虚拟环境中产品装配过程回溯方法研究

在记录虚拟装配过程的基础上，提出基于任务时间的虚拟装配过程整体回溯与基于任务对象的虚拟装配过程局部回溯方法．虚拟装配过程整体回溯以装配任务时间为回溯准则，允许将装配场景中零部件的方位与装配关系回溯到曾经存在的装配历史状态，而虚拟装配过程局部回溯，是根据装配序列中零件间装配约束与几何干涉方面存在的相关性进行装配过程的选择性回溯．文中方法在虚拟设计与装配原型系统开发中得到实现．实践表明，装配过程回溯方法有效地提高了虚拟环境中产品装配设计的效率。     

VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

虚拟装配技术概述

基于现代制造业的现状和发展趋势，从市场的需求出发，在总结传统装配技术的基础上，详细地介绍了虚拟装配技术的相关理论和相关技术，如：虚拟现实、虚拟环境等。虚拟现实和虚拟环境为虚拟装配提供了逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟仿真的场景，同样具有真实环境所有的特征。文章对虚拟装配的步骤、过程、分类及功能进行了系统地介绍，在现有知识的基础上，提出了更新的、更有实际意义的技术思想，总结了一般意义下虚拟装配的实现技术，得出虚拟装配的现实意义。     

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。     

三通道投影虚拟装配环境的研究与实现

在介绍基于3个通道投影的虚拟装配环境硬件结构的基础上，对该环境所涉及到的图像拆分技术以及同步机制进行了详细分析，提出了使用剖分视点透视投影空间进行虚拟装配环境场景图像拆分的方法，给出了三通道同步机制，并分析了虚拟装配环境中的同步消息类型．最后通过虚拟装配环境应用实例对上述方法进行了验证．     

虚拟环境中面向装配设计的数据场景图研究

作为虚拟环境中的数据结构，场景图的构建是虚拟现实技术领域的重要研究问题之一。针对虚拟装配设计系统的要求，讨论现有商业VR软件在开发虚拟装配设计时存在的限制，提出一个基于场景图的多层次虚拟装配设计模型VAM．在现有VR软件和VAM的基础上，说明了虚拟装配设计时的路径规划、序列生成、零件之间的约束关系等的表示和应用。     

基于VRML的交互式虚拟装配平台的实现

针对目前CAD软件只生成静态的三维装配体VRML文件的问题。分析了交互式虚拟装配VRML文件的事件流程，根据文件中的不同节点。路由及脚本所涉及的变量，将文件简化为三个部分，借助开发的交互式虚拟装配平台，用户只需输入零件的拆卸路径，后台程序就会对静态装配体的VRML文件进行处理，从而生成一个交互性强的动态虚拟装配文件。     

虚拟装配中面贴合感知构造研究

人机交互是虚拟装配的一个重要特性和瓶颈技术，基于碰撞检测的交互无法满足桌面虚拟装配的实时需要，让虚拟环境感知复杂对象关系是解决人机交互问题的一条重要途径，提出了面贴合感知的实现机制，面贴合的感知模式和相应的感知算法，基于面贴合感知的人机交互摆脱了虚拟装配基于碰撞检测的交互模式，从而避免了碰撞检测算法的复杂度，实验证明面贴合感知增强了虚拟环境对装配过程中人的交互意图的理解，同时有效地保证了交互的实时性，是虚拟装配人机交互的有效手段。     

基于虚拟现实的潜艇虚拟装配系统

该系统是基于虚拟现实技术的潜艇虚拟装配系统。系统使用Creator／Vega虚拟现实软件平台实现，建立非常真实的虚拟装配环境，使用户有身临装配现场的感觉。用户在三维鼠标、位置跟踪器的帮助下可以随意地平移和旋转模型，完成装配操作。同时，该系统运用了Vega容体碰撞检测技术，较好地解决了虚拟装配中的瓶颈--实时碰撞检测。此系统大大缩短了设计周期，节省了设计制造的费用。     

虚拟装配技术的研究综述

对虚拟装配技术的研究状况进行了全面的综述和分析。根据实现功能和目的不同,将虚拟装配分为四类。从虚拟装配环境、虚拟装配关键技术及虚拟装配应用系统三个方面,对虚拟装配技术的研究内容进行了分析和综述。探讨了传统虚拟装配环境的优势与不足,研究了二种新型的虚拟装配环境。总结了虚拟装配中各关键技术的研究和应用概况,重点分析了其中的装配建模、约束定位、工艺规划三种技术。介绍了四种典型的虚拟装配应用系统。最后,最后指出了目前系统开发和应用方面存在的主要问题和不足。     

虚拟环境中微机械拟实组装的运动学描述

微机械的组装包括：部件制作,部件对准和部件焊接 ３个过程．本文针对微机械组装中最重要对准过程,给出了虚拟环境中拟实组装细化的操作 步骤及相应的运动学描述．同时,面向微机械拟实运行,给出了焊接过程的运动学描述．建 立了虚拟现实实验平台,并在此平台上完成了一个作为虚拟环境中微马达转子与定子拟实组 装简化例子的轴孔配合拟实组装实验．初步验证了本文所给出的虚拟环境中拟实组装运动学 描述的正确性．     

基于虚拟现实的煤矿设备装配仿真系统研究

针对煤矿大型设备装配存在拆装繁琐和成本高的问题,以采煤机、液压支架、掘进机和提升机为研究对象,采用虚拟现实技术设计并实现了一套由虚拟装配子系统、场景仿真与漫游子系统组成的虚拟装配与仿真系统.利用Maya对大型设备建模,通过VS程序设计,在Unity中进行交互控制,实现了设备的虚拟装配与拆卸、采煤工作面的虚拟仿真漫游功能.系统有效地提高了训练效果,形象逼真地再现了煤矿井下生产过程,具有良好的沉浸性和交互性.测试表明:经该仿真系统训练与使用,有效提高了设备实际装配与拆卸能力,同时降低了成本,具有显著的实际应用效果.     

虚拟现实技术在计算机组装实验的中应用

提出了虚拟计算机组装体系结构,实现了基于虚拟现实技术的虚拟计算机组装原型系统,探讨了在虚拟组装中Vega Prime场景的控制及渲染技术、碰撞检测算法以及计算机零件模型的实时编辑和定位等技术,并将其应用于实践,验证了所构建虚拟装配系统的可行性.     

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。     

Construction of feature-matching perception in virtual assembly

An important characteristic of virtual assembly is interaction.Traditional direct manipulation in virtual assembly relies on dynamic collision detection,which is very time-consuming and even impossible in desktop virtual assembly environment.Feature-matching is a critical process in harmonious virtual assembly,and is the premise of assembly constraint sensing.This paper puts forward an active object-based feature-matching perception mechanism and a feature-matching interactive computing process,both of which make the direct manipulation in virtual assembly break away from collision detection.They also help to enhance virtual environment understandability of user intention and promote interaction performance.Experimentl results show that this perception mechanism can ensure that users achieve real-time direct manipulation in desktop virtual environment.     

Object－Oriented Modeling of Virtual Assembly Process

Virtual assembly is a Virtual Reality (VR) based engineering application which allows engineers to evaluate, analyze, and plan the assembly of mechanical systems. To model the virtual assembly process, new methodology must be applied. Based on the idea that the virtual assembly system is an event driven system, the interactive behavior and information model is proposed to describe the dynamic process of virtual assembly. Definition of the object-oriented model of virtual assembly is put forward.     

采煤机虚拟现实装配仿真系统研究

针对煤矿装备虚拟装配应用问题,基于Visual Studio 2010、OSG、Cegui、VC++等 软件平台和相关硬件设备,搭建了功能完整、使用方便、交互性好、沉浸感强的某型号电牵引采 煤机虚拟现实装配应用系统,详细描述了系统的功能结构、技术方案与构建方法;针对构建方法 中的模型制作技术,结合UG 与3DsMax 的建模优势,提出先在UG 中建立CAD 精确模型,后 利用3DsMax 对模型进行转换、修改、优化和渲染,最终生成高质量虚拟现实模型的模型处理方 法,弥补了艺术类模型装配精度较低和工程CAD 模型很难直接生成虚拟现实模型的不足。     

面向装配工序交叉的虚拟装配工艺信息模型

虚拟装配工艺规划中目前大都采用装配顺序描述装配过程,但尚无法表达装配工序交叉和设计中的安装布置'捌整等问题.考虑设计阶段和制造阶段的装配要求,建立了基于装配任务的装配工艺信息模型.该模型以多层次的装配进程表达产品装配工艺过程,通过任务对象的交叉安装表达工序交叉和安装布置凋整,并给出了装配调整策略;针对冗余装配任务提出了装配任务合并方法.最后通过实例验证了文中模型的正确性和有效性.