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.     

机械设备虚拟维修样机在虚拟环境中的实时移动

传统虚拟维修训练系统开发平台暴露出实时性差、维修数据与维修效果不同步、调整费时费力等问题;为了弥补开发平台的不足,使其达到“所见即所得”的维修效果,利用Creator和Vega在虚拟环境中引入虚拟维修样机的装配树形图,并建立起维修样机与装配树形图之间的实时响应,解决了维修样机部件的实时移动以及维修数据的动态存储等关键问题,从而实现了虚拟维修样机在虚拟环境中的实时移动,达到了“所见即所得”的维修效果;实践证明,改进后的系统实时性和通用性明显加强,操作流程更加人性化,达到了预期效果.     

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）。     

多信号模型在虚拟故障建模与仿真中的应用

在分析虚拟维修训练需求和故障机理的基础上,提出基于多信号模型的电子装备故障建模方法,研究了虚拟环境中故障数据生成与实时检测、故障现象模拟及仿真运行流程等问题;在VC++环境下开发虚拟仪表,并借助实时通信模块获取Virtools环境中虚拟样机上的测试信号;最后,在Virtools中实现了某型无人机飞行指挥与控制系统故障建模与仿真,验证了该方法的可行性;多信号模型可以完整地描述故障的传递轨迹,高效、灵活地构建故障故障机理模型,为受训人员提供了一个实施诊断逻辑的良好训练环境。     

大型产品虚拟装配环境的视点漫游技术

针对大型产品虚拟装配环境中的场景漫游问题,提出一种简单且高效的视点运动 控制策略。以认知心理学和人机工程学理论为指导,首先建立人手作业空间,然后对作业空间 进行功能划分,分为对象操作区和视点漫游区,最后在功能分区的基础上建立人手运动感知与 视点运动控制的映射模型。通过实验证明,操作者对大型产品进行虚拟装配的过程中,可以轻 松地利用该方法实现场景漫游,进而实现虚拟环境中对象操作和场景漫游的无缝集成。     

面向服务网格的虚拟环境部署运行管理系统

虚拟技术的最新进展为网格计算提供了封装资源的新方式,其封装性、隔离性和安全性能够有效屏蔽底层资源的异构性,根据用户应用需求定制执行环境,更好地适应于网格环境的复杂性和应用的多样性。为了满足当前服务网格的需求发展,基于新的虚拟机技术,研究适合于服务网格的虚拟环境部署运行管理系统,该系统为用户提供可视化、易操作的远程虚拟环境部署和运行管理功能;并实现一个标准的网格服务,结合服务网格平台CROWN,该服务可根据用户应用的特定需求动态透明地部署虚拟执行环境,并根据资源状态自适配调度执行用户任务。并对系统进行了实验分析,实验结果验证了系统的良好可用性和运行性能。     

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。     

虚拟拆卸环境中工具的操作技术

在虚拟拆卸环境中借助工具拆除紧固零件，能够使虚拟环境下的拆卸活动更加真实，有利于获得符合工程实际的拆卸序列．提出工具定位约束的概念，对虚拟拆卸环境中工具的操作技术进行了深入研究．首先分析工具的拆卸操作过程；然后对常用工具的工具定位约束进行研究，并论述了虚拟环境中工具精确定位的实现方式；最后以Bell-roller产品装配体模型为例，在沉浸式虚拟环境中基于工具定位约束、操作螺钉起子和扳手完成紧固零件的拆除。     

化工虚拟装配仿真培训系统的设计

结合化学工程领域研究、培训、应急演练的难点和特点,将面向对象的仿真方法与虚拟装配技术相结合,在设备端口对齐和设备装配的基础之上实现了化工流程的动态搭建与拆卸。由于三维工艺过程虚拟装配仿真系统场景的直观性和沉浸性使该使操作者对工艺过程产生较强的理性认识,并通过模拟操作掌握工艺流程和技术要点。对化工流程的动态搭建、实时仿真模拟进行了探讨和应用。该系统可有效提高相关工作的开展效率和质量并为优化、改进工艺过程和数字化化工厂的建设提供技术保障和决策支持。为该技术在化工领域的进一步推广进行了有力的探索。