一种陆地钻机虚拟装配系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种虚拟装配系统，具体来说，涉及一种陆地钻机虚拟装配系统。
【背景技术】
[0002]钻机属于工程机械，工程机械的安全生产不仅直接影响机械的使用寿命，而且关系到人民生命财产的安全。因此必须贯彻“安全第一，以人为本”和“安全第一，预防为主”的方针。由于技术水平的限制，井场设备安装、拆卸过程中的问题非常突出。如何提高设备使用者技能水平，避免因操作不当造成的设备损坏，减少事故发生，是公司目前必须解决的紧迫问题。
[0003]在钻井完成后，需要将井场设备如底座、井架、泥浆泵、防喷器组等进行拆卸，搬运到其他钻井现场，并进行安装，以便开始新的钻井作业。在设备安装和拆卸过程中，必须遵循一定的操作规程和技术要领，才能保证设备的正确安装、正确拆卸和安全使用。
[0004]然而，目前设备使用者的操作规程和技术要领主要是通过厂家提供的说明书和培训获取，而操作技能则是靠经验的积累和师傅的传授，这些方式往往存在以下问题:实践机会有限，难以提高技术水平:由于钻井作业的特殊性，钻井设备的拆卸和安装等工作往往要几个月，甚至一年才进行一次，操作人员很难通过实际操作积累各种经验。另外，在设备安装、拆卸过程中，事故发生的几率相对较小，个体对事故的处理经验极为有限，对事故的判断、处理能力很难在实际的生产活动中积累和提高。一旦突发事故，往往由于缺乏经验和处理能力，造成重大生命和财广损失。
[0005]相对于实物试验，虚拟装配试验具有成本低等优点。因此，建立起具有虚拟仿真功能并具有自主知识产权的功能仿真平台是非常有意义的，可以为实际装配过程提供非常良好的辅助功能。并且可以一定程度上为陆地钻机装配操作人员提供具有视觉沉浸感的施工培训平台。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种陆地钻机虚拟装配系统。
[0007]一种陆地钻机虚拟装配系统，其中包括作为顺序选择模块的I号计算机、作为位置选择模块的2号计算机以及作为装配过程展示模块的3号环幕动画机以及与动画机连接配合输出动画的投影环幕:
[0008]其中在顺序选择模块中具有虚拟仿真主模块，包括:立体模型库、立体驱动引擎、数据库和人机交互模块；所述立体模型库是存储有环境立体模型与陆地钻机立体模型的立体模型库，所述立体驱动引擎是用来驱动立体模型并将数据信息输送给位置选择模块的立体驱动引擎，所述数据库是用来存储陆地钻机设备零件参数和部件信息的数据库，所述人机交互模块是用来接受输入与展示输出的人机交互模块；所述的人机交互模块，还用于接受所述零件参数和部件信息，并将接收到的所述零件参数和部件信息存入所述的数据库；还用于接受操作人员发出的指令，并调用所述数据库中的所述零件参数和部件信息，并将该零件参数和部件信息和该指令一并发送给所述的立体驱动引擎；
[0009]其中在位置选择模块中具有位置判断模块，在位置选择模块中，每个零部件都设定多个参考位置来供操作员进行选择，参考位置为半透明的应装配物体，其中只有一个位置为正确位置，当收到I号机的数据后由位置判断模块进行判断，并显示出该物体的几个参考位置，选择正确后向3号环幕动画机发送数据信息，选择错误则发出错误提示信息；
[0010]其中在装配过程展示模块中具有数据处理模块和动画播放模块，其中数据处理模块用于提取动画数据并输送到动画播放模块和将动画播放完毕的信号数据回传给顺序选择模块，动画播放模块用于将动画信息传送到投影环幕。
[0011]本发明的有益效果是:
[0012]用户可通过本系统在虚拟现实环境中实现具有沉浸感的模拟陆地钻机真实装配情况，进行陆地钻机装配过程的动态仿真。本系统可以为陆地钻机装配过程的动态进展以虚拟现实的方式提供良好展示，可以为装配人员提供拟实性远好于工艺规划文件的工程作业辅助，这对于陆地钻机装配过程来说是非常有意义的。另外，本系统并可用于对陆地钻机操作手进行虚拟操作培训。该系统可以模拟真实的装配过程，进行陆地钻机装配过程仿真并可用于对陆地钻机装配操作人员进行虚拟操作培训。相比在实际装配过程中对操作人员的装配培训，本发明具有成本低且培训方便的优点。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的系统总体流程图
[0014]图2为本发明的顺序选择部分程序框图
[0015]图3为本发明的位置选择部分程序框图
[0016]图4为本发明的装配展示部分程序框图
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图进一步描述本发明的技术方案:一种陆地钻机虚拟装配系统，其中包括作为顺序选择模块的I号计算机、作为位置选择模块的2号计算机以及作为装配过程展示模块的3号环幕动画机以及与动画机连接配合输出动画的投影环幕，如附图1所示:
[0018]其中在顺序选择模块中具有虚拟仿真主模块，包括:立体模型库、立体驱动引擎、数据库和人机交互模块；所述立体模型库是存储有环境立体模型与陆地钻机立体模型的立体模型库，所述立体驱动引擎是用来驱动立体模型并将数据信息输送给位置选择模块的立体驱动引擎，所述数据库是用来存储陆地钻机设备零件参数和部件信息的数据库，所述人机交互模块是用来接受输入与展示输出的人机交互模块；所述的人机交互模块，还用于接受所述零件参数和部件信息，并将接收到的所述零件参数和部件信息存入所述的数据库；还用于接受操作人员发出的指令，并调用所述数据库中的所述零件参数和部件信息，并将该零件参数和部件信息和该指令一并发送给所述的立体驱动引擎；
[0019]具体地，顺序选择模块中的立体模型库中的模型包括钻机底座部分、井架部分以及灌区三大部分类型；在所述数据库中，对陆地钻机所有的零部件进行能够编号处理，例如:第一个组装的物体编号为1，依次类推；操作员通过人机交互模块选中立体模型库的部件时，立体驱动引擎驱动并显示该立体模型，并对用户输入进行正确与否的判断，如果用户选择的物体不为编号I时需要对其进行提示，输出顺序选择错误的文字信息，如果选择正确，则有立体驱动引擎将部件的数据信息以及物体编号传送给位置选择模块，如附图2所示;
[0020]其中在位置选择模块中具有位置判断模块，在位置选择模块中，每个零部件都设定多个参考位置来供操作员进行选择，参考位置为半透明的应装配物体，其中只有一个位置为正确位置，当收到I号机的数据后由位置判断模块进行判断，并显示出该物体的几个参考位置，选择正确后向3号环幕动画机发送数据信息，选择错误则发出错误提示信息。
[0021]具体地，位置选择模块根据I号机的物体的数据编号来生成3个选择位置，并在模块中形成I个阵列，阵列的第一列为该物体编号，第二列为3个透明物体的Group。第3列为该物体本身，第4列为特殊情况下显示的物体，第5列为特殊情况下消失的物体，第6列为GROUP中的正确答案，第7列为步骤数。收到数据后位置选择模块找出该编号的对应行然后提取出第2列数据(group)进行显示或隐藏操作。在位置判断模块中，预存有标准井架各部件的安装位置参数，在选中参考物体后，从上述阵列中提取正确答案的名称，即第6列中的数据，判断其与预存的安装位置参数是否相等，如果相等，则从阵列中提取第3列数据以显示物体本身，并将其编号发送到3号环幕动画机进行外显，如果不相等，则弹出对话框，提示用户选择错误，如附图3所示。
[0022]其中在装配过程展示模块中具有数据处理模块和动画播放模块，其中数据处理模块用于提