基于半实物仿真与数字仿真的盾构机换刀作业建模与仿真分析方法

作者：姜兴宇,马明宇,齐鹏,刘伟军,马生顺,金义淞

摘要：为实现盾构换刀作业过程的工作负荷评估,换刀作业过程的工效学建模与仿真是关键。基于此,提出一种基于半实物仿真与数字仿真的盾构机换刀作业建模与仿真方法。以UG与Jack为数字仿真平台,构建虚拟换刀作业场景;以盾构换刀实验平台与FAB动作捕捉系统为半实物仿真实验平台,建立盾构换刀实验平台与虚拟仿真映射关系,应用FAB动作捕捉系统采集半实物仿真实验数据,并以关键帧技术实现数字仿真环境下的虚拟人驱动。以盾构换刀试验为例,进行了盾构换刀作业工效学仿真实验,仿真结果表明:仿真的场景与真实换刀情况完全吻合。验证了该方法可以实现真实工况下换刀作业的工效学仿真,为后续的盾构换刀作业工作负荷评估提供了有力的支持。

发文机构：沈阳工业大学机械工程学院 沈阳盾构设备工程有限公司

关键词：换刀作业工效学仿真半实物仿真虚拟人驱动cutter change operationergonomic simulationsemi-physical simulationvirtual human drive

分类号： TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术]