虚拟装配的研究综述与分析(II)

虚拟装配是近年来兴起的重要研究方向,为了对虚拟装配技术的研究状况进行全面的综述和分析,介绍了几种典型的虚拟装配系统,分析了其功能和组成.并探讨了虚拟装配主要研究内容的研究概况,主要从CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换技术、利用VR的交互式装配规划技术、基于几何约束的虚拟装配/拆卸过程仿真技术等七个方面进行分析.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,并给出了将来发展的主要方向.     

虚拟装配的研究综述与分析(Ⅰ)

对虚拟装配技术的研究状况进行了全面的综述和分析,主要讨论虚拟装配的概念和内涵,指出虚拟装配技术本质上是实现两层次的映射.从不同角度对虚拟装配进行分类,根据实现功能和目的不同可分为以产品设计为中心的虚拟装配、以工艺规划为中心的虚拟装配和以虚拟原型为中心的虚拟装配,根据虚拟环境的不同可分为桌面式系统、头盔式系统、CAVE式系统和Cybersphere系统,并根据这些系统的优缺点自行设计了一种新型的虚拟装配环境系统.最后给出了典型虚拟装配系统的体系结构和工作流程.     

基于SolidWorks的减速器设计及虚拟装配

虚拟装配是新兴的虚拟产品开发研究的重要内容.采用虚拟装配技术可以在设计阶段就验证零件之间的配合和可装配性,保证设计的正确性.通过在SolidWorks软件平台上对减速器产品典型零件进行3D建模和参数化设计,确保了应用三维CAD技术进行产品的高效设计,进而完成了实体建模和虚拟装配设计.     

虚拟装配仿真平台的设计与研究

基于PC机,应用虚拟现实开发工具Open Inventor,采用Visual C 语言研究开发了一个虚拟装配仿真平台．描述了虚拟装配仿真平台的基本结构,介绍了仿真平台基本组成模块的功能特点,并通过实例演示产品在虚拟平台中进行拆卸的工作过程。     

虚拟装配技术应用研究

阐述了虚拟产品设计的基本内容和虚拟装配技术的原理、过程和方法,以风机叶轮组件为产品设计对象,进行虚拟零部件设计和虚拟装配设计,并进行相应的装配检验,对产品的零部件及结构设计进行分析、评价和设计修改,从而在计算机虚拟环境中完成了产品的开发设计过程,大大缩短了新产品的开发设计过程。     

基于动作对象的虚拟维修动作仿真方法研究

针对现有开发软件无法方便、高效地进行虚拟维修动作仿真的问题,提出了一种包含维修、维修事件、维修作业、基本维修作业、基于对象的维修动作的分解层次结构,该结构中基于对象的维修动作能承载虚拟现实设计软件提供的基本动作模型,有效地提高了仿真效率。给出了基于对象的维修动作的分类及定义,以3种典型基本维修动作为例,讨论了基于对象的维修动作设计与实现的思路和方法。以Vitrools和3DS Max软件为平台,采用可视化仿真脚本实现了虚拟维修动作的仿真,并以更换某型传真机扫描摩擦轮为例进行了验证,效果良好。     

基于模糊评判的装配序列生成

利用模糊逻辑用于优化装配序列生成的方法,在讨论装配序列评价特点的基础上,分析了影响装配序列产生的6个重要因素;根据模糊集理论建立了这些因素的隶属度函数,建立了评价装配序列“易于装配”的综合标准,给出了评价指标规范化计算方法。通过对满足优先约束集的零件,产生当前可分解零件集,根据“易于装配”综合标准判优进行逐层分解,产生优化装配序列。最后应用飞机发动机装配实例验证该装配序列规划方法的有效性。     

机械设计中虚拟技术的应用研究

虚拟现实是一种新型的人机交互系统，是现代机械设计发展方向。本文在简要介绍虚拟现实概念及在机械设计中应用的基础上，提出了一种基于VRML的虚拟装配设计系统实现方法。     

基于Catia零件设计与虚拟装配体

在机械零部件虚拟装配模型设计方面,catia软件得到了广泛的应用.基于这种认识,本文对该软件及其在虚拟装配建模中的应用进行了分析,然后对基于catia的虚拟装配体的设计方法和步骤进行了探讨,其中虚拟装配的工程设计思想在研究过程中发挥了巨大的作用.     

基于UG的齿轮泵的虚拟装配与仿真

基于U G强大的建模和装配技术,分析了齿轮泵各零件的建模设计、虚拟装配和运动仿真的过程。实践证明,利用U G进行虚拟装配和运动仿真,可以缩短产品的研发周期,提高生产效率,同时也给机械类专业的虚拟教学提供了思路。     

基于SolidWorks模型的虚拟装配模型转换和表达方法

为将SolidWorks装配模型转换为虚拟装配模型,提出把虚拟装配系统模型转换划分为零件模型转换和装配约束模型转换两部分.使用虚拟仿真标准格式OpenFlight数据库表达零件的层次化模型,采用面向对象的层次化模型表达零部件间的装配约束模型,零件模型和装配约束模型通过结点编号实现映射.在基于OpenGL Performer的虚拟装配系统中实现了装配模型的重构,实例研究表明该方法简单有效,具有可扩展性.     

基于SolidWorks模型的虚拟装配模型转换和表达方法

为将SolidWorks装配模型转换为虚拟装配模型,提出把虚拟装配系统模型转换划分为零件模型转换和装配约束模型转换两部分．使用虚拟仿真标准格式OpenFlisht数据库表达零件的层次化模型,采用面向对象的层次化模型表达零部件间的装配约束模型,零件模型和装配约束模型通过结点编号实现映射．在基于OpenGL Performer的虚拟装配系统中实现了装配模型的重构,实例研究表明该方法简单有效,具有可扩展性．     

层次约束结构的虚拟装配建模技术

为了解决虚拟环境下装配建模在信息完备性和模型复杂性等方面的问题,提出了一种基于层次约束结构的虚拟装配模型.该模型分为产品层、部件层、零件层、特征层、几何面层和面片层来表达,不同层元素之间存在层次映射关系,同一层元素之间存在约束关系.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟装配模型的生成算法,并给出了根据虚拟装配模型生成的虚拟装配场景图的结构.基于层次约束结构的虚拟装配模型具有信息表达完备,信息集成度高,满足实时性要求等优点,同时还能与CAD系统和虚拟装配场景图实现集成.实例验证了虚拟装配建模的有效性.     

基于IDEF和UML的虚拟装配系统建模

为了解决复杂虚拟装配系统的系统建模问题,在分析IDEF和UML建模方法优缺点的基础之上,提出了一种两者相结合的系统建模方法.首先利用IDEF建立系统的功能模型、信息模型和过程模型,再根据IDEF和UML模型之间的映射机制,将IDEF模型转换为UML模型,从而完成系统从需求分析、功能设计、对象设计直至软件实现的整个过程.该方法能有效弥补单纯采用IDEF方法建模或UML方法建模的缺陷,实践证明在虚拟装配系统建模中具有重要的应用价值.     

基于三维模型的装配技术研究

分析了虚拟装配的重要意义,提出了基于三维模型的装配规划的系统结构,并对其中的装配信息建模、装配序列规划、干涉检测、装配序列评价等关键技术做了具体的介绍。基于拆卸思想．采用几何推理与经验知识相结合的方法,交互生成装配序列和装配路径,用于形象、直观地指导现场装配。     

一种基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法

针对构件式建筑幕墙如何进行虚拟自动装配问题,提出了基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法。该方法首先需要创建建筑物外围模型,通过逐步细化建筑物外围模型从FIM到OGM,再到AGM,将建筑物三维模型中的外围骨架的结构数据转化为建筑幕墙虚拟装配的数据;然后,利用转换后的装配数据应用于建筑物的三维装配几何模型中,以建筑物的外围骨架作为顶层基本骨架,采用自顶向下的方式驱动建筑幕墙的自动装配;最后通过实例验证了此方法是有效的,并且与传统方式相比可以提升装配效率。     

一种基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法

针对构件式建筑幕墙如何进行虚拟自动装配问题,提出了基于模型驱动的建筑幕墙虚拟自动装配方法。该方法首先需要创建建筑物外围模型,通过逐步细化建筑物外围模型从FIM到OGM,再到AGM,将建筑物三维模型中的外围骨架的结构数据转化为建筑幕墙虚拟装配的数据;然后,利用转换后的装配数据应用于建筑物的三维装配几何模型中,以建筑物的外围骨架作为顶层基本骨架,采用自顶向下的方式驱动建筑幕墙的自动装配;最后通过实例验证了此方法是有效的,并且与传统方式相比可以提升装配效率。     

基于VRML的装配流程控制研究及实现

对机械产品的装配流程进行了研究,利用VRML的节点技术及其自主性、交互性、真实感和支持网络的特点,实现了一种基于vrml的交互的虚拟装配机制,利用特定的环境模型文件,可以完成装配平台的自动构建.以曲柄连杆机构为例实施虚拟装配,对该项技术方案的可行性进行了验证.     

力反馈技术在虚拟装配中的应用研究

在虚拟装配中,力反馈技术有着广泛应用前景和迫切的现实需求,但目前存在普通触觉渲染引擎不适用于虚拟装配,专业设备价格高昂等问题。该文提出了一种在普通三维引擎的基础上,将力反馈技术运用于虚拟装配的方法。首先,设计了具有力反馈功能的虚拟装配程序的基本框架。其次,在现有触觉渲染引擎的基础上,针对虚拟装配的特点,以God—Object算法和Force—Shading算法为基础,设计并实现了符合虚拟装配要求的触觉渲染模块。结果表明力反馈技术能有效提高虚拟装配的效率。