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基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计

胡自飞 文国军 王玉丹 赵权 夏雨

胡自飞, 文国军, 王玉丹, 赵权, 夏雨. 基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计[J]. 地质科技通报, 2020, 39(3): 222-226. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0325
引用本文: 胡自飞, 文国军, 王玉丹, 赵权, 夏雨. 基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计[J]. 地质科技通报, 2020, 39(3): 222-226. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0325
Hu Zifei, Wen Guojun, Wang Yudan, Zhao Quan, Xia Yu. Design of virtual training system for core drill based on Unity3D[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(3): 222-226. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0325
Citation: Hu Zifei, Wen Guojun, Wang Yudan, Zhao Quan, Xia Yu. Design of virtual training system for core drill based on Unity3D[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(3): 222-226. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0325

基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0325
基金项目: 

中国地质大学(武汉)实验技术研究项目 SJ-201813

详细信息
    作者简介:

    胡自飞(1993-), 男, 现正攻读机械工程专业硕士学位, 主要从事虚拟现实、自动控制研究。E-mail:693287638@qq.com

    通讯作者:

    文国军(1978-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事CAD/CAM、工程地质装备方面研究。E-mail:wenguojun@cug.edu.cn

  • 中图分类号: TP391.9

Design of virtual training system for core drill based on Unity3D

  • 摘要: 大型岩心钻机价格昂贵、操作工序复杂且十分危险,导致传统的培训技术难以高产出操作纯熟的技术人员,同时传统的培训技术以理论学习与直接上机相结合,如此跨越式培训增加了岩心钻机损坏与报废的风险,也提高了培训者自身门槛。基于此,提出了基于Unity3D的岩心钻机虚拟实训系统设计方案,并以XY-4型岩心钻机为例,采用SolidWorks与Maya联合建模、Unity3D进行软件系统开发。Unity3D可模拟出真实工作场景,让系统使用者有身临其境的感觉。实训系统设置4个学习场景:认知视频学习、操作要领学习、单步训练以及整体训练,操作知识环环相扣,人与场景融为一体。

     

  • 图 1  Unity3D系统开发流程

    Figure 1.  Unity3D system development process

    图 2  XY-4型岩心钻机模型示意图

    1.卷扬机; 2.分动箱; 3.回转器; 4.油压卡盘; 5.液压操作系统; 6.变速箱; 7.离合器; 8.动力机

    Figure 2.  Schematic diagram of the XY-4 core drill model

    图 3  岩心钻机虚拟实训系统UI素材

    Figure 3.  Core drill virtual training system UI material

    图 4  系统各场景示意图

    Figure 4.  Schematic diagram of each system

    图 5  贝塞尔曲线点

    Figure 5.  Bezier curve point

    图 6  碰撞检测逻辑

    Figure 6.  Collision detection logic

    图 7  系统运行流程图

    Figure 7.  System operation flow chart

    图 8  培训者实操图

    Figure 8.  Trainer′s actual operation diagram

    表  1  钻机部件交互运动C#伪代码

    Table  1.   Rig component interaction motion C# pseudo code

    C#伪代码
    坐标移动
    <summary>
    <param name="trans">需要移动的对象</param>
    <param name="dir">方向</param>
    <param name="speed">速度</param>
    void PosChange(Transform trans, Vector3 dir, float speed)
    {
    trans.position += dir * Time.deltaTime * speed;
    }
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2019-02-27

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