基于Unity 3D的采煤機(jī)虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

石 洋 高志廣 郭 爽

（三一重型裝備有限公司，遼寧 沈陽 110027）

0 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入采煤機(jī)培訓(xùn)系統(tǒng)，可以直觀地展示產(chǎn)品的參數(shù)規(guī)格、功能特性等信息。同時(shí)，采煤機(jī)長期處于地下惡劣的工況環(huán)境中，一旦發(fā)生停機(jī)故障就會(huì)嚴(yán)重?fù)p害企業(yè)利益。因此，在采煤機(jī)無故障運(yùn)行時(shí)，積極展開有針對(duì)性地?cái)?shù)字化虛擬培訓(xùn)尤為重要。

運(yùn)用Unity 3D技術(shù)對(duì)采煤機(jī)虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，通過設(shè)置密碼管理、設(shè)備基本信息、結(jié)構(gòu)展示、工作原理、維修保養(yǎng)、平臺(tái)拓展等模塊，可以為使用者搭建一個(gè)實(shí)時(shí)交互的虛擬環(huán)境，模擬采煤機(jī)在運(yùn)行過程中的狀態(tài)，從而完成全面了解采煤機(jī)以及對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行崗前培訓(xùn)的工作，使員工快速掌握采煤機(jī)的相關(guān)知識(shí)。該文介紹了基于Unity 3D的采煤機(jī)虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程、結(jié)構(gòu)和功能，分析了該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)開展有針對(duì)性的虛擬培訓(xùn)具有重要意義。

1 系統(tǒng)總體方案

采煤機(jī)虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)以Unity 3D引擎作為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，建模工具采用Creo6.0，在Maya中進(jìn)行分級(jí)重組之后，導(dǎo)出FBX格式，然后導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D中，完成培訓(xùn)系統(tǒng)場景設(shè)計(jì)。Unity 3D是由Unity Technologies 開發(fā)的跨平臺(tái)引擎，該軟件具有可視化編程、支持Open GL、支持Direct11以及集成了Phys X3.3物理系統(tǒng)等特點(diǎn)，因此在虛擬現(xiàn)實(shí)仿真領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用實(shí)例。

1.1 系統(tǒng)總體框架

采煤機(jī)虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)采用三層軟件架構(gòu)體系，由顯示模塊、操作模塊以及功能模塊組成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示：1）顯示模塊。搭建采煤機(jī)作業(yè)環(huán)境，在Unity 3D平臺(tái)中對(duì)采煤機(jī)的工作部件進(jìn)行展示和管理。……