ZJGKDD01-土壓盾構(gòu)機(jī)仿真模擬實(shí)訓(xùn)裝置
盾構(gòu)機(jī)仿真模擬實(shí)訓(xùn)裝置選用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)原型作為制作藍(lán)本，按比例設(shè)計(jì)加工制作；通過觀摩學(xué)習(xí)與操作演示、數(shù)據(jù)測(cè)試模擬，適用于大中專院校教學(xué)實(shí)驗(yàn)、培訓(xùn)等多層次課堂實(shí)訓(xùn)教學(xué)，培養(yǎng)復(fù)合型、交叉型的人才。
設(shè)備集演示實(shí)訓(xùn)教學(xué)、三維虛擬仿真培訓(xùn)系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)了仿真模擬通過計(jì)算機(jī)操控演示得到各系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行控制功能。含品牌PLC智能模塊與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)軟件界面顯示不同時(shí)間段信號(hào)，達(dá)到教學(xué)培訓(xùn)的目的。
盾構(gòu)機(jī)仿真模擬實(shí)訓(xùn)裝置在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用，不僅使學(xué)員對(duì)機(jī)組的布局模塊、設(shè)備系統(tǒng)與實(shí)際應(yīng)用、設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、機(jī)組的運(yùn)行演示、機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)采集等進(jìn)行初步了解，還可通過演示操作來加深學(xué)員對(duì)各組成功能布局的認(rèn)識(shí)。突出強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)在學(xué)生基本技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用。充分保證學(xué)生、學(xué)員獲得足夠時(shí)間高質(zhì)量“真刀真槍”的實(shí)際職能崗位動(dòng)手技能訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)與工程實(shí)踐的“零距離”接觸，訓(xùn)練學(xué)員從事從事隧道施工設(shè)備領(lǐng)域的研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理等方面工作的基本技能；達(dá)到“教、學(xué)、訓(xùn)”一體化功能。
盾構(gòu)機(jī)仿真模擬實(shí)訓(xùn)裝置采用先進(jìn)高檔的工業(yè)材料和多種技術(shù)媒體、機(jī)械、電子與現(xiàn)代化裝飾手段相結(jié)合，具有真實(shí)性，形象性；光電效果、形色材相結(jié)合，精細(xì)設(shè)計(jì)制作。使模擬演示儀在設(shè)備展示、教學(xué)培訓(xùn)過程中發(fā)揮積極的作用。
1、裝備：設(shè)備采用高仿真立體比例制作；包括盾構(gòu)機(jī)立體模擬模型、計(jì)算機(jī)站、投影儀、教學(xué)軟件系統(tǒng)、三維虛擬盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)施工仿真展示、多媒體演示系統(tǒng)等。
2、尺寸：盾構(gòu)機(jī)殼體外徑：750mm機(jī)殼厚度：10mm；長度：9000mm（最終長度根據(jù)實(shí)際情況可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整）采用有機(jī)玻璃制作，表面噴2k金屬漆，支撐架采用不銹鋼制作；
3、電源：220V.50Hz；具有漏電流保護(hù)，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
4、材料：不銹鋼.亞克力、ABS、金屬銅、鋁合金、有機(jī)玻璃等；表面為汽車烤漆，不銹鋼本色酸洗鈍化，鋁合金陽極氧化或汽車烤漆，確保模型表面顏色的穩(wěn)定和持久主要構(gòu)件、主體支架、其他受力部分、傳動(dòng)裝置使用金屬構(gòu)件，各部件均按實(shí)物顏色噴漆，皮帶機(jī)循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng).采用金屬銅制作，表面處理為白色。
5、指標(biāo)：
設(shè)備參照土壓平衡盾構(gòu)機(jī)圖紙布局按比例加工達(dá)到全景展示，采用詮釋了系統(tǒng)布局的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并以文字說明、標(biāo)牌、標(biāo)識(shí)、光學(xué)材料、語音講解的方法演示了各系統(tǒng)的構(gòu)成，參觀此模型使人有種身臨其境的感覺。
（1）各構(gòu)件表面處理油漆材料為進(jìn)口汽車烤漆：模型噴漆技術(shù)為多道環(huán)節(jié)，經(jīng)過抗氧化表面處理，以便增強(qiáng)漆膜的黏附牢度。模型主體在材料采用工程硬塑、金屬構(gòu)件、珠光有機(jī)玻璃技術(shù)為主，配燈光演示控制系統(tǒng)。制作工藝上以焊接或螺絲緊固。模型在運(yùn)輸、包裝上采用泡沫擠壓固定，施工現(xiàn)場安裝。模型可接觸部分電壓不高于12V。模型部件可用電腦雕刻機(jī)切割制作，部分是純手工制作。
（2）土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的基本裝置為切削刀盤及其軸承和驅(qū)動(dòng)裝置，開挖室以及螺旋輸送機(jī)等，能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作：刀盤360度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)、皮帶機(jī)循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)（部分透明、可以看到螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)）、管片拼裝機(jī)360度轉(zhuǎn)動(dòng)、推進(jìn)油缸可以伸縮、盾尾部分透明、可以通過動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)完成管片拼裝，配套臺(tái)車來回運(yùn)動(dòng)、管片運(yùn)輸車可以來回運(yùn)動(dòng)、前盾移動(dòng)（包括前進(jìn)，復(fù)位）。
（3）動(dòng)態(tài)仿真演示：刀盤持續(xù)旋轉(zhuǎn)，被切下的渣土經(jīng)刀槽進(jìn)入泥土倉，被切削下來的碴土充滿泥土倉，碴土由螺旋輸送機(jī)從泥土倉中運(yùn)輸?shù)狡л斔蜋C(jī)上，后由皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸至渣土車的土箱中，再通過豎井運(yùn)至地面。此操作過程要完全按照流程。碴土采用2毫米圓形亞克力顆粒表示。
（4）中盾裝有推進(jìn)油缸，分成六組。通過控制油缸桿伸出提供盾構(gòu)機(jī)向前的掘進(jìn)力，在操作室中可單獨(dú)控制每一組油缸伸出長度，操控盾構(gòu)機(jī)直行，左行、右行、上行，下行。通過激光線表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)的掘進(jìn)中盾構(gòu)機(jī)的軸線。
（5）盾構(gòu)機(jī)操作室內(nèi)的操作控制臺(tái)和盾構(gòu)機(jī)可移動(dòng)裝置旁邊的現(xiàn)場控制臺(tái)，如管片拼裝機(jī)、管片吊車、管片運(yùn)送小車等用來操作演示，實(shí)現(xiàn)各種功能。操作控制臺(tái)上有控制系統(tǒng)電腦顯示器、實(shí)現(xiàn)各種功能的按鈕、調(diào)整壓力和速度的旋鈕、顯示壓力或油缸伸長長度的顯示模塊界面及各種鑰匙開關(guān)等。
（6）盾構(gòu)機(jī)模型內(nèi)部為202不銹鋼材料框架（矩形管或者圓管，不銹鋼國標(biāo)厚度≥1mm），方便整體運(yùn)輸和拆裝。外表面設(shè)置裝飾板料，噴漆或者用原色，漆面光亮平滑，達(dá)到鋼琴烤漆色澤，邊角處理到位。燈光效果，采用LED發(fā)光源，亮度要求可以做一定的調(diào)整。動(dòng)作機(jī)構(gòu)，如運(yùn)輸車輛，有單線路控制，當(dāng)屏幕內(nèi)控制點(diǎn)到介紹設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候，運(yùn)輸小車開始運(yùn)動(dòng)。LED燈光模擬演示物料走向，燈光連續(xù)，高亮度的燈帶。設(shè)備模型上的欄桿，罐體制作精良。外部噴漆，光澤明顯，平滑，達(dá)到汽車外殼的烤漆效果。設(shè)備運(yùn)送區(qū)域采用模塊化獨(dú)立分區(qū)拆裝設(shè)計(jì)，便于維護(hù)和拆裝修補(bǔ)。
（7）盾構(gòu)機(jī)詳細(xì)模塊化構(gòu)件說明：
A-A部分：采用盾構(gòu)機(jī)圖紙按比例縮小加工制作，仿真模擬詳細(xì)結(jié)構(gòu)，平臺(tái)分層展示，如：主梁、車架主體、行走機(jī)構(gòu)、空壓機(jī)、壓縮機(jī)、油脂泵、HBW泵、過濾器、氣罐、泥漿泵等等；各單體設(shè)備外形詳細(xì)展示，顏色采用實(shí)物色彩噴漆，電腦色彩調(diào)漆，進(jìn)口汽車烤漆工藝；
B-B部分：平臺(tái)分層展示，如：車架主體、塔節(jié)梁、管片吊機(jī)等等；
C-C部分：平臺(tái)分層展示，如：車架主體、塔節(jié)梁、主液壓站、工業(yè)水箱、水泵、主控室、散熱器、油箱等等；
D-D部分：平臺(tái)分層展示，如：車架主體、塔節(jié)梁、橫梁、口子鍵吊機(jī)等等；
E-E部分：平臺(tái)分層展示，如：車架主體、塔節(jié)梁、污水箱、行走機(jī)構(gòu)（比前段高度不一致）、變頻柜、砂漿罐、二次注漿罐等等；
F-F部分：平臺(tái)分層展示，如：車架主體、動(dòng)力柜、變壓器、高壓柜、送風(fēng)機(jī)、管道吊裝機(jī)、送風(fēng)機(jī)、二次送風(fēng)機(jī)、給排水水管卷筒、泥漿小車、泥漿罐延長機(jī)構(gòu)、電纜、應(yīng)急發(fā)電機(jī)等等。
6．盾構(gòu)機(jī)3D模擬視頻動(dòng)畫
（1）采用unity3D軟件設(shè)計(jì)開發(fā)，以Windows Vista操作系統(tǒng)中WinFX編程模型為基礎(chǔ)，開發(fā)出混合3D內(nèi)容、動(dòng)畫、ASP、HTML和多媒體內(nèi)容、多格式文本、矢量圖；unity 全方位的3D、動(dòng)畫、加速顯示引擎，將矢量圖形、位圖、3D內(nèi)容、視頻、音頻和富文本合成，自由地混合在2D和其他元素之間，不同元素之間進(jìn)行功能強(qiáng)大的可視化交互、操作演練交互。界面元素或控件的快速綁定屬性，能夠在用戶界面內(nèi)綁定數(shù)據(jù)或其它屬性，依據(jù)用戶界面的樣式和布局立即做出創(chuàng)造性的決定。致力于實(shí)現(xiàn)更高的終端用戶滿意度和生產(chǎn)力，配置獨(dú)特可重復(fù)利用的應(yīng)用程序，可以將應(yīng)用程序配置為Web瀏覽器或完整的桌面應(yīng)用程序 ，可以合并在線數(shù)據(jù)性能來使用戶獲得最佳體驗(yàn)。
（2）培訓(xùn)系統(tǒng)遵循由理論模擬到實(shí)戰(zhàn)形式建造，學(xué)生在培訓(xùn)前期接受理論指導(dǎo)和軟件模擬實(shí)驗(yàn)，積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，后期進(jìn)行系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)，做到理論、模擬和實(shí)踐相結(jié)合。
（3）控制電器部分要求：
獨(dú)立的三菱PLC，要求質(zhì)量穩(wěn)定性，PLC控制。方便以后擴(kuò)展和調(diào)整。每個(gè)線路控制節(jié)點(diǎn)終端要設(shè)置一個(gè)保險(xiǎn)絲或者單向電路，防止靜電或者浪涌導(dǎo)致的線路傳感器的損壞。
線路使用純銅電線，普通照明電線粗細(xì)截面要求≥1.5mm2，功率大于100瓦的電器件要求使用2.5mm2的電線。線路之間整齊，用塑料扣帶鎖好，線路標(biāo)清走向和使用點(diǎn)。
傳感器、限位模塊，光感模塊使用歐姆龍或者施耐德,西門子.品牌
總電源位置設(shè)置一個(gè)功率在1000瓦左右的220V穩(wěn)壓器，防止外接電源對(duì)模型損壞。提供電器原理圖，一張電路走向，開關(guān)位置，傳感器位置、型號(hào)說明。
（4）多媒體演示系統(tǒng):
可通過電腦來控制盾構(gòu)機(jī)的動(dòng)態(tài)演示，可以完成刀盤360度轉(zhuǎn)動(dòng)演示、皮帶機(jī)循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)演示、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)演示、管片拼裝機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)拼裝演示、推進(jìn)油缸伸縮演示等。
提供多媒體資料來展現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生對(duì)盾構(gòu)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有一個(gè)更深入的了解；提供動(dòng)畫來展示盾構(gòu)機(jī)工作的全部過程,包括控制過程各部件的動(dòng)作、管片拼裝成形的運(yùn)動(dòng)情況以及盾構(gòu)機(jī)的排土機(jī)構(gòu)的工作情況；提供盾構(gòu)機(jī)的維修保養(yǎng)培訓(xùn)資料，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到盾構(gòu)機(jī)在使用中經(jīng)常發(fā)生故障和故障診斷以及日常保養(yǎng)
（5）控制計(jì)算機(jī)配置： 19寸觸摸屏顯示器；
（6）音箱: 頻率響應(yīng)：68Hz - 20kHz(±3dB)；額定功率：150W。
7、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（1）通過實(shí)物模型認(rèn)知實(shí)訓(xùn)了解土壓平衡盾構(gòu)機(jī)內(nèi)容型號(hào)；
（2）通過實(shí)物模型訓(xùn)了解土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)及功能；
（3）通過實(shí)物模型實(shí)訓(xùn)廣泛、具體了解土壓平衡盾構(gòu)機(jī)結(jié)構(gòu)布置組成內(nèi)容；
（4）通過模型演示實(shí)訓(xùn)鍛煉綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和技術(shù)知識(shí)；
（5）通過模型演示實(shí)訓(xùn)了解土壓平衡盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)知識(shí)；
（6）通過模型演示實(shí)訓(xùn)對(duì)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的理解、分析等多方面能力；
（7）通過3D多媒體動(dòng)畫演示對(duì)土壓平衡與泥水式盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)及功能性對(duì)比；
（8）通過3D多媒體動(dòng)畫演示對(duì)盾構(gòu)機(jī)與掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)及功能性對(duì)比；
（9）通過3D多媒體動(dòng)畫演示對(duì)盾構(gòu)機(jī)施工工藝流程詳細(xì)認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)；
（10）掌握和了解土壓平衡盾構(gòu)機(jī)施工各設(shè)備部件功能模塊；
（11）了解和掌握隧道施工方法如：鉆爆法、掘進(jìn)機(jī)法、隧道襯砌等施工方式及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)配相關(guān)圖文內(nèi)容；
（12）本實(shí)訓(xùn)裝置應(yīng)以我國常用土壓平衡盾構(gòu)機(jī)實(shí)際設(shè)備為原型，按一定的比例加工，三維動(dòng)畫視頻模擬場景，并綜合利用科技手段，對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)、布局、施工演示、聲響等進(jìn)行仿真，通過程序控制（PLC智能模塊軟件、多媒體技術(shù)控制），并結(jié)合配音合成和編入程序，給大家一種身臨其境之感覺。
8、參考裝置圖片
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