论文部分内容阅读
计算机图形图像技术已经迅速渗透到人类生活和社会发展的各个方面,在工业检测、高空侦察、制导、文件处理、动画、虚拟现实、生物医学、计算机辅助设计等方面都得到越来越多的应用。将计算机图形图像技术应用于反铲挖泥船,可以实时地显示挖泥船机械手在水里的位姿,辅助操作者操作、提高挖掘效率、降低劳动强度。这方面的研究在国内还很少人去做,在国际上研究的人也不多。这也是本论文的意义所在。本人的主要研究工作是基于VB6.0环境下OpenGL的反铲挖泥船图形实时显示和提升机构自动控制模拟、挖掘后自动提升数值模拟。研究对象是广州航道局的“浚峰”反铲挖泥船。
首先,在VB6.0环境下封装一个调用OpenGL的类模块,只要调用该类模块就可以在VB环境下很简单地调用OpenGL图形接口进行图形编程,对于VB工作者来说,在VB环境下进行图形编程达到事半功倍的效果。
其次,在VB6.0环境下调用OpenGL图形接口,利用OpenGL的双缓存动画技术,编写出反铲挖泥船图形实时显示的软件,结合采集上来的角度信息(本软件预留了关键的几个角度参数接口),该软件可以真实地、实时地显示水中工作的反铲挖泥船的机械手的位姿,动态地显示斗尖的坐标和其他参数,从而可以辅助操作者作业,提高作业效率和降低劳动强度。该软件还可以通过对键盘上不同的键来控制反铲挖泥船图形的动作,达到在对“浚峰”反铲挖泥船按照调试之前就可以在计算机上进行模拟的效果。
最后,硬件上在“浚峰”号液压系统基础上进行改造;软件上提出铲斗挖满后自动提升的两种典型路径,考虑实际情况(如提升过程中的惯性问题等),在反铲挖泥船图形实时显示软件上进行提升模拟测试,把时间测试结果进行对比,最后得出实际中应该选择哪种自动提升路径的结论,可以更好地提高提升效率,从而提高工作效率。解决了由于超长臂反铲工作装置的动臂提升能力有限,不能在中长距离正常提升和作业效率低下的问题,同时解决了铲斗在提升过程可能会跟船体或者前面的定位桩干涉碰撞的问题,也加入了动臂、斗杆和铲斗液压油缸活塞的运动限位控制算法,可以在程序界面上设置液压油缸活塞的运动极限位置,从而避免其相对应的液压油缸由于运动到极限引起活塞与油缸端盖碰撞产生震动、破坏等问题。操作者也可以根据实际需要取消液压油缸运动限位的设置。