Realization Techniques of Virtual Assembly Process Planning System

The key realization techniques of virtual assembly process planning （VAPP） system are analyzed, including virtual assembly model, real-time collision detection, automatic constraint recognition algorithm, cable harness assembly process planning and visual assembly process plan at the workshop. A virtual assembly model based on hierarchical assembly task list （HATL） is put forward, in which assembly tasks are defined to express component assembling operations and are sequentially and hierarchically organized according to different subassemblies, which can perfectly model the construction process of product, And a multi-layer automatic geometry constraint recognition algorithm of how to identify assmbly constraint relations in the virtual environment is proposed, then a four-layer collision detection algorithm is discussed. A VAPP system is built and some simple mechanical assemblies are used to illustrate the feasibility of the proposed method and algorithms.     

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.     

一种考虑复杂约束的线缆束路径规划方法

针对现有的路径规划方法无法用于考虑复杂工程规则约束的多电飞机机载设备线缆束路径规划的问题,基于拟物拟人算法和改进A*算法,研究并提出一种考虑复杂约束的线缆束路径规划方法.首先,提出了综合考虑路径长度成本、弯线槽材料成本、弯线槽工艺成本和弯线槽重量成本的布线总成本的计算方法,并改进了传统A*算法中的估价函数;然后,基于拟...     

The design and implementation of virtual hand grasp behavior process in virtual assembly

Virtual hand is an important medium for implementation of human-computer interaction in the process of virtual assembly. And the comparability between the action of virtual hand and real man-hand has always been regarded as one of the important criteria to judge whether the virtual environment has the property of immersion. On the basis of analyzing the relative position,posture,and motion behavior relationship between virtual hand and the object to be operated during virtual assembly,this paper proposed an implementation method of combining grasp index with collision detecting technology for identifying grasp action of virtual hand. The method is to identify grasp/quit using grasp index and to implement joint angle adjustment through simulation cyclic iteration and joint angle interpolation calculation. Although some traditional method identifying the grasp action on the basis of the shape of the object is operated,the simulation result getting from virtual environment created by EON STUDIO shows that it has good features of serviceability and fidelity to realize operation control of virtual hand.     

几何面的层次式虚拟装配碰撞检测方法

为了解决虚拟装配中的碰撞检测问题,提出了一种基于几何面的层次式碰撞检测方法.通过CAD系统和虚拟装配系统之间的数据转换,实现了虚拟环境中零件几何面对象的表达和重构.分包容盒层、空间分割块层、几何面层、面片层进行递进式判断,从而逐步缩小碰撞检测的范围.该方法可以有效弥补传统碰撞检测方法中对零件几何面信息考虑的不足.测试结果表明,该算法可有效提高碰撞检测的效率,而且可直接返回发生碰撞的几何面对,从而为虚拟装配过程中的约束识别提供依据.该方法已在卫星虚拟装配系统中得到成功应用.     

虚拟现实技术在小区规划中的应用

虚拟现实也称虚拟环境或虚拟真实环境,本文以长春市某房地产建筑小区为例,对建筑虚拟现实模拟技术的实现展开研究,通过建筑漫游动画,模拟已经建成和没有建成的建筑、景观,为房屋建设决策提供直观的依据;同时探索虚拟现实技术应用于建筑与城市规划领域的方法,旨在通过虚拟现实技术,实现人与小区环境的交互,切身感受小区规划过程中的特色及不足.在交互中,用户可根据需求对设计进行改进,从而使小区规划实现最优化.     

虚拟设计发展现状及未来发展方向

虚拟设计技术是数字化时代最重要的技术之一，本文介绍了目前虚拟设计技术研究达到的理论水平及实现应用水平，介绍了虚拟概念设计，虚拟装配设计，虚拟环境中的声音系统，接触及力量反馈及相应的软件，并对虚拟设计未来发展方向做了初步的展望。     

基于虚拟现实的坐标测量机动态图形建模方法

近几年发展起来的虚拟制造技术成为设计制造领域研究的热点,它对制造过程中的设计、加工、测量、装配和检验等提出了新的要求。由于坐标测量机是制造系统的重要组成部分,为了满足虚拟制造系统的要求,说明了虚拟现实环境中坐标测量机动态图形建模与仿真的必要性,并介绍了利用三维图形开发语言ＯｐｅｎＧＬ进行几何建模与现有其它几何建模方法的统一性和差别,以及用Ｏｐｅｎ在虚拟环境中进行坐标测量机动态图形建模的方法和过程,     

Virtual Product Development Integrated with KBE

1 Introduction With the advent of global market competition, manufacturing enterprise are being faced increasingly pres-sure . Howto make the product of high qualityinless ti me andinless cost has been the i mportant condition ofexistent and development . Virtual product development (VPD) technology is come forth under the such back-ground,virtual product development is based on computer si mulation and product lifecycle modeling,integrateswith computer graphics ,artificial intelligence ,conc…     

机器人辅助正骨手术系统虚拟环境精确建模方法

结合已经研制的机器人辅助正骨手术系统,研究在应用虚拟现实进行手术时,虚拟手术环境建模的实现.采用基于计算机图形和医学图像的混合建模方法对手术环境中复杂的机器人模型和患者、腿骨进行精确建模.利用建模工具Java3D和VTK开发机器人辅助正骨手术系统的三维虚拟环境模型及虚拟手术仿真系统.虚拟手术环境的精确建模,为在此基础上进行的手术培训、手术规划、手术预演和远程外科手术奠定了基础.     

基于FactoryPrograms的发动机装配线规划仿真

装配系统是一个高度复杂的离散制造系统，用传统的方法对装配线的设计、实施与控制很难达到预期的效果。在虚拟环境下建立装配系统模型，利用仿真技术对装配系统运行的性能进行分析与评价，可以在生产计划的早期，对装配系统进行参数优化和结构调整，以达到优化生产过程、提高生产效率。发动机装配线的规划设计需要计算机仿真技术予以支撑和验证，首先论述发动机装配线的系统仿真技术，并介绍在软件环境FactoryPrograms下的具体实现技术，最后在生产线仿真优化工具FactoryPrograms环境下进行发动机装配线建模仿真示例。     

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.     

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。     

三维数字化装配工艺系统的研究

装配工艺规划是一项复杂的任务．传统的计算机辅助工艺规划系统都是二维的,目前国内外尚无成熟的三维数字化装配工艺系统出现．以作者为某工厂开发的“涡轮泵三维数字化装配工艺系统”为例,规划了系统的体系结构,建立了集成化的装配模型,并研究了系统实现中的关键技术．采用几何推理和人工知识相结合的方法进行装配顺序规划,探讨了路径规划和碰撞检测问题,最后实现了三维环境下产品的交互式工艺规划及仿真．     

Experimental validation method of elastic thin rod model for simulating the motional cable harness

To analyze the spring disturbance torque caused by motional cable harness in a stabilized platform,the Kirchhoff theory based cable harness model has been previously developed to dynamically simulate the motional cable harness.In this paper,this model was validated by comparing the simulation results with the experiment results(both the spring force and the deformed profile of the motional cable harness).In the experiment,a special optical measuring instrument based on binocular vision was developed and the motion and deformation of cable harness were measured.A simplified stabilized platform system was constructed,and the absolute value of spring disturbance force during the motion of this simplified frame was obtained by using a force gauge(0.02N precision).The physical parameters of experimental specimen were also measured.The experimental and simulated results showed good agreement.These results should be useful for better motional cable harness layout design and reliable evaluation of the spring disturbance torque.     

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.     

虚拟现实(VR)技术在虚拟城市中的应用

由于城市规划的延续性与超前性较高,所以虚拟城市技术是一个可行的方法,而实时三维技术是影响最终沉浸程度的核心问题。通过对一个大学新校区的虚拟规划过程的实现,说明了虚拟规划的一般过程和解决手段,并对实时三维技术中的数据加工问题提出了纹理映射技术的改进方法。纹理映射技术的使用将极大降低场景的复杂性,实现逼真度和运算速度的平衡。     

基于OSG的起重机虚拟拆卸系统的实现

以Visual Studio 2005为开发平台,应用OSG（OpenSceneGraph）技术,针对典型起重机,开发了交互式虚拟拆卸系统。所介绍的两种人机交互技术,使操作者能够在虚拟环境下对大型装配体的零件进行拾取、平移和旋转,并记录装配体拆卸顺序与各零部件的配合关系,实现对起重机的虚拟拆卸。同时对人机交互式虚拟拆卸技术的内部原理进行了阐述。     

虚拟坐标测量机的体系结构及功能模型

从现代制造技术的发展和特点出发,分析了当今坐标测量设计和使用中存在的一些问题,提出了发展虚拟坐标测量机的必要性。文章给出了虚拟坐标测量机的定义,并描述了其主要特征,揭示了其作为在计算机环境下构造的用坐标测量机快速设计和运行过程三维仿真的现代工程软件的内涵。     

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.