虚拟环境下基于力反馈的钉孔装配

虚拟环境为工程师在制造业上提供了无尽潜力。产品可以不花费大量的资源和费用就虚拟的创造出来。本文以钉与孔装配为例,创建一个应用程序,形成一个用户界面框架,在触觉界面执行装配时伴随力的反馈产生,有利于用户感受真实的装配情形,有利于在设计阶段及时发现问题,从而解决问题。     

虚拟装配技术应用研究

阐述了虚拟产品设计的基本内容和虚拟装配技术的原理、过程和方法,以风机叶轮组件为产品设计对象,进行虚拟零部件设计和虚拟装配设计,并进行相应的装配检验,对产品的零部件及结构设计进行分析、评价和设计修改,从而在计算机虚拟环境中完成了产品的开发设计过程,大大缩短了新产品的开发设计过程。     

虚拟装配技术在离合器设计中的应用

介绍虚拟装配技术,提出在离合器的设计中实施虚拟装配技术的具体办法,并介绍其中的几个关键环节。     

虚拟装配系统中一种快速碰撞检测方法

在虚拟装配系统中,碰撞检测用于判定一对或多对物体在给定时间域内的同一时刻是否占有相同区域。它是虚拟装配的关键技术之一。本文提出了一种能够快速、准确检测碰撞的交迭轴包围盒碰撞检测算法,该方法OAABBs过滤掉那些不会相交的元素,具有高度的并行性、快捷性,经试验验证,提高了虚拟装配的仿真性能。     

几何面的层次式虚拟装配碰撞检测方法

为了解决虚拟装配中的碰撞检测问题,提出了一种基于几何面的层次式碰撞检测方法.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟环境中零件几何面对象的表达和重构.分包容盒层、空间分割块层、几何面层、面片层进行递进式判断,从而逐步缩小碰撞检测的范围.该方法可以有效弥补传统碰撞检测方法中对零件几何面信息考虑的不足.测试结果表明,该算法可有效提高碰撞检测的效率,而且可直接返回发生碰撞的几何面对,从而为虚拟装配过程中的约束识别提供依据.该方法已在卫星虚拟装配系统中得到成功应用.     

虚拟装配技术在精密剪切设备开发中的应用

根据精密剪切的原理，设计了精密剪切设备，在建立零部件模型的基础上，运用三维CAD工程应用软件Pro／Engineer对其进行了虚拟装配．通过自底向上、自顶向下的虚拟装配方法，实现了精密剪切部件的虚拟装配，为该设备的仿真和开发奠定了基础．     

复杂工程系统设计中的虚拟装配技术

首先从工程应用的角度,提出了工程设计中虚拟装配的定义,并对其基本思想以及复杂工程设计中的关键建模技术进行了探讨;对于工程设计采用建模与仿真分析相结合的交互式设计方法,通过设计、建模、仿真分析再修改设计的反复迭代直至满足工程要求;并首次将虚拟装配技术应用于磁悬浮列车动车段工程的设计中,通过实现场景漫游、工艺流程动态仿真和碰撞检测验证工程设计的合理性和可靠性,取得了良好的效果.工程实际应用表明虚拟装配技术在工程设计中的应用为复杂工程设计提供了一种直观、可靠的设计方法.     

基于射线的虚拟手动态碰撞检测算法

针对没有力反馈的数据手套,结合刚体和软体模拟人手,利用射线特性对虚拟手抓取操作过程进行分析,提出了基于射线的虚拟手动态碰撞检测算法。首先将射线碰撞应用于数据手套碰撞检测上。文中描述了该算法,并给出了算法的流程图,针对单个手指和物体接触过程,将该动态碰撞检测算法和传统的静态碰撞检测算法进行比较,结果证实:该动态碰撞检测算法能够提供具有真实感的虚拟手交互模拟视觉信息反馈,有效避免了虚拟手和物体间的穿透,在总体性能上优于传统静态碰撞检测算法。该动态碰撞检测算法可以推广到其他的系统仿真应用。     

虚拟技术及其在机械工程中的应用

串插了丰富的图片和数据，形象、生动而准确地叙述了虚拟技术的定义和工作基本原理并着重讨论了虚拟技术在机械工程中的具体应用及其发展趋势．     

层次约束结构的虚拟装配建模技术

为了解决虚拟环境下装配建模在信息完备性和模型复杂性等方面的问题,提出了一种基于层次约束结构的虚拟装配模型.该模型分为产品层、部件层、零件层、特征层、几何面层和面片层来表达,不同层元素之间存在层次映射关系,同一层元素之间存在约束关系.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟装配模型的生成算法,并给出了根据虚拟装配模型生成的虚拟装配场景图的结构.基于层次约束结构的虚拟装配模型具有信息表达完备,信息集成度高,满足实时性要求等优点,同时还能与CAD系统和虚拟装配场景图实现集成.实例验证了虚拟装配建模的有效性.     

Realization Techniques of Virtual Assembly Process Planning System

The key realization techniques of virtual assembly process planning （VAPP） system are analyzed, including virtual assembly model, real-time collision detection, automatic constraint recognition algorithm, cable harness assembly process planning and visual assembly process plan at the workshop. A virtual assembly model based on hierarchical assembly task list （HATL） is put forward, in which assembly tasks are defined to express component assembling operations and are sequentially and hierarchically organized according to different subassemblies, which can perfectly model the construction process of product, And a multi-layer automatic geometry constraint recognition algorithm of how to identify assmbly constraint relations in the virtual environment is proposed, then a four-layer collision detection algorithm is discussed. A VAPP system is built and some simple mechanical assemblies are used to illustrate the feasibility of the proposed method and algorithms.     

移动机器人遥操作中力反馈技术的研究

在已有的遥操作系统中增加力反馈,通过计算移动机器人与周围障碍物之间的虚拟交互力,并将其映射到操纵杆上变成操作者可以感知的力,这样操作者能感觉到机器人与环境之间的作用力,从而有效地完成操作任务.实验结果表明该方法能够有效控制机器人行走,显示了在非结构性环境下临场感在增强人机交互能力方面的优越性.     

基于力/触觉反馈的虚拟血管介入手术系统

设计了一种新颖的基于力/触觉反馈的虚拟血管介入手术系统.该系统以通用型力/触觉交互设备—Novint Falcon 力/触觉再现装置为核心,能够完成虚拟血管手术环境中的力/触觉反馈.详细介绍了系统的硬件环境参数,并设计了基于3DS MAX的建模与CHAI 3D的仿真软件系统.仿真实验结果表明:基于力/触觉反馈的虚拟血管...     

虚拟人群仿真技术的研究

在参阅和分析了大量有关文献的基础上，对现有的与实现虚拟人群仿真相关的各种技术、方法进行了总结，特别对虚拟人群仿真技术中比较关键的虚拟人的运动控制方法以及虚拟人群实时可视化两个方面进行了详细的介绍。并应用相关技术建立了艺术体操团体项目编排原型系统，为深入研究虚拟人群的仿真提供有益的参考。     

虚拟装配仿真平台的设计与研究

基于PC机,应用虚拟现实开发工具Open Inventor,采用Visual C 语言研究开发了一个虚拟装配仿真平台．描述了虚拟装配仿真平台的基本结构,介绍了仿真平台基本组成模块的功能特点,并通过实例演示产品在虚拟平台中进行拆卸的工作过程。     

基于人手指力学特性的虚拟手接触力生成

为了增强虚拟手交互的真实性和沉浸感,提出了一种考虑人手指力学特性的虚拟手接触力生成方法.通过分析虚拟环境中几种重要的接触力生成算法,结合人手的感知特性,构建了人手指接触力测量平台,研究了手指接触力和接触面积之间的关系,提炼出以接触面积为变量的指尖接触力的力学模型.仿生手的生理组织构造,分层建立虚拟手指的几何模型和运动模型,提出了虚拟手指接触面积的求解算法.实验结果表明,采用该虚拟手交互接触力生成算法,当虚拟手指触摸虚拟物体时,用户可感受到逼真的接触力觉.