李園奇 柳光利

【摘要】應(yīng)用solidworks仿真動畫功能，模擬塔式起重機的安裝施工過程，以形象生動的三維動畫作為技術(shù)素材，解決傳統(tǒng)施工作業(yè)前期安全與技術(shù)交底理論與實際脫離，“說是一套，做又是一套”的難題。有效提高作業(yè)人員的技術(shù)和安全素質(zhì)，為施工作業(yè)的順利進行提供有力支撐。

【關(guān)鍵詞】solidworks：； 仿真動畫； 塔式起重機； 施工； 技術(shù)交底

1、現(xiàn)狀分析

近幾年，塔式起重機在建筑施工領(lǐng)域所扮演的角色越來越重要，專門從事塔式起重機安裝、頂升、維護、拆除的從業(yè)人員越來越多，在造就了空前繁榮的就業(yè)形勢下，大量沒有經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)的人員涌入了這一行業(yè)員直接參與一線施工，造成了塔機安裝施工事故率一直居高不下。

那么企業(yè)為什么不在施工之前對員工進行系統(tǒng)的培訓(xùn)呢？原因是條件先天不足，短時間內(nèi)效果不明顯，幾十噸重的塔吊不可能放在課堂上花上幾個月的時間裝了拆、拆了裝給員工進行講解演示的。企業(yè)是逐利的，現(xiàn)在一線施工人員大量缺口，企業(yè)不會把大量時間和金錢花在員工的培訓(xùn)上的，一般都是對施工人員進行簡單的技術(shù)和安全培訓(xùn)，然后指派一位老師傅帶著干活，在施工中邊干邊學(xué)。正是由于這種猴急上馬的現(xiàn)狀造成了安全事故頻發(fā)，使得塔式起重機安裝施工成為了一個高危行業(yè)。

因此，作者以這一現(xiàn)狀作為出發(fā)點，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)——solidworks三維軟件仿真動畫功能來解決這一突出問題，并取得了良好的效果。

2、實施過程

1）數(shù)據(jù)采集

作者以長沙中聯(lián)重科有限責(zé)任公司生產(chǎn)的TC5613a型塔式起重機作為研究對象，該塔機在建筑施工領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，作為技術(shù)素材比較典型。此塔機主要參數(shù)為：最大工作幅度56m，獨立式最大起升高度46m，附著式最大起升高度180m，最大載重量8噸。

數(shù)據(jù)采集對象包括：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、起重臂、平衡臂、頂升套架、頂升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、起升機構(gòu)、塔帽等。參數(shù)主要是各結(jié)構(gòu)部分的形狀、尺寸及配合方式，還包括各運動機構(gòu)的運動形式以及安全限制裝置的工作方式等。

2）三維建模

根據(jù)實物測繪采集來的數(shù)據(jù)，利用solidworks三維軟件創(chuàng)建三維模型。塔機各主要結(jié)構(gòu)件三維模型見圖1-1

a、塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié) b、回轉(zhuǎn)總成 c、塔帽

d、平衡臂 e、起重臂組成單元

圖1 TC5613a型塔式起重機主要結(jié)構(gòu)件三維模型

3）虛擬裝配

在solidworks虛擬環(huán)境下完成TC5613a型塔式起重機的整體虛擬裝配。

圖2 塔機總體裝配效果圖

4）虛擬仿真動畫制作

利用solidworks Animator動畫模塊，制作結(jié)構(gòu)件安裝動畫、關(guān)鍵幀動畫以及場景動畫。并錄制分鏡頭動畫。

圖3 solidworks Animator制作分鏡頭動畫

5）后期編輯

將錄制好的分鏡頭動畫進行剪輯與處理，然后按照實際施工順序依次將分鏡頭動畫導(dǎo)入到Camtasia.Studio軟件中進行后期編輯，添加字幕和文字說明，導(dǎo)入解說配音文件以及技術(shù)圖片，最后生成avi格式的視頻文件。后期處理見圖6

圖4 在Camtasia.Studio軟件中進行后期視頻編輯

3、實際應(yīng)用

通過團隊近三個月的努力，《TC5613a型塔式起重機安裝三維動畫》于2012年1月份正式出爐。該視頻的推出革新了以往純文字配簡單二維圖的單調(diào)培訓(xùn)模式，首次以三維動態(tài)演示的方式將塔式起重機從構(gòu)件到整機的全技術(shù)安裝流程一一以實景的方式展現(xiàn)，給培訓(xùn)人員以視覺加技術(shù)的完美視覺沖擊。不僅形象直觀，更重要的是講解人員能夠就核心技術(shù)問題和容易出安全事故的技術(shù)要點，通過三維模型的拆解與安裝進行虛擬現(xiàn)實的講解，從而避免了以前施工人員在傳統(tǒng)培訓(xùn)時無法理解，只有面對實物或施工時出現(xiàn)問題后才能理解其要害的難題。

經(jīng)過兩年的推廣及應(yīng)用，經(jīng)過我們的調(diào)查走訪，以及數(shù)據(jù)分析，我們欣喜地發(fā)現(xiàn)采用仿真動畫的形式在施工前期安全技術(shù)交底培訓(xùn)中對施工人員進行培訓(xùn)，施工人員的年終技術(shù)考核合格率有了大幅度提高，而塔式起重機在安裝施工過程中的事故率也大大降低。見圖7

圖5 山東電力建設(shè)第三工程公司塔機安裝事故率統(tǒng)計圖表

4、結(jié)論

通過數(shù)據(jù)分析和實施效果來看，solidworks仿真動畫技術(shù)在塔式起重機安裝施工安全技術(shù)交底過程中的實際應(yīng)用，對于提高施工人員的技能素質(zhì)和安全意識、降低事故率起到了明顯的促進作用。說明了該技術(shù)是一項值得在建筑安全施工領(lǐng)域內(nèi)大力推廣的技術(shù)。

參考文獻

[1] 黃陽，楊行超，肖啟敏；基于Solid Works的機構(gòu)運動仿真及其動畫制作技術(shù)研究[J]；煤礦機械；2004年11期

[2]劉榮；塔式起重機安全事故及隱患分析和預(yù)防；科技與企業(yè)；2013年05期

[3]美國DS，SolidWorks公司.SolidWorks 零件與裝配體教程（2014版）.機械工業(yè)出版社，2014