上肢康复机器人手和手臂的集成研究

针对现有上肢康复机器人手跟手臂没有集成的不足,利用虚拟现实交互性强、沉浸感好的技术特点和EON SDK的开发功能,通过在EON Studio软件中开发Glove节点和Arm节点,分别用于获取5DT数据手套跟上肢康复机器人手臂的数据,实现上肢康复机器人手跟手臂结构和功能的集成.并建立一个能提高患者训练兴趣的虚拟超市场景和虚拟手,使场景中的虚拟手能随机械手臂和数据手套运动而运动,让患者在康复训练中有身临其境的感觉,对提高康复治疗有很大的促进作用.     

基于UG发动机虚拟装配仿真分析

虚拟装配仿真是在虚拟环境中,利用虚拟现实技术,对设计发动机零部件三维模型进行虚拟装配、分析、评价以及规划等操作,最终实现发动机可达性和可装配性。以某小型船用发动机为研究对象,基于设计的发动机零部件模型,利用UG软件对此发动机虚拟装配过程进行仿真,通过可视化技术和数字技术对装配过程动画进行编辑,实现装配工艺三维可视化以及可视化教学培训。     

弹钢琴拟人机器手控制系统的开发

针对钢琴演奏的特点设计了一种具有拟人特征的机械手,给出了系统组成与硬件设计,机械手采用气动闸线驱动并设计了相应的气动回路。利用EON Studio软件建立虚拟现实环境,使用数据手套与方位跟踪器采集手部运动数据并存入数据库中。开发上位机软件读取数据库中存放的运动数据对机械手进行回放控制操作,也可以直接在软件中输入数据控制机械手运动。     

基于3DVIA Studio的民航发动机虚拟装配实验系统设计与开发

以3DVIA Studio为虚拟仿真平台开发一套发动机虚拟装配实验系统。利用CATIA创建发动机虚拟样机,并利用3DS MAX对大修车间、虚拟维修人员建模,将模型导入到3DVIA Studio虚拟环境中,运用行为设计、流程图编程及VSL、SDK等开发方式实现人机交互功能,利用Get Local Position、Interpolator和Set Local Position等行为模块实现虚拟装配控制。开发人机交互设备kinect与3DVIA Studio的数据接口,在可视化沉浸式虚拟环境中,使用人体肢体语言对发动机进行虚拟装配,对发动机零部件的可装配性作出直接的评价。采用虚拟样机装配替代发动机实物可节省大量培训经费,缩短培训周期,提高发动机装配的质量,保证装配人员工作的安全。     

基于数据手套的虚拟手势交互系统

人机交互是虚拟现实的关键技术,利用数据手套驱动虚拟手运动是一种自然、灵活和高效的交互方式。首先制作了虚拟手的3ds模型,然后基于VC＋＋和OpenGL软件平台创建了虚拟环境及导入该模型,并由计算机接口输入数据手套的传感信号,并对该信号进行处理,获得驱动虚拟手运动的相关参数,最终实现虚拟手实时地完成手势识别和物体抓取等动作。     

基于EON的中医按摩机械手虚拟装配研究

运用虚拟现实软件EON对中医按摩机械手进行虚拟装配。通过三维建模软件CATIA对中医按摩机械手各零件进行建模和整体装配,并在3ds max中进行轴心调整及渲染、着色等处理。假定拆卸为装配的逆过程,在EON中对机械手手部进行拆卸,为装配分析提供依据,从而完成机械手手部的虚拟装配。在满足虚拟装配的前提下,运用EON设计机械手的手指运动轨迹,最终实现了中医按摩机械手的按摩动作。这对减少设计时间,缩短研发周期具有重要经济效益。     

具有视觉和力觉反馈的虚拟装配

在虚拟装配中，要使人们对装配对象和装配环境获得全面、逼真、自然的认识，除了视觉信息外，还应提供触觉、力觉等信息。在实现人与虚拟环境之间的视觉和力觉交互方面进行了初步尝试，通过建立虚拟对象的仿真模型和虚拟与现实世界之间的交互模型，利用常见的商用软件构造了虚拟装配环境和虚拟装配对象，研制和开发了二维力觉交互装置——力反馈鼠标，并通过实例进行了人与虚拟环境之间视觉和力觉交互的验证实验。     

虚拟环境下力觉交互的实现

对实现人与虚拟环境之间的力觉交互进行了初步尝试。在建立虚拟对象的仿真模型和虚拟与现实世界之间的交互模型的基础上 ,利用常见的商用软件构造了虚拟装配环境和虚拟装配对象 ,并通过一简单的力觉交互装置———力感鼠标进行了人与虚拟环境之间力觉交互的验证实验     

虚拟环境下力觉交互的实现

对实现人与虚拟环境之间的力觉交互进行了初步尝试,在建立虚拟对象的仿真模型和虚拟与现实世界之间的交互模型的基础上,利用常见的商用软件构造了虚拟装配环境和虚拟装配对象,并通过一简单的力觉交互装置-力感鼠标进行了人与虚拟环境之间力觉交互的验证实验。     

基于Quest3D的工业产品虚拟装配研究

针对工业产品结构特点,提出一种基于Quest3D的虚拟装配实现方法.利用UG NX软件自顶向下进行了发动机整机设计,探讨了不同软件平台之间数据格式转换问题,在DE中完成了模型转换,导入到Quest3D中,构建逼真的虚拟场景,通过键盘,GUI和5DT数据手套完成了发动机虚拟拆装.     

虚拟装配平台实现技术研究

对实现虚拟装配平台所涉及到的虚拟装配环境建设以及人机交互技术进行了研究。在介绍虚拟装配平台所使用的三通道投影系统硬件结构的基础之上,讨论了三通道图像拆分技术、通讯技术以及三通道同步机制。在开发数据手套与跟踪器驱动类的基础上,提出了把手势与跟踪器的方向相结合进行命令映射的方法,并采用无模式动态透明菜单以及对话框等交互方式作为手势命令的补充。通过实现虚拟装配平台原型系统作为验证实例,对所使用的技术、方法进行了验证。通过自主开发的虚拟装配平台原型系统,对上述方法、技术进行了验证。     

基于EON的网络虚拟装配技术的实现

基于网络的相关虚拟装配技术,使用EON Studio软件,通过三维产品建模、虚拟装配、网络发布等一系列步骤,实现了基于网络的人机交互虚拟操作,为各种产品的虚拟装配及虚拟展示探索出了较好的思路与方法。     

装配工位仿真中虚拟工具的研究与应用

为了实现虚拟工具的装配操作，首先根据操作方式以及自动化程度把工具分成自动工具、半自动工具和手动工具三类，在虚拟环境下建立装配工具库，提出了包含显示模型、碰撞模型、逻辑模型的虚拟工具表达方式；其次根据工具的类型，实现了虚拟环境下使用各类工具对零件的装配过程，包括虚拟工具与操作对象的定位以及操作对象与待装配体的装配过程；最后以汽车发动机装配线的工位规划为例，验证了所述方法的正确性和有效性。     

基于UG减速器虚拟设计、装配与Solidworks的仿真运动

利用UG软件可以建立齿轮减速器所有零件的三维模型,并进行虚拟装配,介绍了虚拟装配技术及其简要步骤,并导入到solidworks验证了减速器的运动干涉检验等.实现了减速器在虚拟环境中的产品开发设计过程,提高了产品设计开发效率,节约了开发成本.     

虚拟装配中的虚拟手交互技术

针对目前虚拟装配系统中操作者与虚拟对象交互的问题,本文的研究以数据手套作为虚拟装配操作的交互工具定义装配过程中虚拟手与零／部件的作用规则,建立虚拟手对零／部件的抓取,移动和释放的装配操作逻辑,成功地实现了虚拟装配环境中对零／部件合理而自然的装配操作。该操作方法已应用于集成虚拟装配系统(IVAE)。     

虚拟装配中基于生理约束的虚拟手建模与抓持规划

为控制虚拟手准确合理地完成虚拟零件的抓握动作,以方便快捷地实现虚拟装配仿真,在深入分析人手的解剖结构和关节运动生理约束的基础上,提出利用层次结构并借助三维虚拟现实软件EON,建立虚拟手几何模型和实现抓持控制的方法.该方法将手指简化为三关节连杆结构,采用逆向运动学方法,针对待拾取零件的位置计算出在目标位姿下各运动关节的角度值.进而利用关节插值方法,以迭代的方式实现对手部关节链上各个关节的运动控制,仿真结果验证了上述方法的可行性与实时性.     

虚拟环境下采摘机械手行为仿真

为优化荔枝采摘机械手设计,针对复杂环境下采摘机械手行为的复杂性和不确定性,采用VC++和EON SDK开发了采摘机械手行为仿真系统.分析给出了仿真系统体系结构,从采摘机械手建模和模型优化及层次结构装配、运动学模型建立、采摘环境构建、三维模型数据转换和人机交互等方面研究系统的实现过程.最后,在仿真平台上通过事件驱动与路由机制实现了虚拟环境下采摘机械手运动、采摘等行为仿真.     

沉浸式虚拟装配仿真技术研究

提出了一种基于多体动力学计算引擎的虚拟装配仿真框架,并对该仿真框架涉及的多面体近似凸集分解算法、并行碰撞检测、仿真场景构建、仿真模型定义与处理等关键技术进行了研究。基于该仿真框架,维修装配人员可以完全沉浸在虚拟装配环境中,采用数据手套、光学跟踪器和其他虚拟外设与装配零部件进行交互,从而体验真实的维修装配感觉,达到装配维修训练与试装配的目的。最后,在一个多人沉浸式虚拟现实硬件平台下开发虚拟维修装配仿真原型系统,以齿轮箱的拆装作为实例,验证了该仿真框架的有效性,为装配操作人员提供了一种优良的沉浸式用户操作界面。     

面向过程的虚拟环境中产品装配建模研究

提出了面向过程的虚拟装配建模方法,在虚拟环境中将装配建模与装配仿真相结合,建立装配关系模型的同时,实现了对装配过程的创建与仿真,从而,在虚拟环境中将面向结果的装配建模发展为面向过程的装配建模.设计者采用直接三维交互进行装配建模操作的同时,系统通过装配关系识别自动捕捉设计者的装配设计意图,通过装配约束运动确定零件的装配路径,通过虚拟装配建模过程信息重用为装配规划提供有效的支持.开发了面向过程的虚拟装配建模原型系统.实践表明,面向过程的虚拟环境中产品装配建模方法有效地提高了产品装配设计的质量与效率.