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VRML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。     

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。     

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．     

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.     

虚拟现实技术在网络教学中的应用

随着计算机信息技术的飞速发展,虚拟现实技术的不断完善,基于Web的虚拟教室、网上学校等在国外已陆续出现,因此需要探讨虚拟现实技术在网络环境中及在教学中的具体应用.通过制作一个适于网上的虚拟计算机组装课件,介绍了虚拟现实技术及VRML语言,利用VRML语言实现了网上虚拟计算机组装的过程,探讨了虚拟现实技术在教学中的应用.若将虚拟现实技术广泛应用于网络课堂,无疑将对远程教学产生深远的影响.     

基于VRML的虚拟液压元件库

文章以液压元件为研究对象，充分利用VRML所见即所得的特点和强大扩展交互功能，构建出液压元件的静态虚拟模型，动态的虚拟装配过程及其动态的工作原理，并用网络技术创建液压元件的三维虚拟模型库，以满足教学培训的需求。     

基于Web的虚拟数控系统的研究与开发

基于服务器／客户模式的的虚拟数控系统体系结构，讨论了虚拟数控系统的建模技术和基于VRML的实现方法，并指出虚拟数控机床的建模是虚拟数控加工过程仿真的实现关键．利用VRML语言、分布式对象技术和Java技术开发和建立了基于Web环境的虚拟数控系统原型。并对系统的开发平台进行了分析和介绍，同时给出了系统的运行实例．研究表明，所开发的系统是可行的和合理的．     

虚拟现实三维立体网络语言的应用

VRML虚拟现实建模语言是最近才兴起的一门新型语言，是一种三维造型和渲染的图形描述语言，通过创建一个虚拟场景以达到现实中的效果．VRML支持三维动画，实时交互功能大大改变了原来万维网上单调、交互性较差的弱点，创建一个全新的可进入、可参与的三维虚拟现实世界．     

基于VRML的大规模虚拟场景的实时载入方法

针对网络环境下大规模虚拟场景的实时生成中所面临的速度问题,通过对VRML（Virtual Reality Modeling Language）工作原理和优化技术的分析,提出一种基于网格化管理的大规模虚拟场景的实时载入方法,实现了虚拟校园场景的生成系统。通过有选择地下载和渲染小部分场景,可提高生成速度,便于大规模场景的实时浏览。     

应用VRML实现虚拟校园漫游系统

以北京工商大学良乡校区为示例,介绍了如何实现网上在线浏览虚拟校园.系统采用M u ltiG en建模工具建模,实现了从M u ltiG en的O pen F light格式到VRM L格式的模型格式转换,实现了VRM L虚拟空间和外部数据通信,讨论了如何提高漫游的速度和实时性问题.     

基于VRML的西安市旅游信息系统虚拟旅游模块设计的初步实现

该虚拟旅游模块在WebGIS开发的西安旅游信息系统的基础上,应用虚拟现实技术、Internet技术为技术支持,利用VRML2.0进行界面开发.实现了非投入式虚拟效果,使用户从视觉和听觉上对产生的虚拟旅游景区有立体的直观感觉,不需使用电子手套和头盔,只需借助VRML浏览器和其他WebGIS软件就可使用户在分布式非投入虚拟环境交互对话,并获得接近现实的旅游信息.该模块实现了信息查询、用户交互功能、数据量测及地学数据显示功能,为投入式虚拟旅游打下了基础.     

VRML三维虚拟场景设计

介绍了VRML的基本工作原理以及用VRML构建三维虚拟场景的设计过程,并给出了一个实例． VRML在Internet上构建虚拟场景时,有文件规模小、传输速度快等优势,也存在对复杂场景难以描述的问 题．     

基于VRML的虚拟综合布线系统

介绍了综合布线系统和VRML的基本工作原理,提出了一个Web环境下的虚拟综合布线实验系统,并利用虚拟现实建模语言完成各功能模块的建模,之后结合脚本语言实现了对各模块的动态操作和交互演示。该系统很好地满足了高校对实验室建设的需要。文中还对VRML技术在虚拟实验室实现中的应用进行了研究。     

基于VRML-Java的虚拟现实技术在可视化装配中的应用

为实现建立在开放技术标准之上的可视化装配系统，本文对基于VRML－Java的虚拟现实技术在工程设计领域的应用进行了研究，提出了一种新型的Web环境下3D交互仿真结构，3D模型下载到客户端显示，复杂的运算和仿在服务器上进行，从而实现服务器端装配模型和客户端显示模型的分离，在此基础之上可以完成VRML场景的动态生成，装配控制、碰撞检测以及装配过程的动画回放等功能，该结构不仅可用于网络环境下的可视化装配，也适合于其他领域基于Web的科学可视化。