一种基于BIM可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统的制作方法

一种基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统
技术领域
1.本实用新型属于仿真施工技术领域，具体涉及一种基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统。


背景技术：

2.bim(building information modeling)即建筑信息模型，是以三维数字技术为基础，集成了工程项目各种相关信息的工程数据模型，bim是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。近年来，交通建设工程行业不断朝着信息化、科技化方向变革和发展。公路工程bim技术应用也呈现出与大数据、人工智能、vr虚拟现实、ar增强现实、mr混合现实、5g等高新技术集成应用的趋势。bim+高新技术逐渐成为工程行业应用的热点。本文档主要介绍我院bim中心现阶段计划从实际业务出发，以bim模型加以高新技术为手段，打造一系列能够应用到工程全生命周期的衍生产品，针对工程设计阶段及施工阶段分别开发虚拟驾驶模拟系统、虚拟漫游系统、施工安全培训系统及施工技术交底系统，并将其内容分为vr端、pc端及app端等不同输出端应用，以进一步辅助优化工程设计方案、指导施工，提升工程品质的发展计划。随着大数据和云计算技术逐渐发展成熟,信息化和智能化已成为隧道掘进机施工发展的必然方向，但是目前隧道掘进机掘进主要依靠主司机,易造成掘进效率低的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统，以解决上述背景技术中提出的传统隧道掘进机掘进主要依靠主司机,易造成掘进效率低的问题的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统，包括bim显示器、模拟驾驶平台、座位调节平台和虚拟驾驶模拟系统，所述bim显示器下表面一侧固定连接在支撑架侧边，所述支撑架上表面通过座位调节平台滑动连接有驾驶座位，所述驾驶座位一侧设置有两个模拟踏板，所述驾驶座位一侧设置有模拟驾驶平台，所述模拟驾驶平台内端固定连接在bim显示器侧边，所述模拟驾驶平台内部设置有虚拟驾驶模拟系统，所述模拟驾驶平台上表面的凹槽内设置有vr眼镜，所述模拟驾驶平台上表面设置有模拟方向盘，所述模拟方向盘两侧均设置有模拟档杆，所述模拟档杆下端转动连接在模拟驾驶平台上表面，两个所述模拟档杆中间设置有控制器。
5.优选的，所述支撑架内部设置有两个转动丝杠，两个所述转动丝杠之间保持平行，其中一个所述转动丝杠一端连接有电机，且两个所述转动丝杠一端均贯穿设置在转动皮带内部。
6.优选的，所述座位调节平台下表面两侧均固定连接有滑动架，所述滑动架两端均贯穿设置在转动丝杠表面转动环内部。
7.优选的，所述支撑架内部底端两侧均设置有滑动导轨，所述座位调节平台下端两
侧滑动连接在滑动导轨侧边。
8.优选的，所述虚拟驾驶模拟系统的输入端和bim模型的输出端相互连接，所述bim模型的输入端和参数设定模块的输出端相互连接。
9.优选的，所述虚拟驾驶模拟系统内部设置有三维环境模拟系统和驾驶数据采集系统。
10.优选的，所述三维环境模拟系统和驾驶数据采集系统的输出端和数据对比模块的输入端相互连接，所述数据对比模块的输出端和bim显示器的输入端相互连接。
11.与现有技术相比，本实用新型提供了一种基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统，具备以下有益效果：
12.1、本实用新型通过设置的bim显示器和模拟驾驶平台，通过采用bim及渲染技术对掘进参数进行运行预测,在保障安全的前提下以掘进效率最大化为目标,建立参数优化bim模型,在系统界面上给出掘进参数参考值,系统会记录该指令,并且与隧道掘进机实时数据进行对比分析,指导隧道掘进机司机操作，在进入虚拟环境后，可对细部节点进行操作学习，实时反馈数据信息，提升优化训练效率，且相较于施工现场的实操训练间，占地面积小、便携性强、模拟场景丰富、培训效率高、建设成本低。对施工行业的技术交底带来变革，为目前的行业痛点提供可靠的解决方案，能够极大地提升技术交底效率与质量，辅助施工项目管理，对于提升公路行业技术创新水平有重要作用，带来显著的经济及社会效益；
13.2、本实用新型通过设置的座位调节平台，在转动丝杠一端两端的电机作用下，通过转动皮带与转动丝杠的配合，能够使两组转动丝杠转动，从而能够使转动丝杠表面的转动环带动滑动架移动，通过这种方式能够通过滑动架带动驾驶座位位置移动，从而能够实现对驾驶座位的调整，以便于工作人员进行模拟驾驶。
附图说明
14.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：
15.图1为本实用新型提出的基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统结构示意图；
16.图2为本实用新型提出的基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统中支撑架内部剖视图；
17.图3为本实用新型提出的基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统图2中a的放大图；
18.图4为本实用新型提出的基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统的系统框架图；
19.图中：1、bim显示器；2、模拟驾驶平台；3、vr眼镜；4、模拟方向盘；5、模拟档杆；6、模拟踏板；7、支撑架；8、驾驶座位；9、座位调节平台；10、转动丝杠；11、转动皮带；12、转动环；13、滑动架；14、滑动导轨；15、控制器；16、参数设定模块；17、bim模型；18、虚拟驾驶模拟系统；19、三维环境模拟系统；20、驾驶数据采集系统；21、数据对比模块。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.请参阅图1-4，本实用新型提供以下技术方案：一种基于bim可视化技术的隧道悬臂掘进机仿真施工系统，包括bim显示器1、模拟驾驶平台2、座位调节平台9和虚拟驾驶模拟系统18，bim显示器1下表面一侧固定连接在支撑架7侧边，支撑架7上表面通过座位调节平台9滑动连接有驾驶座位8，驾驶座位8一侧设置有两个模拟踏板6，驾驶座位8一侧设置有模拟驾驶平台2，模拟驾驶平台2内端固定连接在bim显示器1侧边，模拟驾驶平台2内部设置有虚拟驾驶模拟系统18，模拟驾驶平台2上表面的凹槽内设置有vr眼镜3，模拟驾驶平台2上表面设置有模拟方向盘4，模拟方向盘4两侧均设置有模拟档杆5，模拟档杆5下端转动连接在模拟驾驶平台2上表面，两个模拟档杆5中间设置有控制器15。
22.本实用新型中，优选的，支撑架7内部设置有两个转动丝杠10，两个转动丝杠10之间保持平行，其中一个转动丝杠10一端连接有电机，且两个转动丝杠10一端均贯穿设置在转动皮带11内部。
23.本实用新型中，优选的，座位调节平台9下表面两侧均固定连接有滑动架13，滑动架13两端均贯穿设置在转动丝杠10表面转动环12内部。
24.本实用新型中，优选的，支撑架7内部底端两侧均设置有滑动导轨14，座位调节平台9下端两侧滑动连接在滑动导轨14侧边。
25.本实用新型中，优选的，虚拟驾驶模拟系统18的输入端和bim模型17的输出端相互连接，bim模型17的输入端和参数设定模块16的输出端相互连接。
26.本实用新型中，优选的，虚拟驾驶模拟系统18内部设置有三维环境模拟系统19和驾驶数据采集系统20。
27.本实用新型中，优选的，三维环境模拟系统19和驾驶数据采集系统20的输出端和数据对比模块21的输入端相互连接，数据对比模块21的输出端和bim显示器1的输入端相互连接。
28.本实用新型的工作原理及使用流程：使用时，工作人员直接坐在驾驶座位8上，并且佩戴vr眼镜3，在转动丝杠10一端两端的电机作用下，通过转动皮带11与转动丝杠10的配合，能够使两组转动丝杠10转动，从而能够使转动丝杠10表面的转动环12带动滑动架13移动，通过这种方式能够通过滑动架13带动驾驶座位8位置移动，从而能够实现对驾驶座位的调整，以便于工作人员进行模拟驾驶，之后通过bim显示器1和模拟驾驶平台2进行模拟驾驶，通过采用bim及渲染技术对掘进参数进行运行预测,在保障安全的前提下以掘进效率最大化为目标,建立参数优化bim模型17,在系统界面上给出掘进参数参考值,系统会记录该指令,并且与隧道掘进机实时数据进行对比分析,指导隧道掘进机司机操作，在进入虚拟环境后，可对细部节点进行操作学习，实时反馈数据信息，提升优化训练效率。
29.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。