面向虚拟制造和装配的触感接口

触感接口是实现操作者与虚拟环境之间触感信息交互的关键环节。从触感的生理学基础入手 ,介绍了与触感接口相关的概念与技术内涵 ,概述了触感接口技术的特点与应用现状 ,并探讨了其存在的问题与发展趋势     

一种接收仿真数据的通用高层体系结构的接口研究

为提高基于高层体系结构的仿真工具的通用性,在分析高层体系结构接口数据流程的基础上,提出了一种通用的高层体系结构接口模型.该模型建立了一种通用的高层体系结构接口数据表示、存储和访问的方法,实现了对象类属性的动态订购和反射.此外,利用联邦对象模型文档自动解析技术,实现联邦对象模型信息动态获取,减少了高层体系结构接口代码中仿真应用与运行时间框架之间的静态连接,实现了仿真应用与运行时间框架之间的松耦合.最后,以虚拟样机可视化虚拟环境的高层体系结构接口开发为例,验证了该高层体系结构接口模型的有效性.     

基于云制造平台的虚拟云桌面方案研究

与传统PC桌面相比,虚拟云桌面具有安全性可靠、节约资源、便捷性好等优势。通过对现有云平台的完整性分析,研究为云制造服务平台建立云桌面接口,提出了一种云桌面架设方案,从而有效地解决了现有平台在信息安全、远程移动办公、资源规范管理、系统资源购买力不足等方面所存在的问题。最后通过接口优化将该方案与云平台接合,验证了该方案的可行性。     

基于Labview的远程网络化虚拟频谱仪

随着网络技术的不断发展,虚拟仪器技术在网络上得到了广泛应用。本文详细介绍了基于LABVIEW的远程网络化虚拟频谱仪的设计与实现。通过LabVIEW开发平台和82357A接口转换盒设计和实现了网络虚拟频谱仪系统,从而完成远程虚拟的测量与操作。     

基于I~2C总线的单片机系统设计与虚拟仿真

目前,MCS51系列、ATMEL89系列、68HC05系列等单片机应用很广,但他们均没有I2C总线接口,限制了在这些系统中使用具有I2C总线接口器件的应用。本文介绍了基于I2C总线的A/D转换的接口电路设计与编程,在Proteus仿真环境下建立单片机系统电路模型,实现了基于I2C总线的A/D转换测试过程的虚拟仿真。     

基于组件技术的虚拟数控系统组件的设计与实现

在系统阐述组件技术的概念与特点的基础上,通过对虚拟数控系统组件进行系统地划分与分析,运用COM技术及OPC规范,将组件技术用于虚拟数控系统的开发,并以数控代码解释组件及其接口的设计过程为实例加以说明。     

颞骨手术虚拟触感装置设计及其运动学分析

针对现有颞骨手术术前培训手段存在的问题,设计了一种具有结构简单、位姿解耦、自重平衡特点的5自由度力反馈触感装置。其采用水平放置的平行四边形结构,使得前后和左右两个位置自由度均满足重力平衡;对于后3个姿态自由度,采用驱动电机补偿的方式实现了完全重力补偿,进而实现了整个触感装置完全重力平衡;在触感装置结构设计的基础上对触感装置开展了工作空间分析,针对触感装置的运动学模型问题,基于旋量法建立了触感装置的正逆运动学模型;利用该模型,通过推导其末端雅可比矩阵,建立了速度模型;最后,通过Matlab对机构的条件数进行了分析计算,对机构灵活性进行了评价。研究结果表明:所设计的机构满足工作空间需求,其灵活性较好、精度较高,验证了触感装置机构设计的合理性。     

6-DOF双并联力觉交互系统设计及实验验证

研制了一种新型双并联力觉接口,采用改进Delta并联机构与3-RRR球面并联机构具有运动学解耦特性,使该构型在保证运动空间的同时消除了运动奇异点.建立了力觉接口的控制系统,提出了带有速度前馈的PI自适应稳定交互算法,实现了对于理想力信号的快速跟踪及扰动抑制.通过跟踪长方体表面及虚拟销孔装配作业实验,验证了新型力觉接口及其力觉交互系统的性能.     

材料弹性对摩擦触觉感知的影响研究

材料弹性是影响触觉感知的物理属性之一，从皮肤的“感”和大脑的“知”系统研究材料弹性对触感的影响规律具有重要意义。通过对手指触摸不同弹性特征表面的摩擦、振动信号以及激发的触感脑电信号进行特征参数提取，建立了材料弹性模量E与触感特征参数的关系，实现了弹性表面触感的部分量化表征。结果显示：手指触摸橡胶材料的摩擦力以滞后摩擦分量为主；手指触摸陶瓷和塑料材料时滞后摩擦和黏着摩擦共同影响表面接触摩擦力。相关性分析显示材料E与手指触摸材料的摩擦因数μ、振动频谱最大幅值A_max、振动信号的递归参数角线长度均值L和垂直线段长度均值TT均呈负相关，表明材料E越小，振动系统的稳定性越差，复杂度越高。大脑触觉感知的加工时间为触摸开始后的200～400 ms之间，弹性触感激活的脑区主要是大脑中后部的顶叶区及枕叶区；相关性分析显示材料E和触感脑电P300峰值呈正相关，说明材料E越低，激发的大脑神经元兴奋度和注意力越低。手指触摸振动信号A_max与触感脑电信号的P300幅值负相关，表明触觉感受体的近端机械刺激与大脑的认知相关联。触摸过程的μ、A_max、...     

机电系统虚拟样机协同建模与仿真技术研究

针对机电系统虚拟样机设计的需要，在单学科仿真建模的基础上，进行基于仿真软件接口的多学科协同建模与仿真分析。以工业机器人虚拟样机的关节运动控制为例，利用ADAMS／Controls模块，将动力学模型通过接口变量与控制模型进行连接，建立连杆一关节执行机构多体动力学与运动控制协同的虚拟样机多学科集成模型，并进行协同仿真运行，表明基于仿真软件接口的协同建模与仿真方法能够有效支持机电系统虚拟样机的开发技术研究。     

基于LabVIEW的虚拟脉冲涡流检测系统的设计

利用LabVIEW软件平台所具有的强大功能,设计了虚拟脉冲涡流检测系统.其主要功能有:通过RS-232接口与单片机通讯的功能;基于研华PCI-1710数据采集卡的数据采集功能;检测信号波形的显示与存储功能;缺陷信号与参考信号的相减功能等.     

基于虚拟接口的产品族配置建模

建立完善合理的配置模型是实现产品快速配置设计的基础,针对目前在配置模型的建模方法上存在的不足,提出了基于虚拟接口的产品族建模方法,建立了产品族配置模型;通过对虚拟接口的优点、连接方式、参数设置以及接口的约束表达等方面的深入探讨,建立了零件族配置模型以及部件族配置模型,并给出了产品族配置模型的具体建模过程,基于虚拟接口建立起来的配置模型更易于表达和理解,增强了产品的变型能力和可配置性,解决了困绕配置设计的适应性技术难题。     

高精度卡环接口三维建模与线切割参数研究

为保证卡环接口的加工精度,提出了高精度卡环圆周上接口电火花线切割轨迹参数优化方法.采用三维造型和电火花线切割实验,获得了电火花线切割空间的多个三维模型.在三维模型中,定义了七个电火花线切割轨迹参数,讨论了接口位置变化对其他六个轨迹参数的影响,分析了影响电火花线切割轨迹参数的约束条件和轨迹参数对接头配合性能的影响.研究表明,随着接口位置尺寸的增加,其他六个电火花线切割轨迹参数有明显变化,接口配合稳定性下降,吻合程度增加.本研究获得的电火花线切割轨迹参数和优化方法可以在卡环设计和制造,以及电加工中应用.     

异构数据集成的虚拟视图方法及实现

针对异构数据源集成进行研究,给用户提供统一的查询接口,使其能在各个系统中查询信息.重点研究了基于虚拟视图法的异构系统集成设计方案,主要包括建立全局视图、局部视图、全局一局部视图关系映射以及异地异构数据融合方法.     

Java3D在虚拟现实中的应用

针对虚拟现实中建立几何模型难度大、效率低的问题，依据Java3D技术和虚拟现实的理论，利用Java3D的快速开发工具，建立了虚拟系统中几何模型的构建策略，实现了一种数据格式的转换接口，并且和虚拟现实系统中几何建模的其它技术进行了比较。根据开发模型的实践结果表明，用Java3D技术比现在常的OpenGL建模提高效率30%。     

加工过程的三维动态图形模拟研究

研究了加工过程中的三维动态模拟图形。利用VB6．0与3DSMAX2．5、AutoCADR14接口，模拟机械加工过程及原理，产生了逼真的效果，开发了应用软件中的三维动态模拟加工图。将三维动态模拟有效地与CAD／CAM结合，直观完整地描述了设计和制造过程。成功地用于制造厂的产品设计与制造及教学。     

基于TMS320F2812的虚拟频谱分析仪设计

随着计算机技术的飞速发展,虚拟仪器也得到了快速的发展.与传统仪器相比较,虚拟仪器在灵活性、多样性等诸多方面都占有优势.随着技术的不断更新,其应用将会越来越广泛,同时对虚拟仪器的要求将进一步提高.将TMS320F2812-DSP丰富的片上资源、较高的数据处理能力与功能强大的图形化编程虚拟仪器开发平台LabVIEW相结合,并通过USB接口将数据传送到PC机中,由LabVIEW进行信号显示与处理,实现了虚拟频谱分析仪的功能.     

基于IML-VXI规范的虚拟分析测试中心

针对分散式虚拟分析测试中心的构成与接口规范，以及服务平台与资源共享等关键问题开展了研究。提出一种基于IML-VXI规范的BMSDA5层逻辑结构虚拟分析测试中心设计方案，并介绍了实现原理、相关技术和IML-VXI规范。最后结合实验网络，以实例验证了方案的可行性。     

桌面型触感交互装置的构建与控制

研究设计了一种桌面型触感交互装置,阐述了该装置的机械结构以及安装在其上的传感器和驱动装置.此外,为了实现对从手灵巧手的控制,进行了硬件电路的设计,并且加工出触感交互装置的物理模型,并进行实验,对其功能进行验证.     

虚拟现实技术与虚拟设计／虚拟制造

1.虚拟现实的概念 虚拟现实(Virtual Reality,VR)从本质上讲,是一种先进的计算机用户接口,通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段,最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担,提高整个系统的工作效率。根据VR所应用的对象不同,VR的作用可以表现为不同的形式,例如将某种概念设计或构思可视化和