支持异地协同设计的异构CAD虚拟装配系统

针对跨区域企业协同设计需求和现有基于CAD系统的虚拟装配只能单机操作的矛盾,基于虚拟现实建模语言(VRML)通用格式设计了支持异地协同设计的异构CAD模型虚拟装配系统。提出一种VRM L零件装配特征参数提取方法,在此基础上实现了零件装配约束;针对当前互联网环境低传输速率特点,使用基于参数-命令的操作命令传输机制,并运用操作令牌思想解决了协同过程中产生操作冲突的问题;在V-collide函数库的基础上实现了零件动态碰撞检测。通过与产品数据管理系统集成,应用到了产品设计、展示、售后维修整个生命周期过程,提高了设计沟通效率。     

智能装配工艺规划中的层次化装配语义模型

通过对传统CAD系统装配设计方法进行系统分析,提出一种基于虚拟装配的多层次装配语义模型,并在此基础上重点分析了装配语义信息的分析提取过程,其中包括空间位置关系、配合特征、装配特征、装配工程关系的提取.并根据此模型基于Prot g本体工具进行建模,导入三维虚拟装配工艺规划(3D Virtual Assembly Process Planning,3DVAPP)系统中进行验证,实现了装配工艺规划中的智能零件识别等应用,为智能虚拟装配提供了理论与实践基础.     

虚拟装配系统中模型数据转换的研究

针对虚拟装配系统中模型数据转换的问题,为了实现产品模型从CAD系统到集成虚拟装配系统的模型转化,提出了将虚拟环境下的零件信息进行分类转换的方法。该模型由装配对象信息、对象层次信息、装配对象的关系信息和面片信息所组成。通过对CAD系统的二次开发和CAD系统本身自带的模型转换接口,得到虚拟装配系统所需的零件模型数据。     

桌面式虚拟装配训练评价系统设计与实现

针对当前面向人员操作的虚拟装配训练缺乏评价方法的现状,提出了基于装配体零部件约束解除的零件分层方法,根据装配体组成零件的特征属性对零件进行特征编码,结合桌面式虚拟现实技术,采用基于时间步长和事件步长相结合的方式对受训人员的操作进行识别、记录。构建了基于专家知识并与虚拟装配过程相关的序列性、工艺性和时效性评判规则库,应用分层模糊评价方法,实现了对操作人员装配操作过程的评价。将该方法应用于某型装备保障虚拟训练系统,验证了方法的有效性。     

机械设计中虚拟技术的应用研究

虚拟现实是一种新型的人机交互系统 ,是现代机械设计发展方向。本文在简要介绍虚拟现实概念及在机械设计中应用的基础上 ,提出了一种基于VRML的虚拟装配设计系统实现方法     

基于面片模型的人机交互装配关键技术研究

针对现有的虚拟装配系统大部分是基于实体模型,其计算量大、渲染慢、装配速度慢并且难以处理来自不同CAD系统模型的问题,提出了基于面片模型的人机交互快速装配方法.利用面片所包含的几何信息通过边界表示法重构零部件装配所需的几何信息和空间位姿信息,给出了基于面片模型的装配约束定义.通过人机交互技术将复杂的约束组分解为多个单约束进行求解,实现了约束的快速、准确的求解;按照旋转矩阵和平移矩阵对零部件的空间位姿进行变化,实现装配;最后基于HOOPS三维图形数据平台开发了虚拟装配系统.实践证明,该方法可以有效地减少计算量、提高装配速度、实现协同装配.     

基于产品配置的灯桩CAD系统研究

提出了一种结合专家系统、零件族库实现基于产品配置的灯桩CAD系统的方法.论述了数据库系统支持下的专家系统及零件族库的结构,设计了由编码驱动参数计算及特征建模的流程,解决了基于装配可变结构CAD系统的数据传递问题,实现了从参数计算到结构设计、工艺设计、产品数据管理一体化的过程.     

面向虚拟装配操作的交与辅助技术

针对虚拟装配系统中装配操作精度和效率低的问题,本文提出了基于约束元素包围盒的装配意图捕捉方法,根据约束元素的特征参数和配合类型,将位姿变换分解为点到线上、点到面上和直线平行三种位姿变换情况,提出基于位姿变换元素分解的约束精确定位求解算法,并通过对零件自由度的求解和目标约束方向上的运动分量映射,实现了零件的装配运动引导。最后通过一个典型装配结构的实例给出了装配操作的交互辅助流程,验证了算法的有效性。该算法已应用到面向航天产品的桌面虚拟装配系统中。     

面向虚拟装配操作的交互辅助技术研究

针对虚拟装配系统中装配操作精度和效率低的问题,本文提出了基于约束元素包围盒的装配意图捕捉方法,根据约束元素的特征参数和配合类型,将位姿变换分解为点到线上、点到面上和直线平行三种位姿变换情况,提出基于位姿变换元素分解的约束精确定位求解算法,并通过对零件自由度的求解和目标约束方向上的运动分量映射,实现了零件的装配运动引导。最后通过一个典型装配结构的实例给出了装配操作的交互辅助流程,验证了算法的有效性。该算法已应用到面向航天产品的桌面虚拟装配系统中。     

面向虚拟装配操作的交互辅助技术

针对虚拟装配系统中装配操作精度和效率低的问题,文中提出了基于约束元素包围盒的装配意图捕捉方法,根据约束元素的特征参数和配合类型,将位姿变换分解为点到线上、点到面上和直线平行3种位姿变换情况,提出基于位姿变换元素分解的约束精确定位求解算法,并通过对零件自由度的求解和目标约束方向上的运动分量映射,实现了零件的装配运动引导.最后通过一个典型装配结构的实例,给出了装配操作的交互辅助流程,验证了算法的有效性.该算法已应用到面向航天产品的桌面虚拟装配系统中.     

塑料注塑模具三维设计系统的实现

在分析了国内注塑模具设计软件开发过程中存在缺陷的基础上,开展了面向装配的注塑模具设计方法的研究;采用基于广义环图树的装配模型,运用图形库与数据库相结合的方法,开发了标准模架库,并提供了建库工具;采用基于特征的设计方法,通过定义分型面,由塑料制品直接生成成型零件;通过分析模具开模、脱模和合模运动的特点,实现了模具运动模拟仿真,从而确保了模具结构设计的合理性．同时,在InteSolid造型系统上实现了注塑模具CAD系统的原型研究,并给出了设计实例．     

网络虚拟电子实验室的构建与设计

文章主要介绍网络虚拟电子实验室的开发过程。在分析网络虚拟实验系统几种常见构建技术的基础上,提出了该系统构建的三层体系结构,利用HTMLJ、AVA VC＋＋、VRML技术构建表现层,基于JAVA SOCKET构建通讯层和基于ADO实现控制层,即多种技术融合观点,明确了网络虚拟电子实验系统的开发技术;对网络虚拟电子实验系统进行了设计,并给出三层体系结构模型图,确定了系统总体目标、设计原则、功能模块以及体系结构;通过具体实例给出了三层体系结构设计模型的开发,实现了系统的功能。     

基于装配语义的航天产品虚拟装配过程仿真方法

针对虚拟装配仿真过程中大量人机交互操作带来的效率低的问题,提出一种基于装配语义的虚拟装配过程仿真方法.通过分析航天复杂产品装配工艺,提取出4类典型装配操作并进行装配特征的参数化表达;通过匹配装配语义的装配特征基本信息和几何图元信息,实现了从语义层到特征层、几何层的装配语义层次化解析;从装配特征中解算出装配对象间的约束关系后,根据装配约束关系给定的运动方向和顺序,生成相应的位姿变化矩阵,驱动执行对象完成装配过程仿真.基于Delmia设计并开发了原型系统,以某卫星导航仪的装配过程仿真为例,对上述方法进行了验证.      

定制家具产品的虚拟装配关键技术及应用

在面向装配的设计基础上对虚拟装配技术进行系统的研究,通过应用Visual LISP关联Excel数据库等二次开发方法,开发了基于AutoCAD环境的定制家具虚拟装配系统(VASCF)并给出了程序示例。初步实现了面向装配特征的定制家具产品零部件三维建模、基于产品零部件层次关系的定制家具产品装配分解图自动生成、定制家具装配过程仿真,以及定制家具虚拟装配过程干涉检验等定制家具虚拟装配关键技术的一体化流程。     

虚拟试验系统在机械设计中的研究与应用

本文介绍了虚拟实验室系统的概念、特点及应用现状,阐述了以三维CAD软件和网络虚拟现实语言作为主要开发工具,进行机械设计虚拟实验系统建设的方法。针对机械设计中开设的常见实验,利用Solid Works软件对实验场景和设备进行建模、装配、运动仿真,制作所需素材。然后利用VRML语言将各种素材连接为一体,构建出虚拟实验系统。     

基于虚拟组装快速配刀的功能开发与实现

目前我国的刀具管理软件虽然在一定程度上能够满足刀具管理的业务需要,但刀具管理系统普遍缺少对刀具三维模型的图形处理能力,影响到对刀具的有效管理与使用.为减少刀具实际试装配次数、提高装配准确性,结合网页、计算机辅助设计(CAD)技术,在刀具管理系统的刀具组装模块中添加刀具虚拟装配功能.实际装配刀具前,需在本系统的刀具组装页面中加载待装配的刀具零件模型,通过人机交互调整刀具零件位姿后,可以自动识别刀具零件间的特征并建立其约束关系,实现刀具的虚拟装配.在刀具虚拟装配的基础上,可进一步实现对刀具的快速配刀及干涉的检查.     

微装配机器人系统研究与实现

提出了一种基于显微视觉伺服和多机械手协同操作的微装配机器人系统,该系统由微操作机械手、显微视觉和微夹持器3部分构成.介绍了系统总体结构、三机械手协同操作微装配平台、双光路立体显微视觉、2种不同类型的微夹持器装置,以及面向微装配机器人的TSB分级智能控制方法.装配实验表明:该系统能实现对亚毫米零件的精密装配.     

旋转模型转换中的轴线恢复分析

针对目前协同设计系统跨平台性差,实时性不高的缺点,本文提出将VRML应用到协同设计中的构想.并提出一个算法来解决把VRML应用到协同设计的关键问题.这个算法在恢复CAD模型转换到VRML中的参数信息起到关键作用.     

虚拟装配设计系统与CAD系统的数据交换分析

本文在分析了虚拟装配设计系统的概念及类型基础上,进行了虚拟装配设计系统和CAD系统的数据交换分析。根据OpenGL作为Windows系统下一种通用图形系统的实际情况,提出以OpenGL作为建立虚拟环境统一数据接口的平台。同时,实现了常用的＊．obj格式文件和＊．3ds格式文件到OpenGL平台的转换。     

CAD环境下一种支持大装配的产品模型轻量化技术

针对CAD环境下操作复杂大装配常出现加载和显示困难的问题,提出了一种CAD环境下的轻量化解决方案,将参数化表达和多细节层次(LOD)轻量表达共同定义于产品模型,满足CAD编辑需要和大装配操作.多层表达中保持了特征属性相关性,支持轻量显示时零件属性查询.默认加载LOD1表示,避免了分元操作,加载速度快.大装配操作困难时,逐层降低零件LOD层数,在流畅显示的前提下保证了显示精度.最后,在SINOVATION系统上开发实现该方案,实例表明其加载和显示效果良好.