飞机装配仿真中数字人模型及工人姿态的模拟

由于飞机的结构及其制造工艺复杂，制造过程中的工艺性问题和人机问题时有发生。采用数字人和计算机仿真技术，模拟飞机制造中工人的作业姿势，为在生产准备阶段提前发现这些问题提供直观的分析和判断依据，也为进一步定量评估飞机制造中工人的劳动生产率提供基础。在详细分析人体自然解剖结构的基础上，提出和建立适用姿态模拟和分析的人体参数化模型，定义姿态元新概念，并用这一概念建立人体姿态的表示模型；然后，利用面向对象的软件设计思想和开发工具，实现所建立的数字人模型，并应用开发的结果模拟飞机装配制造中常见的工人作业姿势。     

人机任务仿真中虚拟人行为建模及仿真实现

提出一种采用高级智能对象(ASO)的建模方法,实现虚拟人的行为建模。首先, 引入 ASO 的概念,对交互特征中的交互元素、交互部位及对象动作进行定义,并对交互动作进 行分类;其次,提出了对象驱动方法,解决由虚拟对象作为主动体动作而导致的虚拟人作为被 动体的运动计算问题,实现对象以交互特征为主的建模;最后,根据人机任务需要对虚拟人的 基本行为动作进行分析,选择常用的 4 种基本动作,对其进行定义并进行动作组合,给出以交 互元素为主的位姿、手型的计算方法,实现了行为建模并进行仿真实现,解决了任务仿真中的 交互量大问题,使仿真结果具有重用性。并以飞机装配的手工铆接仿真为例对方法进行验证。     

激光选区熔化工艺晶格支撑结构快速建模

针对激光选区熔化成型工艺中的支撑结构,提出一种晶格单元自动填充生成支撑 的快速建模方法。首先,分别对两种典型晶格支撑结构--杆架结构和孔隙结构的组成单元实 现参数化造型,并建立支撑结构数字化模型;其次,设计实现杆件单元和孔隙单元的造型算法; 最后,提出一种单元自然生长算法,实现对支撑空间快速填充。实例结果表明,晶格结构可以 对不同类型金属产品结构实现有效稳定支撑;相比实体材料,平均可以节省 72%的材料用量, 具有重要的工程意义。     

基于语义分解的人机任务快速规划及仿真自动生成方法

人机任务仿真规划是人机系统应用的基础性工作,也是任务仿真制作过程中最具专 业性和复杂性的工作之一,研究人机任务仿真快速规划方法对提高人机系统的应用水平具有重要 的意义。针对现有人机系统中人机任务仿真交互量大、仿真进程不能自动生成以及仿真结果重用 性差等问题,提出一种基于语义分解的人机任务快速规划及仿真自动生成方法。首先,采用分层 模式,对人机任务的自然语义进行逐层分解和细化,直至最终可由计算机系统直接实现和执行的 动作来描述为止;然后,引入任务路径、轨迹和进程等概念,对复杂人机任务过程进行结构化定 义和表示,提出相应的图形化人机任务过程图形化规划方法,并在此基础上建立人机任务仿真自 动生成方法。开发支持这种方法的程序原型,并以飞机装配中卡板打开操作为例,对这种方法进 行测试和验证。     

一种基于CAD的翼类曲面误差检测方法

数字化检测是保障机翼部件装配质量的关键技术之一.为了快速准确地获得机翼外形的形面装配质量数据,采用了一种基于CAD的非接触形面误差检测方法,针对翼类曲面误差计算研究了快速算法,开发了相应的检测程序.该方法可以快速准确地计算翼面形状误差,并实现误差分布的直观色彩显示.     

基于GB/T 24734 的三维尺寸快速标注技术

针对当前主流CAD 软件提供的三维标注功能局限的现状,结合制造企业 对复杂零件三维模型快速标注的需求,探讨了基于GB/T 24734 的三维尺寸快速标注技术; 设计并实现了三维尺寸快速标注的算法,详细阐述了其相关的技术。该算法涉及标注面自动 构造、尺寸元素计算、显示处理等一系列技术。其中,标注面构造主要涉及标注面分类、光 标点获取等操作。为了便于尺寸的显示与观察,采用了标注文字的正向显示处理技术。以 CATIA V5 系统为平台,实现了上述算法,开发了快速标注模块,通过实例测试验证了算法 的可行性。     

虚拟人自适应行为的多Agent协调控制算法

提出了基于Multi-Agent的虚拟人自适应行为控制算法.算法定义了模糊多目标人体舒适度评估模型,设计了行为协调的控制机制,将行为规划问题转化为分阶段的最优化问题.由于良好的工作姿态是人在生理上多方面利益互相妥协的结果,所以纳什均衡理论被用于控制姿态优化,使得虚拟人各方面的舒适度能够达到纳什均衡下的帕雷托最优.本算法可以支持连续的行为仿真,协助完成产品的人机工程分析.     

三维零件模型工程尺寸完备性检查算法

三维模型定义技术的发展使得设计和制造逐渐走向三维化,为了确保设计和加工数据的完整性,实现三维标注尺寸完备性的自动检查,提出一种基于参数化建模映射关系的尺寸完备性自动检查算法.首先建立工程尺寸集和建模参数集之间的映射关系,利用牛顿迭代法求解其映射矩阵;其次对映射矩阵化简,建立映射矩阵与尺寸完备性之间的关系;最后通过分析化简后的映射矩阵来完成尺寸完备性检查判断.在CAITA系统上进行实例分析测试,验证了该算法的正确性和有效性.     

高层住宅季节性施工混凝土防开裂技术研究

控制混凝土开裂需要认真考虑季节性因素,降低季节性影响,本文分别总结了高层住宅季节性施工的特点,列举了混凝土开裂的原因,并提出了一系列高层住宅混凝土防开裂技术.