虚拟布局/装配环境下的人机交互技术研究

为了解决虚拟布局/装配中的人机交互问题,结合虚拟布局/装配环境,分别给出了输入控制器Neowand和三维跟踪器FOB的操作方法和工作原理.提出了综合使用Neowand和FOB进行人机交互的方法;对相应配置作出了说明;讨论了在虚拟布局和装配环境中此人机交互方法的应用.通过基于CatiaV5提供的虚拟平台,对输入控制器和三维跟踪器的应用进行了实例验证,验证结果表明上述人机交互方法有效可行.     

基于web的交互式虚拟装配平台的开发与实现

基于网络的虚拟装配是实现产品网络化设计制造的一项重要技术,当前已经成为研究热点。提出了一个基于web的交互式虚拟装配平台,用于实现网络化的虚拟产品装配显示、管理和控制等;主要研究了该平台的体系结构及支持网络化虚拟装配中的几类关键技术与解决方法,在此基础上,开发了一个基于web的交互式虚拟装配平台原型系统。     

虚拟装配工艺设计技术研究与应用

阐述虚拟装配工艺设计技术内涵及其体系结构,深入分析其所涉及的CAD系统与虚拟现实系统间的数据转换、碰撞检测技术、装配规划与仿真以及装配运动导航与准确定位等关键技术,并应用该技术,以商品化CAD系统Pro/E为建模工具,在VC与WTK平台及ORACLE数据库的支持下开发了一个虚拟装配工艺设计原型系统HIT-VAPD,实现了虚拟现实环境下的产品装配工艺规划与设计.实际应用表明,该系统可显著提高装配工艺设计效率,减少设计缺陷.     

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。     

汽车主减速器虚拟装配中的关键技术研究

针对汽车主减速器虚拟装配系统的开发需求,以Unity作为开发工具,结合HoloLens设备,对主减速器虚拟装配中的着色器、碰撞检测和人机交互等关键技术进行研究.通过分析不同光照模型及其所实现的渲染效果引入Half Lambert光照模型,并将其与Blinn-Phong光照模型相结合实现能够获取逼真场景的着色器渲染技术,并根据Unity中基本碰撞器和网格碰撞器的使用特点提出了一种针对主减速器虚拟装配的碰撞检测方法,此外还基于HoloLens的凝视、手势和语音等三大基本输入方式实现了一整套简单、自然、人性化的全新人机交互方式.     

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.     

面向虚拟装配的虚拟手交互技术研究

人机交互技术是虚拟装配过程的关键技术。通过数据手套实时、自然地与虚拟环境交互,完成虚拟装配等操作,为虚拟装配提供更为直观的验证和优化。结合机械产品的结构特征与装配操作需求,研究了面向机械产品虚拟装配的手势识别交互技术。针对四大类型通用机械零件分别进行了抓取手势的定义与识别,提出了机械零件虚拟装配中虚拟手势的识别及稳定抓取算法。应用减速器虚拟装配进行实例验证。表明,提出的手势识别和抓取算法是有效的,可以使虚拟装配过程的交互性以及沉浸感进一步加强,有助于减少虚拟装配操作的失误。     

精密剪切设备虚拟开发系统的软件体系结构研究

论述精密剪切设备虚拟开发系统的多层次体系结构(包括基本运算层、应用平台层、功能模块层、人机交互层)以及系统开发的关键技术(包括精密剪切技术、虚拟产品开发技术、虚拟建模技术、虚拟装配技术、仿真技术、数据库技术、面向对象的技术)，提出系统开发的基本流程和一种系统实现原型，旨在为软件开发和实现提供一种可行的解决方案。     

面向交叉装配的线缆虚拟装配规划信息管理技术

在分析线缆虚拟装配规划过程中需管理的信息的基础上,以装配任务和布线任务为基本信息载体,提出了面向交叉装配的线缆虚拟装配规划过程描述模型,实现了装配规划历史信息的记录。研究了线缆虚拟装配规划结果信息后处理技术,将结果信息处理后以装配动画、报表清单、初始装配工艺文档等形式输出,可达到用虚拟环境下的规划结果指导生产实际的目的。在自主开发的虚拟装配原型系统VAPP上对上述技术和方法进行了实例验证。     

基于HLA的分布式协同虚拟装配系统研究

针对复杂产品装配设计过程中协同工作的需求,开发了一个面向多用户协同设计的分布式虚拟装配系统(DCVAE).提出了分布式虚拟装配系统体系结构、对协同虚拟装配操作方法进行了研究,基于分布式仿真支撑环境DMSO HLA/RTI,利用实时视景仿真软件开发库OpenGL Performer,实现了DCVAE的原型系统.通过某车型整车协同虚拟装配评审实例,证明该系统可应用于复杂产品的虚拟装配数摸验证.     

飞机零部件自适应装配系统研究

针对当前飞机零部件装配型架自动化程度低、装配过程可控性差等问题，研究了一种飞机零部件自适应装配系统。该系统集成了虚拟技术、激光跟踪仪检测技术与柔性定位技术，采用了基于力与位移的全闭环控制方法，借助虚拟装调系统实现关键部件的自适应定位与装夹。系统采用某型机机头锥作为自适应装配验证对象，完成了对该部件的自适应精确装调，保证了安装精度，实现了装配过程中力与位移的监控。     

某型雷达T/R组件的虚拟装配应用研究

分析阐述了虚拟装配技术的原理和一般过程,结合某型雷达T/R组件的虚拟装配设计思想,提出了虚拟装配技术的设计流程,并以某型雷达T/R组件为虚拟装配设计对象,进行相应的装配检验,成功地在计算机虚拟环境（Division Mockup）下完成了某型雷达T/R组件的虚拟装配设计.     

面向大型复杂产品的虚拟装配技术研究

针对大型复杂产品在装配生产组织形式、人的参与程度、装配工艺流程的优化、装配人员培训和示教等方面的特点,分别进行了虚拟装配关键技术的研究。重点探讨了考虑人体活动的新型虚拟环境技术、CAD系统和虚拟装配系统的数据集成技术、装配工艺的生成及其优化技术、工艺文件生成和现场示教技术等4个方面。最后给出了开发的虚拟装配原型系统在某型号复杂产品中的应用实例。     

人在回路的沉浸式虚拟装配技术研究

针对传统产品开发的序贯过程,很多问题要待到实物装配时才能充分暴露,导致零部件装配缺陷发现滞后,提出了人在回路的沉浸式虚拟装配技术。研究了人在回路的沉浸式虚拟装配环境、虚拟装配关键技术、虚拟装配应用系统,提出了人在回路的沉浸式虚拟装配原理,基于Virtools搭建出虚拟装配原型系统,并进行了工程验证。结果表明,所设计的人在回路的沉浸式虚拟装配系统具有一定的工程应用性。     

虚拟装配技术的应用研究

分析阐述了虚拟装配技术的原理和过程，以挤压部件为产品设计对象，进行虚拟装配设计，并进行相应的装配检验，产生装配顺序与装配路径，制作装配动画，成功地在计算机虚拟环境中完成了产品的开发设计过程。     

虚拟装配技术在雷达装配中的应用

虚拟装配技术是虚拟制造领域的核心技术之一。重点介绍了虚拟装配核心技术及虚拟装配环境构建,并在此基础上以雷达某部件为例,在eM-Engineer软件虚拟环境下,对其装配过程进行演示,以可视化方式实现了对其可装配性的研究。     

腹腔微创手术机器人虚拟手术仿真系统研究

将虚拟现实技术引入到医疗手术机器人系统之中,建立一个可用于腹腔微创手术机器人模拟训练的平台,提出了一种基于OPENGL、图形反馈及力反馈的虚拟手术仿真系统.介绍了系统的总体结构,系统软硬件平台构成,仿真环境的建立以及手术仿真的原理,提出一种可行的虚拟手术仿真系统解决方案.     

VR技术在雷达转台结构设计中的应用研究

针对雷达转台结构设计中易出现装配干涉和维修性考虑不足等方面的问题，将虚拟现实技术引入设计过程，提出了应用虚拟现实技术进行雷达转台结构设计的流程。并对所涉及的虚拟现实显示、操作实时响应等技术进行了介绍。最后在虚拟环境下对某型雷达转台进行装配性和维修性分析，成功地发现设计中的问题并改进。     

基于OBB算法和数据手套的模具虚拟装配系统研究

开发了一个基于MFC的半沉浸式模具虚拟装配系统M—VAS，应用OBB算法有效解决了虚拟操作中的碰撞检测、手的穿透防止、抓取释放等关键问题，为克服传统防穿透算法的失真，提出了一种新的基于前向预防的防穿透机制。通过复杂电机壳体模具的装配仿真实验，表明该系统具有较理想的反应速度和操作真实感，为模具的数字化设计与制造提供了一种技术手段。