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。     

装配序列规划中拆卸方向的确定

以产品为出发点进行拆卸判断,以拆卸顺序的逆生成装配序列是装配序列规划中常用的方法,而拆卸方向的确定量是其关键的一步,而将拆卸方向简化为与坐标轴平行的方向不能产生完备的可行装配顺序集,在分析装配过程的特点基础上,提出一种根据装配约束关系用球面几何计算拆卸方向和方法,首先,利用球面几何的方法求解局部拆卸方向集,取局部方向集所对应的球面多边形的形心为局部拆卸方向;然后,利用投影的方法测试此局部拆卸方向是否为全局拆卸方向,文中提出的方法可以方便地用于工程实践中。     

虚拟维修拆卸序列规划方法研究

提出一种混沌遗传算法来解决了虚拟维修拆卸序列规划效率不高的问题.针对虚拟维修拆卸过程中拆卸序列规划问题,在遗传算法的基础上,结合混沌优化理论,提出了混沌遗传优化算法.上述算法以遗传算法为主流程,利用混沌现象不重复遍历的特点优化生成初始种群,然后对每次迭代中的个体以一定的概率进行混沌优化.经验证,混沌遗传算法能够有效解决虚拟维修拆卸序列优化问题.     

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。     

协同虚拟装配系统的实现

产品设计在产品开发过程中至关重要,传统的过程是通过物理样机进行实验、评价,开发周期比较长.本系统采用虚拟装配技术模拟该过程,可大大缩短开发周期,降低产品成本.文中介绍了支持协同的虚拟装配系统的主要功能和创新点,并对其中的关键技术进行了简要的说明,最后是对技术的发展展望.     

智能装配规划中的拆卸方向计算

提出了基于装配约束的离散化单位球面的拆卸方向计算方法．首先利用离散化的单位球面计算局部拆卸方向集,通过离散点坐标的加权平均求取拆卸方向集的质心;然后通过可拆卸性判断获得可行的全局拆卸方向．应用表明,该方法可有效地降低复杂产品拆卸方向求解的计算复杂度．     

交互式拆卸引导装配路径规划方法研究

在分析研究虚拟装配中的装配路径生成办法的基础上,根据实际需要提出了以交互式拆卸引导的装配路径规划方法的装配路径规划优化算法.算法主要通过人机交互的方式,记录零部件在拆卸过程中不同状态下每一步关键点的位置姿态信息.根据装配过程是拆卸过程反演的原则,通过“拆卸引导”形成零部件的装配路径,经过多次人机交互调试最终实现装配的最优路径.该算法的目的是生成无碰撞、无干涉的优化装配路径,从而实现虚拟环境中零部件更快捷、有效地装配.     

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。     

基于目标拆卸的虚拟拆装过程建模

针对目前基于层次关系模型和关联关系模型的虚拟拆装系统中未考虑目标拆卸的 问题,在原有层次关系模型基础上引入跳跃拆卸路径的概念,对基于层次关系模型和关联关系 模型的拆装结构模型进行了完善和优化。对引入跳跃拆卸路径后的拆卸模型进行序列规划,并 针对拆装决策过程中拆装单元的组合与还原问题进行论述,最后建立基于关联关系模型的目标 拆卸算法。以船用分油机进行实例验证,验证结果表明该模型能够很好地解决目标拆卸的问题, 对相关应用系统开发具有一定的参考价值。     

基于力反馈的虚拟拆卸系统关键技术研究

在虚拟拆装系统的研制过程中,一般要求设计的系统具有尽可能好的“沉 浸感”,除了给用户良好的视觉感受外,应尽可能多的增加其它感官感受,例如触觉等。因 此,对于力/触觉反馈的研究就变得尤为重要。该文在对PHANTOM Omni 力反馈装置工作 原理分析的基础上,运用VC++与OSG 相结合,实现了虚拟物体的拾取和交互式移动,针 对典型机械装备,开发了基于力反馈的交互式虚拟拆卸系统。使维修人员对机械产品和维修 场景产生最直接的感受与真实的操作体验,提高维修人员的维修质量和效率,降低训练成本。     

虚拟农业技术及其应用

计算机和信息技术对世界各地农业和农村发展发挥着重要的作用.虚拟农业技术将农业科学和信息技术、虚拟现实技术相结合,开辟了农业信息技术研究和应用的新途径.在给出了虚拟农业概念的基础上,分析了虚拟农业的组成、应用范围和发展方向.针对虚拟农业的一个典型应用--虚拟农作物,研究了虚拟农作物系统的结构,并采用植物三维重建法建立了虚拟农作物模型.     

基于VRML和Java的虚拟装配技术

对虚拟装配技术理论进行研究,应用三维形体空间坐标变换原理,利用虚拟现实建模语言（Virtual Reality Modeling Language,VRML）,结合Java语言,在Cortona浏览器的基础上构建可视的交互虚拟装配环境,并给出虚拟装配过程的实例．     

网络环境下协同虚拟拆卸训练平台

为实现复杂装备拆卸的多人协同工作,规划协同拆卸虚拟训练的工作流程以及网络环境下多人协同拆卸虚拟训练平台的体系框架;采用基于拆卸混合图的协同拆卸串、并行操作的管理方法,并分析协同拆卸过程中的多维拆卸信息,给出各种拆卸信息的协同可视化方法;协同拆卸虚拟训练原型系统的工作过程及其有效性通过示例进行说明并得到验证。     

几何建模技术在虚拟校园漫游系统开发中的应用

虚拟漫游系统的开发是虚拟现实技术的一个重要应用.以华北电力大学保定二校区为虚拟仿真环境,使用3DSMAX建模工具对校园中的各种模型进行建模,使用多种基于几何建模的场景优化措施,并基于Google Earth卫星截图进行场景的精确布局设计.结合Virtools虚拟现实开发平台,设计了虚拟校园漫游系统的开发流程,并在微机平台上实现了一个场景复杂的校园实时漫游系统.该校园漫游系统不但为用户提供了友好的Web界面,而且设计并实现了基于导航图控制的人机交互机制,便于综合使用多种漫游方式快速漫游校园的场景.     

A virtual prototyping approach to product disassembly reasoning

An important aspect of Design for the Life Cycle is assessing the disassemblability of products. After an artifact has completed its useful life, it must be disassembled then recycled, remanufactured or scrapped. Disassemblability of a product can be evaluated by performing disassembly activities on prototypes. Virtual prototyping (VP) is an alternative to hardware prototyping in which analysis of designs can be done without manufacturing physical samples. In recent years, disassembly processes have been generated either by using interactive or automated approaches, but these approaches have limitations. Interactive approaches require extensive user input usually in the form of answering questions, whereas automated approaches can only be used to generate disassembly processes for products with simple component configuration and geometry. In this paper automated and interactive techniques are combined, using VP, to generate complete disassembly processes of a product design. To support generation of disassembly processes of a product, a virtual environment and VP method were developed that will support disassembly activities performed by a designer. The product model of the virtual prototype is generated from the CAD model. The disassembly process model for the prototype is generated using automated reasoning techniques and is completed by interactively disassembling the product in the virtual environment. Extensions to automatic reasoning techniques to compute ranges of feasible directions of component removal were developed to facilitate the generation of the disassembly process. A scheme to represent the disassembly process for disassemblability evaluation was developed and implemented. In this paper a Chrysler LHS center console has been used to illustrate our approach of generating disassembly processes via VP.     

虚拟现实技术在化学实验教学中的应用研究

虚拟实验应用日益广泛,而支持虚拟实验的相关技术成为了研究热点。分析了虚拟化学实验及其在未来虚拟现实技术上的发展趋势,综述了U-nity3D技术、增强现实技术和Kinect体感交互技术的理论基础以及在虚拟化学实验中的应用与发展,以虚拟技术融合的方法为导向,仿真化学实验的实时环境,使虚拟实验简单化、直观化。展望了虚实融合技术在虚拟实验领域的应用前景。虚实融合技术有利于推动虚拟化学实验朝智能化发展,是虚拟实验改革的一个新起点。     

基于循环迭代的飞机虚拟拆装过程建模方法

将循环迭代法应用于飞机虚拟拆装,研究飞机的拆装过程,提出一种基于循环迭代的虚拟拆装过程建模方法。结合飞机拆装过程动态循环的特性和虚拟人拆装行为并行相似的特点,建立虚拟人拆装行为参数化模型,规范虚拟人拆装行为的统一表达;在此基础上,分析虚拟人与部件的交互关系,构造虚拟人拆装行为、拆装次序、部件状态之间的迭代函数,建立虚拟拆装过程模型,实现虚拟人拆装行为的参数化描述和部件拆装过程的表达。以分布式虚拟维修训练平台中的集中故障显示接口组件拆装为例,对该方法进行仿真验证和比对,结果表明,以虚拟人拆装行为变化表示的部件状态变化使部件的拆装更易于表达,拆装训练效率有所提高。