虚拟环境下力觉交互的实现

对实现人与虚拟环境之间的力觉交互进行了初步尝试,在建立虚拟对象的仿真模型和虚拟与现实世界之间的交互模型的基础上,利用常见的商用软件构造了虚拟装配环境和虚拟装配对象,并通过一简单的力觉交互装置-力感鼠标进行了人与虚拟环境之间力觉交互的验证实验。     

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。     

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     

具有视觉和力觉反馈的虚拟装配

在虚拟装配中，要使人们对装配对象和装配环境获得全面、逼真、自然的认识，除了视觉信息外，还应提供触觉、力觉等信息。在实现人与虚拟环境之间的视觉和力觉交互方面进行了初步尝试，通过建立虚拟对象的仿真模型和虚拟与现实世界之间的交互模型，利用常见的商用软件构造了虚拟装配环境和虚拟装配对象，研制和开发了二维力觉交互装置——力反馈鼠标，并通过实例进行了人与虚拟环境之间视觉和力觉交互的验证实验。     

面向大型复杂产品装配的新型虚拟环境系统

针对大型复杂产品在装配时的工艺复杂、操作难度大、效率低等问题,利用虚拟现实技术,构建了一个新型沉浸式虚拟环境,用于产品的装配规划和过程培训。研究了系统的并行绘制、立体显示、几何校正、行走机构等关键技术。研制出立体视频生成器,使系统具有良好的显示实时性,并降低了成本。提出一种基于NURBS曲面的几何校正方法,实现虚拟场景在球幕上的正常显示。将该环境应用于卫星的装配规划过程中,由实验验证其可行性与实用性。     

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.     

虚拟环境中的快速产品装配建模

提出虚拟环境中“堆积木”式的快速产品装配建模方法,使设计人员可以方便地进行结构设计、修改,专注于产品功能的实现;介绍了与此方法相适应的配合约束的识别方法,提出“零件偏置体”的概念以便提高识别效率;并以关系图的方式记录识别到的配合约束关系,最终形成约束驱动的产品装配模型,从而有力地支持Ｔｏｐ－ｄｏｗｎ设计过程中装配体的演化。     

面向装配的虚拟协同设计环境研究与实现

为解决网络化异地协同设计过程中实时三维虚拟模型交换和协同设计行为语义传输等问题,以及建立支持实时协同操作动态响应和动态虚拟模型加载的虚拟协同设计环境,通过对协同设计理论、基于虚拟模型的协同设计和虚拟装配进行研究,提出了面向装配的虚拟协同设计环境(VCDEFA),给出了VCDEFA的概念和特征,建立了六层体系结构和功能模型。在原型系统的设计实现过程中,采用了从Pro／E系统中获取虚拟模型;在保证协同设计数据一致性中,采用了数字增量网络传输技术和集中统一管理;在网络通信中,采用了动态可变长报文控制技术。原型系统的实现表明,该体系结构具有良好的实用性,能够满足网络化协同虚拟设计的需求。     

一种具有三维力反馈的协同虚拟装配系统实现

在标准C/S结构的基础上,针对协同装配系统的特点,构建基于C/S结构混合式的协同虚拟装配系统的工作环境;采用基于C/P消息的数据传输方式实现系统中的同步控制;设计一种基于令牌的机制实现操作中的冲突控制;将三维力反馈技术应用于本系统,设计实时力反馈解算算法,最终实现了一种具有三维力反馈的协同虚拟装配系统。实验表明,该系统基本满足实时性、同步性和协同性的要求。     

虚拟环境中产品装配技术的研究

本文介绍了虚拟环境中产品装配的一般理论、方法以及所采用的一些技术,并着重讨论了实体模型建立、装配规划 及装配顺序的优化和评价等问题,指出了一般虚拟装配系统的不足。     

Virtual Reality Application for Direct-Drive Robot with Force Feedback

Most of the current virtual reality systems use geometric models and non-sensing robots for simulation, which cannot provide an insight into the real operation of the task. In this paper, we present a new type of telerobotics based on the haptic virtual reality (VR) approach for simulating hitting a ball with force feedback attached to a human arm. The main components of the approach include a user interface, simulation, and a robot control scheme. The user interface is implemented as a combination of a virtual paddle and a graphic interface. The human operator manipulates a direct-drive type handler in the simulated environment, and the environment is simulated by the haptic virtual system that enables the operator to feel the actual force feedback from the virtual environment just as she/he would from the real environment. The haptic virtual system integrates the dynamics of the direct-drive active paddle and the virtual environment, whereas the paddle actuator consists of the dynamics of the paddle and the operator on the physical side. The control scheme employs a dynamic controller that is designed considering the force from the operator imposed on the paddle, and the force from the environment imposed on the paddle and feedback to the human arm. Experiments in the virtual environment on hitting a virtual ball system are used to validate the theoretical developments. ID="A1"Correspondance and offprint requests to: M.-G. Her, Graduate Institute of Mechanical Engineering, Tatung University, 40 Chung-Sang North Road, 3rd Secto, Taipei, 10451, Taiwan. E-mail: kshsu@kyit.edu.tw     

虚拟环境下零件约束面信息自动提取技术研究

首先对约束识别和运动导航所需零件约束面进行了分析,然后对Pro／E中表面信息存储结构进行了阐述,给出了零件约束面自动识别和约束面信息参数的自动提取算法,最后给出了应用实例,研究结果表明,这种方法可以满足装配工艺规划的需要,有效提高约束识别效率。     

虚拟环境下零件约束面信息自动提取技术研究

首先对约束识别和运动导航所需零件约束面进行了分析,然后对Pro/E中表面信息存储结构进行了阐述,给出了零件约束面自动识别和约束面信息参数的自动提取算法,最后给出了应用实例,研究结果表明,这种方法可以满足装配工艺规划的需要,有效提高约束识别效率。     

汽车变速箱虚拟装配仿真技术的应用研究

在Pro/Engineer参数化建模的基础上,应用Pro/Engineer装配仿真技术,实现装配零件位姿和运动变换.根据Pro/Engineer二次开发工具Pro/Toolkit应用程序,通过人机交互界面设计技术,可实现汽车变速箱装配建模和装配仿真整个虚拟装配过程.     

机械产品虚拟装配仿真技术的研究与应用

在Pro/ENGINEER参数化建模的基础上,根据其二次开发工具Pro/TOOLKIT应用程序,通过人机交互界面设计技术,可实现机械产品装配建模和装配仿真整个虚拟装配过程。     

虚拟装配技术的研究

虚拟装配是虚拟制造的关键技术之一。通过分析虚拟装配设计环境的系统结构和信息流 ,提出了虚拟装配建模技术的解决方案 ,讨论了在实际应用虚拟装配技术时应考虑的问题。     

一种改进的面向对象的虚拟装配建模方法

本文针对虚拟装配模型的信息需求,采用面向对象的装配建模方法,对零部件的CAD设计信息进行了较为完整的表达;在此基础上,采用基于二叉树的层次结构并充分利用装配特征信息建立了简单有效的虚拟装配模型。     

基于虚拟装配特征的虚拟装配研究

主要研究虚拟环境中产品的虚拟装配问题。在研究以往学者对装配特征定义的基础上 ,结合虚拟装配的特点 ,提出了虚拟装配特征的概念 ,虚拟装配特征不仅描述了产品中零件间的约束关系 ,而且描述了产品的公差。在充分考虑了公差对产品装配工艺计划和产品可装配性影响的情况下 ,提出了装配工艺计划算法。     

虚拟产品开发中的装配建模研究

从虚拟样机的角度出发 ,结合流行 CAD软件的特点 ,提出了在大装配的环境中快速有效地进行产品装配建模的四种方法 :引用集方法、部件过滤方法、小平面模型方法、以及特征简化方法。在实际产品开发中应用这些方法取得了较好的效果。