基于虚拟现实的煤矿设备装配仿真系统研究

针对煤矿大型设备装配存在拆装繁琐和成本高的问题,以采煤机、液压支架、掘进机和提升机为研究对象,采用虚拟现实技术设计并实现了一套由虚拟装配子系统、场景仿真与漫游子系统组成的虚拟装配与仿真系统.利用Maya对大型设备建模,通过VS程序设计,在Unity中进行交互控制,实现了设备的虚拟装配与拆卸、采煤工作面的虚拟仿真漫游功能.系统有效地提高了训练效果,形象逼真地再现了煤矿井下生产过程,具有良好的沉浸性和交互性.测试表明:经该仿真系统训练与使用,有效提高了设备实际装配与拆卸能力,同时降低了成本,具有显著的实际应用效果.     

虚拟培训中的虚实联动技术

针对传统培训方式的不足,提出了虚实联动的培训方式.通过构建虚拟设备,硬件可编程逻辑控制器(PLC)、PC、虚拟设备三者之间的通信,实现虚拟设备和实体设备之间的联系,并且通过现场控制系统采集实体设备运行数据,将实体设备运行和故障等信息在虚拟设备中实时表现出来,拓展了虚拟培训的新思路.以喷印机虚拟联动系统为例论述了虚拟联动技术的必要性和可行性.     

基于VR的“农业机械学”仿真教学系统

为改善传统农业机械教学过程中“老师难教,学生难懂”的局面,从虚拟仿真教学角度出发,以现代农场为原型,基于Unity3D虚拟现实开发平台,设计开发了“农业机械学”仿真教学系统.阐述了系统的设计思想、功能和结构,并对开发流程中所涉及到的关键技术进行了介绍.应用结果表明,系统实现了虚拟农场中农机设备生产作业的虚拟可视化,并且对各种主要农机设备的拆装、维修保养及工作原理进行了在线展示,具有一定的实用性和教学价值.     

气瓶焊接设备的虚拟设计与改装

为了降低老旧设备改造的工程成本,本文提出了设备虚拟改装的概念。本文基于虚拟制造技术讨论了设备虚拟改装的原理和特点,提出了虚拟改装系统的实现方法和运行模式 ;探讨了老旧机床本体及新附加装置的建模方法,并在工业用非重复充装焊接钢瓶生产线建设中进行了焊接专机的改装实践。设计中可动态展示虚拟样机的结构、工作原理,,确保了机床改装一次成功。结果说明,这些机床结构简单、成本低,在生产中能满足工艺要求。     

一种数据手套交互控制模块的设计与应用

在三维虚拟环境下进行虚拟制造(VM),是当今制造业发展的趋势.数据手套是实现虚拟现实技术的交互设备之一,数据手套的应用对于虚拟制造非常重要.研究数据手套的功能和原理,设计了一种面向虚拟制造的数据手套交互控制模块.通过虚拟手的建模以及数据手套实时采集数据,来实现虚拟手与人手的手势映射,并结合层次包围盒算法实现虚拟手与虚拟场景的碰撞检测.研究结果显示,在模块下人手到虚拟手的动作映射和虚拟手对虚拟物体的碰撞检测能基本满足虚拟制造系统的理论要求,具有一定的实用性.     

惯性导航装置虚拟检测仪设计

惯性导航装置是一种很重要且精密的设备,故障检测和诊断是设备维修的前提,综合采用现在的虚拟检测技术,对惯性导航装置的故障检测方法进行了研究,设计了虚拟检测仪的硬件设备,开发了虚拟检测仪的软件,完成了整个虚拟检测仪的设计。     

在Windows9X下虚拟微机接口

为了节约设备投入,提出了设计微机接口仿真实验系统的设想,探讨了微机接口芯片虚拟设备驱动程序的设计方法,并给出了一设计实例,实现了8255芯片的全部功能.     

面向人素分析的虚拟维修系统的设计与实现

提高产品的维修性是当前产品开发的主要性能指标之一.在产品的维修性设计中,通过虚拟维修仿真过程的人素分析,可以有效地提高产品的维修性.据此,提出了一个面向人素分析的虚拟维修系统的结构框架,并基于虚拟人软件平台--Jack进行了系统实现.该系统可以在维修仿真过程中,控制虚拟人对虚拟样机进行维修操作,并进行在线分析和给出维修性的设计建议.以某型设备为例,对系统进行了实例验证.最后提出了进一步研究的工作.     

基于3D引擎的变电站虚拟设备实现研究

针对变电站虚拟培训场景需要实现高真实感、高交互性的变电站虚拟设备的培训要求,提出了基于3D引擎实现变电站虚拟设备的思想,对3D引擎实现虚拟设备概括出了"几何特性+行为特性+交互特性"的实现方法,结合变电站虚拟设备应用特点,设计实现了适于虚拟设备的交互算法,使得虚拟设备的交互性进一步提升。     

基于Virtools的三维交互虚拟啤酒灌装线的构建

以虚拟啤酒灌装生产线为研究对象,对大型虚拟设备及灌装生产线的构建过程、模式方法进行了探讨和研究.通过虚拟设计、几何建模及时生产线整体运行时虚拟设备传动关系数学建模,采用Normal Mapping和Shader等次世代图形图像技术,结合Virtools实时渲染引擎,开发出场景式、高交互、超现实、网络化的虚拟啤酒灌装生产线,并将所构建的虚拟生产线应用到职业教育的生产实训和相关企业的岗前培训.