第28卷第5期 2015年9月
文章编号：1002-6673（2015）0507203
机电产品开发与制新
Development & Innovation of Machinery & Electrical Products
基于人机交互的液压支架运动状态仿真研究
李阿乐，郑晓雯，陈雪婷，李伟
（中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院，北京100083）
Vol.28,No.5 Sep.,2015
摘要：为了动态地、实时可交互地观察和监控液压支架的工作状态，利用Unity3D虚拟现实软件建立一
液压支架的运动状态仿真系统。在经过Pro/E对液压支架各本部件进行三维建模及装配，并通过 3dsMax的演染以增加其真实感，然后导入Unity3D虚拟现实软件中，结合面向对象的编程技术，使模型具备位姿和状态参数驱动的功能，最终完成了液压支架的运动状态仿真，可达到人机交互和实时操控的通真效果。
关键词：虚拟样机；Unity3D；液压支架；运动状态仿真；人机交互
中图分类号：TP317
文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2015.05.027
Study of Movement State Simulation of Hydraulic Support Based on Human-computer Interaction
LI A-Le, ZHENG XicoWen, CHEN XueTing, LI Wei
(School of Mechanical, Electronic and Information Engineering China University of Mining and Technology(Beijing, Beijing 100083, China) Abstract: In order to observe and monitor the working state of hydraulic support dynamically and interactively, a motion state simulation system of hydraulic support was built by virtual reality sofware Unity 3D. Through Pro/E, all components of hydraulic support were mod cled and assembled in 3D, The model of hydraulic support was rendered in 3ds Max to increase the sense of reality, Then, the model of hy-odquaaqpooouauod paaooaoaoaunpaodsodnsan sition and state parameters in Unity 3D. Final, the motion state simulation of hydraulic support was completed, which can achieve a realistic effect by humancomputer interaction and realtime controlling
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0引言
随着虚拟现实技术以其所带来的身临其境的逼真效果逐渐被应用到计算机辅助工业设计，它使得人们不再满足于像以往一样观察产品固定的、静态的图像或文字信息，而是对具有动态的、三维的、实时可交互的三维虚拟仿真系统具有十分迫切的需求，作为开发虚拟产品的Unity3D虚拟现实软件就是非常好的一个平台。目前，无论在国内还是国外，利用Unity3D来开发产品的虚拟展示系统和地面的浸游系统都已经得到了非常普遍的应用-7,因此用Unity3D来开发煤矿综采工作面液压支架的运动状态仿真系统，可以实现其他三维建模软件所不具备的动态交互功能。本文在Windows平台下，利用Unity3D虚拟现实开发软件和Pro/E三维建模软件，修稿日期：2015-07-03
项目来源：中央高校基本科研业务费专项资全(2010YJ09）
作者简介：李阿乐(1992-），湖北仙杭人，现为中国矿业大学
(北京)机械制造及其自动化专业硕士研究生。 72
万方数据
并结合JavaScript和C#语言来编写实现交互的程序，完成了形象逼真的、数据量小的、实时可交互的液压支架运动状态仿真系统。
1液压支架零部件三维建模和装配
由于Unity3D虚拟现实软件平台不具备构建复杂几何模型的功能，因此本文采用Pro/E三维建模软件对液压支架进行三维建模，研究对象为Z74400/17/35型四柱支撑撬护式液压支架。
在三维建模软件Pro/E的零件模块中对液压支架的主要组成部分，即底座、立柱、立柱缸、前后连杆、顶梁、掩护梁等进行三维建模，再在该软件的装配模块中，按照它们之间正确的装配关系进行装配得到整体液压支架的三维模型，即将所建立好的液压支架底座模型作为下一步要装配的整机模型的第一个基础零件加载到工作区里面，此时底座默认被添加为固定的属性。按照底座和四个连杆、四个立柱缸之间的装配关系，依次调人这些零件的模型并把它们装配到底座上，其他零部件