零件装配及运动仿真方法的实践

本文首先给出了零件和装配体的生成方法、建模规则和有关细节问题,零件运动模拟仿真中虚拟体和零件联接链的建立,可运动零件运动关系的配合及由零件联接链到运动链的形成,最后给出了实体建模的环境、实体模型在二个系统中的转换方法和必须注重的问题及整个过程的实施途径、实现技术问题、实施方法。     

面向协同设计的VRML模型装配特征信息重建方法

VRML模型具有适用于网络化协同设计的许多优点,但在应用时,其离散的三角面片构型造成了大量设计信息的缺失,限制了协同设计操作的实现。由于机械设计中回转体约占70%,其特征参数（如回转中心,回转半径等）在设计过程中有重要意义。为此提出了基于向量空间的回转体特征参数提取方法,对装配特征信息进行重建,为基于VRML模型的协同浏览、尺寸信息查询、模型装配定位等操作提供重要参数。对算法复杂度进行了分析。实验表明在高精度要求下算法具有很高的效率。     

基于离散面片的层次化装配模型

提出了一个基于离散平面的层次化装配模型。通过将一般CAD模型进行零件曲面离散、信息转换等操作建立离散面片模型,并给出了曲面离散化的方法。离散面片模型大大提高了装配规划中干涉检查、碰撞检测及显示等方面的效率。     

三维模型有向三角面片链码压缩方法

首先提出一种适用于三角面片链码算法的改进MC规格化方法,使用单位为2的体素作为改进MC算法中的单位体素,并使用其中的27个顶点重新构建等值面,最终获取高质量的规格化三角网格模型.在新的规格化模型上提出一种新的面片遍历方式,在三角面片链码算法的基础上,采用优先遍历右连接面片原则,控制面片的遍历方向,该方法能够减少面片遍历...     

基于面片的钢结构节点的虚拟装配

为解决在传统计算机辅助设计方法下进行钢结构节点的装配设计中缺乏直观性、灵活性的问题,对钢结构节点的虚拟装配进行了研究.以面向对象的参数化的方法,基于面片进行钢结构部件的三维实体造型;基于面片的拾取保证了面片的交互式获取;基于面片之间的几何约束进行几何变换确定了铜结构部件在装配体中的几何位置.通过程序的开发,实现了高精密度的三维实体造型、交互式的三维操作、可视化的三维视图的结合,表明了此虚拟装配解决方案的可行性.     

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。     

面向虚拟装配系统的模型数据库构建

针对虚拟装配系统中三维模型数据量大的特点,提出在采用关系数据库表达层次模型的基础上,基于Oracle数据库的LOB（大的二进制对象）来实现三维模型及装配信息的存储与读取功能。应用VC++构建了虚拟装配系统软件平台,实现了三维模型文件在虚拟装配系统中的显示与管理。     

装配零件位置关系求解新方法

本文研究装配零件之间内在的几何连接关系，提出一种求解相对位置关系新方法。该方法不用求解方程组，引入虚实体概念，通过动态的虚实体逐步把相对位置关系求解出来，极大地提高了求解速度，降低了装配求解的复杂性．为实现装配ＣＡＤ提供了一种简捷的方法。     

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.     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

面向三维装配工艺系统的CATIA模型信息提取与应用

三维装配工艺系统是CAPP发展的一个热门趋势,其基础数据主要来源于三维CAD系统模型信息．针对汽车等行业常用的CATIA三维模型装配信息提取的关键技术与难点,介绍如何深入应用CAA二次开发技术,提取装配信息并应用于三维装配工艺系统,编制装配工艺．     

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。     

复杂装配体多层次装配路径规划研究

针对传统装配路径规划方法应用于复杂装配体时出现的组合爆炸问题,提出了一种基于人机交互的改进A-Star(A*)算法多层次装配路径规划方法。算法在传统启发式路径规划算法的基础上引入了干涉威胁概率、平滑度代价、权重系数参数,实现了算法不同侧重方向的最优路径寻找。算法首先根据基于人机交互的路径规划方法结合操作者的装配经验将复杂装配体划分为多个装配层次段,其次对各层次段中的装配零部件运用改进A*算法求解最优拆卸路径,并最终根据路径反演原则生成整个复杂装配体最优装配路径。结合算法仿真对比与KUKA工业机器人路径规划实例验证,得出上述方法较传统启发式路径规划方法提升了路径规划效率,满足了工业生产中复杂装配体自动路径规划需求。     

基于复杂装配体特征抑制的轻量化方法

针对大型复杂三维模型加载速度慢,装配体在装配时由于零部件众多导致装配效 率低的问题,提出一种基于装配体特征抑制的轻量化方法。在充分分析装配体组织结构的基础 上,给出装配约束父子关系以及特征路径提取思路,以保留装配接口为前提,首先采用无关零 部件抑制、按体积抑制比抑制、微小特征抑制等方法,实现复杂装配体的轻量化表示;然后提 出特征恢复技术,实现轻量化模型的特征还原;最后以 Creo 2.0 为二次开发平台,结合 MFC 对话框技术开发出一套装配体轻量化系统,并应用于企业产品模型测试。实验结果表明,利用 该系统得到的轻量化模型简化效果明显,模型数据量大大减小,不仅加快了模型加载速度,而 且提高了装配效率。     

用于虚拟拆装的力反馈方法

研究虚拟拆装系统中,为增强用户的沉浸感,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导致了力反馈的引入无法商用和推广。使用力反馈操纵杆作为力反馈设备,对虚拟拆装中常见的结构约束关系进行分析,并对约束关系变化产生的力反馈进行建模和实验实现。结果表明在精度要求不高的拆装场合,力反馈方法能够给操作人员带来直观、真实的力觉操纵感受,同时由于力反馈操纵杆价格低廉,适于推广使用。     

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。     

基于零件库的装配图自动生成

介绍了参数化设计技术与装配图的生成方法,重点讨论了基于零件库的装配图自动生成方法的实现,并对实现时所涉及的关键技术,如参数化技术、零件库的设计及管理进行了介绍;最后给出了装配生成的具体实例。