设备拆装混合现实系统中的拆装逻辑设计

针对机械部件在拆装过程中存在设备投资大、损耗程度高、危险性大、拆装效率低等问题, 本文采用混合现实技术, 设计出一套虚拟拆装系统. 其中, 拆装逻辑是拆装系统的核心, 拆装系统的通用性取决于拆装逻辑的设计. 为了解决虚拟拆装系统通用性差的问题, 本文通过对常见机械模型的连接方式和装配关系进行分析和总结, 设计出一种基于图遍历算法的数据结构来表达各个模型的逻辑关系, 并针对特种阀门、六关节机械臂等设备的拆装进行实验. 实验结果表明: 该拆装逻辑解决了拆装顺序的可定义和通用性等问题, 能够对模型部件按工艺流程进行虚拟拆解和装配, 最终实现虚拟拆装系统的通用性.     

基于网络3D的落料成形模具虚拟装配

作为虚拟制造的关键技术之一,虚拟装配技术近年来受到了学术界和工业界的广泛关注,并对敏捷制造和虚拟制造等先进制造模式的实施具有深远影响.虚拟拆装是一种零件模型按约束关系根据产品设计的形状特性和精度特性,真实地模拟产品三维拆装过程,并允许用户以交互方式控制产品的模拟拆装过程,以检验产品的可拆装性.     

一种基于弹簧模型的作用力视觉反馈方法

在虚拟拆装系统中,为了增强用户的"沉浸感",会引入力反馈设备,但目前力反馈设备价格昂贵,同时力反馈算法也不成熟,二者导致了力反馈的引入无法商用和推广.为使用户在无力反馈设备的虚拟拆装系统中感受到操作时作用力的变化,提出了一种基于弹簧模型的作用力视觉反馈方法,构造一个可形变、带标尺的弹簧来代表虚拟手,将拆装关系变化时引起的力反馈通过弹簧的实时形变来表达,用视觉反馈形象化地表现了力觉反馈,取得了良好的实际效果.实验证明,此方法既降低了虚拟拆装系统的研发难度,又节约了虚拟拆装系统开发与推广的成本,具有较好的推广和使用价值.     

基于循环迭代的飞机虚拟拆装过程建模方法

将循环迭代法应用于飞机虚拟拆装,研究飞机的拆装过程,提出一种基于循环迭代的虚拟拆装过程建模方法。结合飞机拆装过程动态循环的特性和虚拟人拆装行为并行相似的特点,建立虚拟人拆装行为参数化模型,规范虚拟人拆装行为的统一表达;在此基础上,分析虚拟人与部件的交互关系,构造虚拟人拆装行为、拆装次序、部件状态之间的迭代函数,建立虚拟拆装过程模型,实现虚拟人拆装行为的参数化描述和部件拆装过程的表达。以分布式虚拟维修训练平台中的集中故障显示接口组件拆装为例,对该方法进行仿真验证和比对,结果表明,以虚拟人拆装行为变化表示的部件状态变化使部件的拆装更易于表达,拆装训练效率有所提高。     

引信虚拟拆装训练环境构建与实现方法

为解决弹药引信拆装训练当中存在的危险性高、实装拆装训练设备有限等制约受训人员训练质量提高的“瓶颈”问题,探讨了运用计算图形控制、虚拟现实等技术来构建引信虚拟拆装训练仿真平台,以实现引信维护拆装训练虚拟化、智能化。介绍了虚拟拆装训练仿真平台的软、硬件组成,并以某引信为例,介绍了3D场景中引信虚拟装配训练过程实现的关键环节。     

基于蚁群算法的虚拟维修环境布局规划方法

虚拟维修拆装过程是虚拟维修的重要组成部分。现阶段拆装过程中产生的零部件一般都只是简单的以爆炸效果在虚拟三维空间环境中显示,然而当部件复杂,拆装后零部件较多时,这种显示效果容易产生视角上的重叠、混乱。为了解决虚拟维修拆装环境中的零部件在三维空间的布局问题,应用空间规划对零部件进行拆装顺序分类,将复杂三维布局转化为二维布局,同时使虚拟环境空间更具层次感。在运用定位法进行二维布局优化时,结合蚁群算法进行布局顺序寻优,提高了布局优化质量。最后通过对某航空发动机高压压气机虚拟拆装零部件布局进行仿真分析表明,提出的方法是可行的。     

基于zSpace的岩心钻机虚拟拆装系统

提高虚拟拆装系统的交互性和立体显示效果, 对虚拟仿真项目的实际应用具有积极意义. 以地质工程中的关键设备岩心钻机为对象, 利用Unity3D和zSpace软硬件平台, 开发一套岩心钻机虚拟拆装系统. 系统拆装模块主要利用六自由度触控笔, 对岩心钻机整机和分动箱、回转器等重要部件, 实现抓取、缩放、爆炸、模型重置等交互操作. 通过zView插件包, 实现拆装过程的增强现实显示效果. 添加配套的钻机简介、工艺流程、安全规范等理论知识模块, 完善虚拟实训体系. 实践表明, 该系统具有交互性强, 显示效果佳的特点, 在实践教学中取得了较好的效果.     

RBAC在PERT网络图绘制中的应用研究

现在,PERT作为ERP及项目管理的重要内容之一,必将越来越受到项目管理人员的重视,但目前项目进度管理系统的功能仍需要完善。本文把基于角色权限管理的方法运用到PERT网络图的绘制当中,根据用户角色不同,拥有的权限不同,查看的PERT网络图也不同,从而实现了分级显示的功能。实现了角色的划分与现实中的职务、权限等的划分相一致,从而很好地实现了安全访问控制管理,避免了权限乱用、权限划分不清、权限管理混乱等情况的发生。     

引信虚拟拆装实验平台设计

简述了虚拟现实技术的应用情况,介绍了引信虚拟拆装实验平台的开发思路、过程以及应用情况,最后实现了以Unity3D为基础的引信虚拟拆装实验平台设计。     

基于PERT图的冲突检测的研究

冲突是协同设计过程中一个不可避免的实际问题,产生的原因是协同设计环境下不同设计群体之间存在各个方面的差异性。基于以上原因,提出了一种冲突检测模型,并在此基础上提出了冲突的分类和基于PERT图的冲突检测算法,此方法通过组合不同设计者的设计方案PERT图找出他们之间存在的冲突问题,进而进行消解。最后通过实例验证此方法的有效性。     

某型导弹的虚拟维修系统中信息模型的实现

本文从虚拟维修中装配拆卸模型的基本特点入手,给出了在进行虚拟维修中所需要的模型的层次化组织结构。结合层次结构的特点和所需要的信息给出了建立层次信息模型的方法。并应用于某型导弹的战斗部的模型建立。     

基于矩阵运算的虚拟装配体拆卸过程建模方法

现有装配体建模方法在描述虚拟维修训练中装配体拆卸过程时,存在的信息冗余大、建模过程复杂等缺点,在研究现有装配体建模方法和分析装配过程与拆卸过程差异的基础上,提出了一种面向虚拟维修拆卸过程的建模方法。该方法以矩阵描述装配体模型,用矩阵运算描述零部件拆卸过程,简化了建模过程,减少了模型数据量,为虚拟维修训练系统的快速构建提供了一种思路和方法。     

Physics-based virtual reality for task learning and intelligent disassembly planning

Physics-based simulation is increasingly important in virtual manufacturing for product assembly and disassembly operations. This work explores potential benefits of physics-based modeling for automatic learning of assembly tasks and for intelligent disassembly planning in desktop virtual reality. The paper shows how realistic physical animation of manipulation tasks can be exploited for learning sequential constraints from user demonstrations. In particular, a method is proposed where information about physical interaction is used to discover task precedences and to reason about task similarities. A second contribution of the paper is the application of physics-based modeling to the problem of disassembly sequence planning. A novel approach is described to find all physically admissible subassemblies in which a set of rigid objects can be disassembled. Moreover, efficient strategies are presented aimed at reducing the computational time required for automatic disassembly planning. The proposed strategies take into account precedence relations arising from user assembly demonstrations as well as geometrical clustering. A motion planning technique has also been developed to generate non-destructive disassembly paths in a query-based approach. Experiments have been performed in an interactive virtual environment including a dataglove and motion tracker that allows realistic object manipulation and grasping.     

基于装配约束动态管理的虚拟拆卸

装配约束是虚拟拆卸环境下必须考虑的装配体的重要信息，提出虚拟拆卸过程中装配约束的动态管理机制，并实现了基于装配约束导航的虚拟拆卸。装配约束的动态管理包括虚拟环境下装配约束的获取、表达以及拆卸过程中装配约束的动态维护，即装配约束的动态解除和产生，文中用装配约束图表达零件间的装配约束，提出装配约束的间接解除方法，并实现了基于装配约束推理的零件可拆卸方向的推导。最后，通过一个简单装配体的拆卸实例，对文中方法进行了验证。     

虚拟样机系统

在介绍虚拟样机原理和分类的基础上,提出了一种基于场景图的虚拟样机系统结构,同时讨论了该系统实现中样机描述与模型生成、场景图动态拆分和组合、人机交互、样机零部件模型准备等几个关键技术和处理方法,用这种方法开发出基于PC机的虚拟样机系统。这种系统在易用、成本和普及方面具有实用性和推广意义。     

基于Unity3D三维多媒体课件的设计与制作

虚拟现实的最大特点是用户可以自然地与虚拟环境进行交互操作。三维多媒体课件是三维建模技术与虚拟现实技术的紧密结合,在三维模型的基础上提供虚拟现实环境。从教学应用的角度出发,主要研究如何有效地利用Unity3D和三维建模软件去设计教学内容,探索机械构造类三维多媒体课件制作的关键技术和步骤,制作出仿真性强、交互控制灵活、支持360°全角度观察,并可随时拆卸装配的三维多媒体课件。     

层次化UML 状态机在拆装过程仿真中的应用

针对目前飞机维修培训中拆装流程复杂,系统模型繁多的问题,采用层 次化分析法和UML 状态机相结合的建模方法,建立飞机组件的拆装过程模型。运用UML 状态机建立拆卸组件的状态、迁移和约束模型,规范拆卸零部件模型的统一性表达,提高建 模的效率。利用层次化方法对零部件进行层次规划,实现拆卸目标组件的有序逻辑表述,实 时监测拆卸零部件的状态,从而建立仿真程度高的训练模型。最后,以维修培训平台中飞机 某组件的拆装为例,验证层次化UML 状态机拆卸过程仿真方法的有效性。