VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

基于三角面片零件模型的装配特征信息提取方法

针对三角面片表示的零件模型,通过对三角面片信息进行处理,提出一种通用的数据预处理方法,可以对三维模型进行拓扑重建,实现模型的体素分离,提取三维模型的几何特征。利用这一方法,可以实现VR系统与通用的CAD系统之间实现信息交换,让不同系统的产品数据得到顺畅传递,同时为后续的虚拟装配及机构运动仿真提供必要的信息基础。     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

基于开源场景图形的三维可视化与信息管理系统设计

对于产品虚拟装配的三维呈现过程中难以实现零件信息管理问题,结合电动车模型的拆装,提出三维可视化与信息管理技术融为一体的设计方案。首先,建立三维模型库,并根据电动车模型的拓扑结构和辅助信息,如零件的材质、型号等,建立信息库;其次,读取信息库中零件与子装配体间的父子关系信息建立目录树,根据子装配体与场景树均为“多叉树”组成结构的原理进行子装配体的三维呈现,再对子装配体的各个节点设置动画完成拆装呈现;最后,采用多线程方法将电动车配件信息管理与可视化有机结合,实现支持三维的拾取交互查询和检索定位查询等功能。系统以世纪鸟电动车进行验证,实现了三维可视化技术与信息系统相融合,能快速有效地为电动车的三维呈现和虚拟装配提供技术支持。实例验证表明,所设计系统可以有效地将零件的信息管理融入到虚拟装配的三维可视化中。     

基于 MBD 的三维图样表达方式研究与系统实现

针对现有三维图样技术在实际应用中存在的主要问题,提出了设计视图、模型与 标注分区显示、集成标注等具体方法,解决了目前三维图样信息显示不清晰、无法满足复杂产 品信息定义需求等关键问题。结合数字化环境下产品信息表达与数据一致性等需求,采用信息 结构树保证了几何与非几何信息间的关联性。给出了三维图样系统的具体设计方案,以及相应 可视化功能的具体实现方法,实现了基于 ACIS 与 HOOPS 联合平台的三维图样软件系统开发, 在该系统中完成了典型零件的精度设计,验证了三维图样软件系统的实用性。     

增强现实环境下的产品装配引导技术

以增强现实环境下引导产品装配为目标,建立了面向增强装配过程的统一 信息模型,管理文字、几何和产品装配特征等可视化引导信息。采用基于标志物的视觉跟踪 技术实现虚拟零件和视频中真实零件的注册定位,通过建立虚拟和真实装配场景的深度图处 理增强装配场景中虚实物体的遮挡关系。利用虚实零件的注册位置把装配引导信息叠加到装 配视频场景中。并开发了演示系统,分析和说明了增强现实环境下引导产品进行装配的过程。     

虚拟装配自动文本标注研究及在动车组中的应用

三维自动标注可明显提高复杂产品虚拟装配及虚拟样机技术的实用性.针对复杂产品虚拟装配实时文本标注复杂和效率低问题,提出交互式快速文本标注布局算法.算法通过预定义标注位置,建立文本压盖避让规则、动态调整标注规则,实现了移动三维模型点标注和左右标注快速自动布局.实例结果表明,该方法显著提高了复杂产品三维模型的可读性,增强了仿...     

三维工艺模型标注尺寸构造方法研究

根据工艺和拓扑相关表面(TTRS)理论识别三维工艺模型中全部面的特征,获得零 件的 TTRS 和相应最小几何基准元素(MGDE)的几何与拓扑信息,提取工艺模型标注元素。根据 MGDE 与基准的相对位置对工艺模型标注元素进行分类用于构造标注尺寸。标注元素存在冗 余,针对 3 种冗余情况提出了相应的冗余标注元素消除规则,并依据规则实现了冗余消除。对 于 6 种尺寸标注类型,给出了其权值的计算方法,并以此确定尺寸标注次序。针对生成的标注 尺寸中可能存在冗余的情况,运用图论方法消除冗余标注尺寸,并给出了冗余标注尺寸消除算 法流程图。构建了完整的尺寸标注集,实现了工艺模型三维标注尺寸的构造。基于 UG/Open Grip 开发了三维标注尺寸构造与显示模块,实现了上述算法。     

基于混合模型的虚拟装配关键技术研究

针对虚拟装配中采用多边形网格模型引起的组件定位困难和碰撞检测精度低等问题,提出一种采用精确几何模型及其对应的多边形网格模型的混合模型作为底层数据,支持精确装配的虚拟装配系统构造方法,并基于Parasolid和Vir-tools平台进行了实现。基于混合模型的碰撞检测能根据计算精度和时间要求自适应求解,在速度快的同时,满足高精度碰撞检测要求;基于混合模型的组件装配,采用离散采样点定义装配路径,通过装配几何约束交互式定义限制组件的运动范围,通过自由度规约、装配约束求解实现了零部件精确定位,通过四元数插值实现装配路径中零部件位姿的平滑过渡,能满足高精度的装配要求。该方法已经在开发的多个系统中得到验证和应用。     

虚拟装配与CAD之间的信息交换

该文指出了虚拟的产品零部件模型在CAD系统与虚拟装配系统之间的差异.通过分析指出了进行虚拟装配应当从CAD系统中获取的信息内容,如何使用CAD提供的接口和API获取零件的装配信息以及如何在虚拟装配系统中使用所提取的装配约束信息,为工程实践中开发虚拟装配系统以及实现CAD与VA的集成提供了一条技术途径.