虚拟环境中面向操作工艺规划的装配建模

交互虚拟装配技术已经广泛应用于产品设计和制造过程,然而由于虚拟装配操作和实际操作在时间和空间上不一致,目前的交互虚拟装配技术仍然难以直接支持装配工位上的操作工艺规划。为此提出了一种基于交互装配操作仿真的操作工艺规划方案,该方案建立包含全部装配要素的装配操作模型,基于该模型,通过交互装配操作仿真获取初始操作序列,再基于标准操作动作要素数据库将该操作序列变换成真实操作动作序列。重点研究支持操作动作序列获取的装配活动模型,以及操作仿真过程的模型求解问题。最后以一个发动机装配实例验证了上述方案和装配操作模型。     

面向虚拟装配公差建模方法的研究

阐述了虚拟装配系统中公差建模的基本方法,建立了零件尺寸公差与装配体配合公差的模型,利用约束关系图表达了零件尺寸信息与装配体配合关系信息,利用尺寸公差模型与约束关系图通过有关算法生成装配尺寸链。     

大型壳体类零件虚拟装配系统的开发

分析了航空航天领域大型壳体类零件的结构特点和装配要求,提出将零件看作自由曲面、通过虚拟装配仿真指导实际装配的方法,并进行了虚拟装配中的模型重构和装配仿真等.开发了基于CATIA软件的大型壳体类零件虚拟装配系统,并通过工程实例对系统的可行性进行了验证.结果表明:该系统能够根据零件检测数据重构零件模型,对零件重构模型进行装配过程仿真,并对装配体进行间隙分析,将分析结果以色图的形式进行显示及以数字的形式进行输出,为实际装配提供数据指导.     

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。     

铜丝自动缠绕机的3D虚拟装配

UG NX(Unigraphics NX)是Siemens公司出品的一个产品工程解决方案,是现代电脑辅助设计中应用最广泛的先进3D软体,其功能十分强大.笔者研究了依靠UG软体的铜丝缠绕机各部件的虚拟建模及装配过程,展示了在UG NX的装配功能对铜丝缠绕机各零件如滚动滑轮、轴、缠绕机座、面板、支架的虚拟装配,根据最终3D装配图对铜丝缠绕机各零件之间的装配干涉关系进行检测,进一步验证设计的铜丝缠绕机是否合理,提高了铜丝缠绕机设计的准确性和效率.     

假人颈部标定试验台设计与验证

根据假人颈部标定试验法规要求,利用三维参数化特征建模技术创建了标准的英制摆臂模型。基于摆臂三维模型通过衍生技术创建其各组成零件,在保证法规要求的前提下通过调整英制摆臂模型参数进行公制转换,其零件在衍生参数关联的机制下自动更新。利用运动仿真确定了摆臂牵引系统的合理位置,并完成了试验台整机数字样机虚拟装配。基于三维模型关联生成二维图纸,加工制造了试验台设备。经实际标定试验验证,试验台各项性能指标全部达到设计要求,完全满足法规试验规定。     

虚拟角色动作编辑及运动控制

为了直接利用虚拟角色表面模型进行动作编辑及运动控制,提出了一种通用的虚拟角色骨骼建模及运动控制方法.该方法通过对分块的虚拟角色表面模型进行边缘判定、关节点计算、最顶块确定,然后按层次连接各关节点生成虚拟角色骨骼模型.在此基础上根据虚拟角色行走运动模型和运动约束关系,研究了基于参数关键帧技术的运动过程动画制作、不同运动间自动插补动画的动作平滑过渡技术以及利用动作幅度权值对动作姿态的调整技术.最后,采用实时控制和路径点控制2种方式进行了虚拟角色在虚拟场景中的运动控制,取得了较好的实现效果.     

基于solidworks的安全阀建模中弹簧特征的生成

本文针对用Solidworks进行安全阀的零件建模和整体结构的虚拟装配中,弹簧在装配中需要压缩的要求。结合"自上而下"和"自下而上"的设计方法,提出了在Solidworks装配环境中先装入与弹簧两端直接接触的零件,再用插入新零件的方法,生成弹簧实体模型。这种关联的弹簧建模方法,可以满足安全阀工作中,弹簧根据压力伸缩的需求。     

心理变化对射箭技术准确性的研究

在射箭运动中,对于水平相对较高的运动员来讲,真正影响其射箭成绩的心理因素大大超过个人的技术动作的问题,射箭技术动作的训练周期时间较长,技术动作包括搭箭、持弓、勾弦、转头、瞄准、加力、撒放技术完成整个过程。通过一个简单动作反复的训练,将其动作按照严格的技术动作要领细致化,一位出色的射箭运动员需要有过硬的心理素质和良好的技术动作在射箭的全部过程中以其较强的稳定性和较高的准确性确保射击的成功率,方可取得优异的成绩。本文是根据研究任务及内容要求,主要采用文献资料法、专家访谈法、调查法、数理统计等方法,对于当下的射箭训练来讲从心理状态训练运动员选材、基本技术训练、一般身体素质训练等方面着手研究。     

机器人关节逆螺旋机构虚拟装配及运动学仿真

逆螺旋机构是一种具有广泛应用前景的新型传动机构,它具有体积小,重量轻,传动效率高,单位重量下输出扭矩大等特点。在机器人设计方案论证过程中,需要验证逆螺旋机构结构外形设计的合理性。应用I—DEAS软件首先对整个关节的各个零件进行三维实体造型,其次通过虚拟装配过程检查在装配过程和装配完成后是否存在装配干涉的问题,最后通过对机器人关节逆螺旋传动机构的装配模型进行运动仿真,生成整体结构运动过程动画,观察各个零件的运动状态,并输出了主要零件的运动图谱。通过论证,表明该方案在外形结构设计及运动要求方面是合理的,为下一步设计研究奠定了基础。     

机构运动方案仿真实验平台研究

运用Solidworks三维建模技术构建了机构运动方案创新设计仿真实验平台,采用将虚拟实验、仿真分析和实际操作相结合的方法,开设了机构运动方案创新设计实验。建立了常用典型机构的三维装配体模型库,并将常用典型机构的三维装配体模型导入到虚拟样机仿真软件ADAMS中,生成常用机构的虚拟样机模型库,学生对机构仿真模型进行运动仿真模拟可以方便地得到各常用机构的运动参数。     

虚拟装配技术在减速器设计中的应用

介绍了虚拟装配技术,在分析了虚拟装配技术基本思想后,提出在减速器设计中实施虚拟装配技术的方法和途径,规划了研究目标,并介绍了虚拟装配中的几个关键环节,验证了减速器虚拟装配及运动仿真、特性检验、干涉检验等.成功地实现了减速器在计算机虚拟环境中的产品开发设计过程,缩短了产品开发周期.指出虚拟装配技术得到越来越广泛的应用.     

基于JDBC的虚拟装配平台的实现

提出了在JDBC数据库基础上构建B/S模式的虚拟装配平台。分析了VRML模型的数据特征并给出了模型的数据存储格式,讨论了在web环境下可视化编程技术的实现。在客户端利用JAVA 3D类库,实现了模型的运动和干涉碰撞检测,并给出了一个应用实例。     

可视化虚拟装配系统及关键技术研究

虚拟装配是虚拟制造的关键技术之一 ,可在产品设计阶段进行预装配 ,验证装配工艺的正确性 .基于SolidEdge的可视化虚拟装配系统 ,通过其二次开发 ,应具备装配路径设置、装配零部件位置和姿态调整及消隐、装配视角调整和视图放缩、虚拟仿真设置等功能 .系统的总体结构包括装配建模初始化、装配工艺文件获取、装配过程动画和仿真等模块 .其关键技术有 :解除CAD装配体约束 ,并提取虚拟装配零部件 6元组位置和姿态信息 ;以 6元组信息为基础的虚拟装配体重绘 ,及其装配过程仿真 ;包括虚拟装配零部件、装配体、装配路径和优先级、角度姿态、装配关键点坐标及绕坐标轴角度等信息的数据库组织 .     

基于配合约束图的拆卸建模

分析了虚拟装配和虚拟拆卸的关系，基于装配资源工程语义信息的配合约束图，给出了产品由装配序列规划到拆卸序列规划的转换关系。在此基础上得出拆卸模型的层次图，提出了层次图的基本组成，并给出层次图的邻接距阵，得出虚拟样机的拆卸模型，并应用于虚拟样机液压缸。     

基于物理的虚拟装配产品信息模型研究

分析了基于特征的虚拟装配产品信息模型,指出基于物理的虚拟装配产品信息模型的特征.在对STEP标准类库中的材料库进行扩展的基础之上,提出了以特征层次信息、信息类库信息和装配结构来描述基于物理的三层虚拟装配产品模型,建立了基于物理的虚拟装配产品信息模型.     

虚拟环境中人体运动的控制与实现

虚拟环境中人体运动是虚拟现实技术中的一个重要研究领域，有着广泛的应用前景。通过分析人体运动的特点和虚拟人体的骨骼模型，采用以数据驱动与程序驱动相结合的方式建立了虚拟人体运动模型，采用这种方法建立的人体模型不仅可以修改人体各个部分的静态属性而且可以方便地实现人体的运动控制。文中重点讨论了虚拟环境中虚拟人体运动的控制和实现。利用Vc＋＋6．0和OpenGL，编程实现了通过人机交互输入数据和按预定轨迹对虚拟人体步态的控制。     

虚拟装配技术在兆瓦级风机研究开发中的应用

针对当前虚拟装配技术中存在的问题,提出了面向产品装配过程的虚拟装配建模理论与方法,在理论研究的基础上,运用CATIA系统建立了兆瓦级风机机组整机的数字样机,并将样机模型提取到虚拟环境中对其进行装配干涉检查、装配路径规划和优化,确保了产品装配的一次成功,加快了风机机组的研发速度。     

基于单晶炉的机械装备工作原理动画自动生成方法

提出了基于SolidWorks操作环境的工作原理动画自动生成方法.在SolidWorks环境下,利用其应用程序接口(API),采用高级语言进行二次开发,构建了机械装备的装配约束与运动副之间的相对链接.该方法实现了工作原理交互动画的自动生成,大大提高了虚拟培训系统的搭建效率.