复杂机电产品中的柔性线缆装配过程仿真技术

针对复杂机电产品中柔性线缆结构复杂且在装配操作中发生变形而导致的装配过程仿真难的问题,系统地提出了柔性线缆装配过程仿真的解决方案及其关键技术的实现方法.首先提出一种基于元素包含关系和无向图的线缆数字化表达模型,实现了复杂线缆拓扑、几何和属性信息的统一表达,为装配过程仿真奠定了基础;然后提出一种改进的层次链装配过程模型,统一处理针对不同对象的装配任务和装配操作等,实现了装配过程中线缆和结构件交叉装配任务和装配操作的表达和存储;最后建立一种改进的线缆质点-弹簧模型,通过添加长度变化约束并设定典型装配操作中的约束条件,实现了线缆在装配仿真中柔性形变的实时仿真.在开发的原型系统中实现了柔性线缆的装配过程仿真,并通过实例验证了文中方法的可行性.     

基于语义的虚拟装配仿真模型研究及应用

针对虚拟装配中装配模型的信息完备性与虚拟仿真系统的交互效率之间的矛盾,提出一种轻量化的基于树-图分离结构的虚拟装配模型,该模型包括装配树模型和语义关系图模型。装配树模型以二叉树的形式表达虚拟产品的层次结构以及零部件间的装配顺序,语义关系图以二分图的形式表达零件之间的装配关系。将该模型应用于水轮机组虚拟装配仿真系统中,不仅满足了虚拟仿真过程对装配模型信息表达的要求,而且减少了系统存储负担,提高了交互效率。     

面向对象产品装配模型的研究

对产品装配表达要求、产品设计过程要求进行了深入的探讨，基于产品装配对象的分析，提出了一个面向对象的产品装配模型。设计和实现了装配模型类及类层次结构，对该模型在产品信息的表达和管理，面向对象特性，支持Top-Down设计等方面进行了讨论和分析。该装配模型在软件系统设计中得到了很好的应用。     

基于图论的飞机典型装配工艺数据挖掘方法

为实现飞机装配指令编制的快速化、智能化,提出基于图论的飞机典型装配工艺数据挖掘方法。该方法将停用词表和分隔数组两个约束引入语义分词法完成装配工艺指令的分词处理,并以装配工艺特征向量结构化地表达分词后的装配工艺指令。将装配工艺特征向量映射为单向有序链,以此构建装配工艺图。通过定义装配工艺图的节点支持度和边支持度,给出了典型装配工艺挖掘方法。以某型飞机的平尾装配工艺为例,在多个支持度下验证了方法的有效性。     

基于RDF/XML的装配语义建模研究

为解决异构CAD系统集成及协同装配设计过程中的信息共享问题，在分析装配特征语义信息的基础上，提出了面向协同设计的三元装配语义模型，提出采用RDF／XML表达装配语义元模型，并讨论了基于XML的数据集成关键技术。在文章的最后通过具体的CAD系统实现协同设计过程实例，验证了该模型及实现方法的有效性和可行性。     

复杂约束条件下的分层装配模型

为在装配建模过程中保证信息的完整性,提出基于装配对象属性的分层约束装配模型。以需求块的概念为基础,对装配对象采用先分块再分层的方法进行分组,分析各块、各层之间复杂的约束关系,构建分层约束装配图,完成装配顺序算法的设计。实验结果表明,该模型能有效表达装配形成过程的顺序,实现装配关系的分解和时序化,对象之间的交互过程简单真实且便于操作。     

航空发动机低压涡轮数字化装配仿真

通过基于三维数字化模型的装配工艺仿真技术,实现基于航空发动机低压涡轮模型在可视化的数字环境中的装配路径规划、装配分析和装配仿真,以验证产品的可装配性及其工艺过程,从而能及时发现产品设计和工艺规划中的缺陷与错误,从而进行改进。民用航空发动机数字化装配仿真分析研究,为下阶段仿真技术研究的体系化与标准化建设奠定了基础。     

面向虚拟环境的装配体模型研究

人机交互是虚拟装配的本质特性和技术瓶颈，能反映交互过程的装配体模型构造，是虚拟装配领域的一个关键问题，给出一种时序的装配体模型，对时序的聚合关系、时序的约束关系以及时序的行为结构给出定义和分析，为实现该模型，还给出了零件的中间模型和对象复杂行为构造，同时对虚拟装配直接操作的交互过程、交互模式及装配工艺知识给出了时序的形式描述，这是连接人机交互与装配体模型以及模型与工艺生成的桥梁．一致的表示模型减少了交互装配信息的冗余性，有利于提高交互信息的复用，为交互生成工艺提出了新方法。     

多装配接口的三维装配模型检索方法

针对三维模型装配时存在的多接口连接方式,提出一种多装配接口的三维装配模型检索方法.首先对三维装配模型进行属性邻接图的表达,并根据装配体零件之间的接口配合关系定义共轭子图;然后针对装配模型构成的图集进行图顶点的序列化,降低顶点匹配过程中的遍历次数;在此基础上,将装配模型的检索转化成查找符合共轭子图的属性邻接图,通过装配模型属性邻接图的图集进行模型检索;最后对频繁子图挖掘方法进行改进,提取出满足多装配接口的三维装配模型.实验结果表明,该方法能够实现多装配接口的三维装配模型检索,可以提取出设计人员所需的三维模型,提高产品的设计效率.     

虚拟环境下面向装配的设计系统的研究

虚拟环境下面向装配的设计,是一种集成虚拟现实技术和装配性评价的交叉学科研究,文中提出了一个虚拟环境下面 向装配的设计系统VirDFA(Virtual Design For Assembly)的体系结构,首先描述了虚拟人工实时拆卸的过程,着重研究在实现虚拟人工拆卸过程中,需要解决的装配体物性建模、虚拟环境下装配约束的动态管理及装配序列/路径的自动记录等关键技术,其次,从面向产品结构和装配工艺过程两方面的再设计角度,构建了装配性评价体系,提出了定量的装配效率模型和装配复杂度指标模型。并从装配成本的角度来评价产品的装配性优劣,为产品和装配工艺规划的再设计提供了依据。     

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.     

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。     

基于框架的虚拟装配系统研究

根据框架理论构建虚拟装配系统,将典型装配过程性知识封装到过程框架中并在系统中保存。系统采用场景匹配的方式来捕获用户的交互意图,提高了系统的认知能力。以匹配成功的过程框架引导装配活动,并根据框架中规定的动作和时机来完成装配件的精确定位,有效克服了操作者通过交互设备对装配零件运动控制不精确的问题。     

一种多层分布式情境装配模型

提出一种以Agent技术为基础的多层分布式的虚拟场景模型。先从装配体的视角构建装配信息模型,根据刻画特征对象的各项参数定义装配知识层;装配决策层将零件视为Agent,并定义Agent间传输状态参数的消息模板,同时根据虚拟装配任务的过程特点,建立决策规则;最后,定义用户控制层的运动控制算法,实现对用户的运动引导。实验表明该场景模型可在虚拟场景中有效呈现装配任务,并根据上下文情境准确理解用户意图。     

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。     

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.     

面向虚拟装配的装配建模及其重构

装配建模是进行虚拟装配的前提和基础，决定着虚拟装配实施的质量和效率。针对虚拟装配中装配建模问题，介绍一种多视图层次化的装配模型，给出了模型的信息组成和信息来源，并很好地解决了在此模型基础上的重构问题。     

基于增强人机交互技术的虚拟装配

提出了基于虚实融合、增强信息和约束代理的增强交互技术,从视觉、信息和操作三个方面来改善虚拟装配环境的人机交互效率.虚实融合在保留虚拟现实全部交互方式的同时附加真实装配场景来丰富装配过程感知;基于文字和特征表示的增强信息为用户提供装配知识来引导装配操作;约束代理及其匹配规则可视化重建零件装配约束关系并避免了复杂计算.增强人机交互技术为虚拟装配的应用提供了一种便捷的交互手段.最后介绍了虚拟装配辅助支持平台的体系构架,并用实例说明了虚拟装配系统的运行流程.     

虚拟装配的3D空间动作路径方法研究

针对虚拟装配中的关键技术进行了讨论,提出了一种利用PlaneSensor节点实现造型的3D空间动作路径的规划方法,解决了基于VRML（Virtual Reality Modeling Language）虚拟装配的3D空间路径研发问题,对虚拟环境中装配路径进行了简化,减少了系统开发与集成的工作量。