋转速度：0－2r/min；变幅速度：5－25 m/min；起升速度：30－180m/min；大车行走速度：10－40m/min）；天气条件设置的无级化功能晴天——多云——阴天——小雨——中雨——大雨，雷电,无级可调；风力：无风至6级，无级可调，风向可变；雾：无雾——小雾——大雾，无级可调；白天——夜晚，无级可调。
桥门式起重机模拟器技术参数
通用桥门式起重机实训模拟机技术参数
1概述
通用桥门式起重机模拟器是我公司根据最新的桥式起重机驾驶员培训大纲和最新的
驾驶模拟器行业标准（JT/T398-2005）开发而成的最新产品，驾驶座舱进行了大量技术创新和改进，并配置了最新研发的“ZKQD-01桥式起重机模拟软件1.0”版，该软件提供丰富、逼真的各种操作课题及功能，为桥式起重机培训学校首选教学设备。
通用桥门式起重机模拟器系统包括桥门式起重机模拟器操纵台、计算机主机、显示系统及控制系统组成；该模拟器软件系统由基本实操考核仿真、实训练习操作、司机室环境模拟等模块组成，具备桥门式起重机理论教学、实操教学与考核功能。
1）安全性高，杜绝了培训事故的发生，降低了培训风险；
2）培训质量高，应用计算机仿真软件，通过人机交互方式，可实现作业过程中各种工作状况、天气状况的模拟，并可进行各种特殊工况和事故处理能力的全面技能培训，从而大大缩短培训周期，提高培训质量；
3）经济性好，不影响特检院正常工作，大大减少相关企业在培训工作中的人力物力消耗，降低培训费用；
4）功能强，通过对仿真软件及硬件的维护和扩充，可适应行业不断发展的要求。
2 系统组成
软件系统：软件系统包括理论学习、实操训练和实操考核。
硬件系统：硬件系统为通用桥门式起重机模拟器操纵台、控制系统、显示系统和计算机主机设备。
虚拟场景与硬件系统互动，硬件相应的控制动作在虚拟场景中实时展现，虚拟场景动作与硬件控制相符。
3桥式起重机操作教学仪模拟技术参数
课题参考图片
课题示例图片。
门式起重机抗风模拟检测装置的设计
可 。大 车 左 侧 风 载 模 拟 装 置 的 原 理 图 如 图 １
所示 。
要 求 。在 实 际工 作 过 程 中 ，很 难 有 效 地 对 门 机 抗 风 防滑 能 力做 出准 确 判 断 ， 为 了确 保 户外 门 机 的
ｔ ｕ ｓ ， ｗｉ ｔ ｈ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｙ ｓ ｈ ｏ ｉｎ ｗ ｇ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ａ ｎ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｉ ｓ ｆ ｌ ｅ ｘ ｉ ｂ ｌ ｅ
摘 要 ：为了解决 门式起重机抗风 防滑能力检测 困难 的问题 ，研 制开发 了一套模 拟风载 荷的检测 装置 。检
测 装置通过传感器采集信号 ，显示器显示加载 的载荷 和起重 机 的加 速度 ，实 时检测起 重机 的状态 。检测装 置充 分考虑不同环境和用途 的特 点 ，使用灵活 、方 便 、实时性强 。
对 门机抗 风 防滑 能 力 的 检 测 和 监 管 提 出 了更 高 的
完 全 相 同 ，大 车左 侧 的模 拟 装 置 由推 力 施 加 机 构 及 推力 与 加 速 度检 测 装 置 组 成 ，而 右 侧 的模 拟 装 置 只 由推 力 施 加机 构 及 推 力 检 测 装 置 组 成 ，因 为
５ ．钢 板 ７ ．大 车 ８ ．加 速 度 传 感 器 ９ ．磁 力 座
１ 检 测 装 置 工 作 原 理
门机 大 车 为 双 轨 运 行 ，为 了模 拟 实 际 风 载 荷 ，需 在 两 侧 轨 道上 方 分 别 安 装 １套 风 载模 拟
桥(门)式起重机安全操作规程
桥（门）式起重机安全操作规程桥（门）式起重机是一种常见的起重设备，用于搬运和吊装重物。
为了保证操作过程中的安全性，需要制定相应的安全操作规程。
以下是桥（门）式起重机安全操作规程的详细内容：一、操作人员安全要求：1. 操作人员必须持有有效的起重机操作证和特种设备作业证，并经过专业培训和合格考试。
2. 操作人员必须严格遵守安全操作规程，不得饮酒、吸烟或服用药物，确保身心状态良好。
3. 操作人员必须熟悉起重机的操作控制系统、安全装置和紧急停机装置的使用方法，并能够准确判断和处理突发情况。
4. 操作人员必须穿戴符合要求的个人防护装备，包括安全帽、防护眼镜、耳塞、安全鞋等。
二、起重机安全检查：1. 操作人员在上岗前必须对起重机进行全面的安全检查，包括检查起重机的主要部件、钢丝绳、制动器等设备的运行状态。
2. 检查吊具是否完好，吊钩是否有磨损或变形。
3. 检查起重机的电气设备是否正常，接地是否良好。
4. 检查起重机的润滑系统是否正常，是否存在漏油现象。
5. 检查起重机的安全装置是否完好有效，如限位开关、重载保护装置等。
三、起重物安全要求：1. 在起重过程中，操作人员必须确保起重物稳固，不得超过起重机的额定载荷。
2. 在起重物悬吊过程中，不得允许员工在离起重物悬吊区域内工作或通行。
3. 在起重物吊卸过程中，操作人员必须先进行试吊，确保吊具和起重物的稳定性和安全性。
4. 当起重物高度接近地面时，操作人员必须注意地面的平整度和承载能力，确保起重物安全放置。
5. 起重物吊卸完成后，操作人员必须确保吊具放置在安全可靠的位置，避免对他人造成意外伤害。
四、操作规程：1. 操作人员在操作起重机前必须先发出警告信号，通知周围人员注意并保持安全距离。
2. 操作人员在启动起重机前，必须确认起重机的运行通道和工作区域没有障碍物，并确保起重机的运行平稳。
3. 操作人员在操作起重机时，必须保持专注，并密切关注起重机的运行状态和负荷情况。
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大型桥门式起重机模拟器
1.桥门式起重机模拟器简介
桥门式起重机仿真操作模拟系统是一项高技术产品，融合了起重机动力学、起重机运动学、数字图像处理、计算机图形学、传感与控制技术、信息技术、现代起重机操作技术、安全操作规范等多项学科的技术内容，代表了现代职业教育的发展方向，是一种绿色环保、无碳排放、低成本的现代化起重机操作训练及考核的先进技术。
港口起重机综合模拟系统能提供一个基于虚拟现实原理合成的虚拟工作环境的全三维图形显示。
在模拟系统中，起重机操作员将坐在一个由真实、互动的世界全面围绕的驾驶室内。
起重机模拟系统结合了可视化信息与声频技术，能对真实的工作环境进行了十分逼真的模拟。
系统根据港口特种设备安全培训与操作技能训练的实际情况需求，充分利用虚拟现实及智能控制技术，以提高学员的实际操作技能，提高教学培训的安全性，促进节能减排的成效。
2.系统组成
大型桥门式起重机操作模拟系统一般由驾驶室、教员台控制系统、三维成像视景系统、、六自由度运动平台、动力学数学模型和PLC逻辑控制系统、音响系统、教学投影系统、网络通讯系统等模块组成。
其工作原理如图1－1所示。
图1－1仿真系统工作原理图
1）.驾驶室操作系统
采用真实码头大型设备驾控司机操作工作界面及真机仿真的方式设计制作。
2）.教员台控制系统
采用先进的运动器控制，完全仿真按1：1设计，与真实设备的驾控操作器械完全一致。
教师或管理人员可以远程维护模拟器，设置各类参数和考试科目，设置故障考核点，实时跟踪训练轨迹，记录训练全过程及结果考核，并能回放训练过程，可发现需改进动作训练及方法等。
其中，教员台控制系统为整个仿真系统的控制者，各个部分的运作可由它通过发送命令数据来控制，同时它也是数据传输的中转站。
教员台系统接受来自系统网络的数据，包括来自操纵台的数据，并实时发送给视景系统以通过动力学模型来驱动视景。
同时它接受视景系统的反馈信息，并实时反馈信息和直接实时控制信号，以达到控制操作联动台及运动平台的目的。
视景系统、音响系统用来产生图像和声音，座椅振动控制系统模拟实际振动。
驾驶室内有操作联动台、投影屏等用于训练操作。
数据采集系统直接与操纵台、运动平台相联，在控制两者的同时，接受它们的信息反馈。
3）.三维立体图像视景系统
通过该模块实现三维立体成像，大大提高临场感，使训练人员产生身临其境的感觉，同现实比例的画面效果，提高了系统的仿真度。
4）.动力学模型
模拟起重机的各种物理特性，包括提升、晃动，碰撞等，可以通过调整重力、摩擦力、速度、起什速度等参数，模拟各厂家型号的起重机。
5).信号采集和运动控制器逻辑控制系统：
模拟实际工作中的电气参数指标，采集指令控制器、按钮等信号，并同时反馈到软件系统及指示灯系统。
采用高速芯片，性能指标高，稳定性强。
3.大型桥门式起重机仿真操作模拟功能
3.1大型桥门式起重机仿真操作模拟系统的主要功能
模拟器能一机多用，具有下面两种起重机的训练功能，并可再扩展其他机型的训练功能：
a.门式起重机；
b.通用桥式起重机。
还可扩展其他机型：
1）.岸边集装箱桥式起重机；
2）.桥式抓斗卸船机；
3）.门座式起重机；
(2)起重机驾驶操作环境应取自于大型港口典型场景和大型工业企业
厂房车间，环境高度逼真，座椅及操作联动台应与实际起重机司
机驾驶室一样，与实际驾驶操作方式环境相一致。
(3)模拟器可生成不同气候条件的训练工况；
(4)模拟器的司机驾驶台可完成六自由度空间仿真运动，其动态特性与
模拟对应的实际起重机一致；
(5)模拟器具备良好的兼容性和可扩充性，为以后增加其他类型起重机
的训练软件，可不需要增加或改变主要的硬件配置；
(6)模拟器可进行起重机司机考试，考核程序和内容符合国家或行业标
准，并可根据考核程序的变化而稍做调整；
(7)模拟器的视景具有普通三维和立体两种显示功能，普通三维培训司
机基本操作技能，立体视景培训司机的空间定位感觉，可供用户
自行选择使用；
(8)模拟器设计思想要新颖、设计目标要明确，针对起重机司机的培训
和考核，要求系统硬件组成简单，便于管理维护，应具有较高的
可靠性、较好地稳定性，使用方便。
(9)装卸作业实操时，各作业环节应在操作界面上作全程数据化的呈现。
(10)相关模拟碰撞的声音效果能最大限度衔接画面，并体现各种真实
化的效果。
(11)整台设备最大限度的人性化，真实化模拟指定起重机类型，操作
真实，方便，安全。