目前,城市建設(shè)、軍事航天、港口物流、生產(chǎn)制造等各個(gè)領(lǐng)域都離不開(kāi)機(jī)械設(shè)備,設(shè)備的報(bào)廢、維修拆卸速度也成為影響使用單位生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。由于設(shè)備實(shí)物拆卸過(guò)程繁瑣、周期長(zhǎng)、成本高,運(yùn)用虛擬拆卸技術(shù)模擬拆卸工藝及拆卸過(guò)程,可以很好的解決上述問(wèn)題。同時(shí),觸覺(jué)作為人類(lèi)與自然之間的重要交互途徑,在虛擬拆卸系統(tǒng)中加入觸覺(jué),研究基于觸覺(jué)的虛擬拆卸系統(tǒng),可以極大地增強(qiáng)用戶(hù)的沉浸感,使用戶(hù)的交互體驗(yàn)更為真實(shí)。本文研究目標(biāo):以典型減速器為例,從虛擬場(chǎng)景建模、力反饋交互及物理屬性分析、拆卸序列優(yōu)化三個(gè)方面開(kāi)展研究,開(kāi)發(fā)多模式交互(鼠標(biāo)、鍵盤(pán)及力反饋器)虛擬拆卸平臺(tái),在保證虛擬拆卸交互體驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提供符合實(shí)際拆卸順序的指導(dǎo),提升拆卸平臺(tái)的實(shí)用性。本文的工作主要集中在以下幾個(gè)方面:(1)針對(duì)虛擬拆卸場(chǎng)景的建模技術(shù)中存在的困難,為了提高虛擬場(chǎng)景設(shè)備模型顯示的流暢性,研究了從CAD軟件建模到虛擬平臺(tái)場(chǎng)景的優(yōu)化方案;(2)針對(duì)力反饋器交互的真實(shí)感表現(xiàn),研究了虛擬環(huán)境中設(shè)備模型物理屬性的表現(xiàn)問(wèn)題,包括物理屬性分析、反饋力計(jì)算及與設(shè)備零部件幾何模型的融合技術(shù),提出了物理模型的構(gòu)建方案;(3)針對(duì)拆卸序列規(guī)劃及優(yōu)化問(wèn)題,主要結(jié)合Petri網(wǎng)構(gòu)建拆卸分析模型,建立拆卸優(yōu)先矩陣,以拆卸時(shí)間和拆卸成本作為適應(yīng)度函數(shù)成員,對(duì)拆卸序列進(jìn)行初步篩選,最后應(yīng)用遺傳算法對(duì)拆卸序列進(jìn)行評(píng)價(jià)和優(yōu)化。并且,對(duì)拆卸序列模塊與OSG圖形引擎的結(jié)合進(jìn)行研究,提出了基于HUD(Head Up Display)的拆卸序列輔助功能開(kāi)發(fā)方案;(4)以減速器為例,使用模塊化設(shè)計(jì)思維,運(yùn)用MFC功能,設(shè)計(jì)虛擬拆卸系統(tǒng)交互界面開(kāi)發(fā)方案;以Visual Studio 2008為開(kāi)發(fā)平臺(tái),以Phantom Omni力反饋器和其他交互設(shè)備為硬件,使用OSG(Open Scene Graph)圖形渲染引擎和ODE(Open Dynamic Engine)物理引擎進(jìn)行虛擬拆卸場(chǎng)景搭建,最終實(shí)現(xiàn)由自動(dòng)拆卸模塊、手動(dòng)拆卸模塊、力反饋拆卸模塊以及相關(guān)輔助掛件(場(chǎng)景漫游、立體顯示等)組成的考慮拆卸序列的力反饋虛擬拆卸平臺(tái)開(kāi)發(fā)。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TH182;TP391.9
【部分圖文】：

卸系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)卸系統(tǒng)功能框架屬性的虛擬拆卸系統(tǒng)總體功能框架，如圖 2-1 所示是交互拆卸系統(tǒng)，包括四個(gè)模塊：自動(dòng)拆卸模塊、塊和輔助功能掛件模塊；交互拆卸子系統(tǒng)中，利互設(shè)備，在拆卸過(guò)程中加入觸覺(jué)反饋，使用戶(hù)的統(tǒng)加入了場(chǎng)景漫游、路徑回放、立體顯示等一系步提升了拆卸系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值，使用戶(hù)身臨其境卸序列規(guī)劃模塊，為了使虛擬拆卸過(guò)程更貼近實(shí) Petri 網(wǎng)分析設(shè)備結(jié)構(gòu)，得出拆卸序列原始種群并果導(dǎo)出。通過(guò) C++程序接口讀取導(dǎo)出的拆卸序列Head Up Display）的形式展示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部

手動(dòng)拆卸自動(dòng)拆卸碰撞檢測(cè)加碰撞檢測(cè)基于MFC的虛擬拆卸平臺(tái)集成拆卸輔助立體顯示工具庫(kù)場(chǎng)景漫游圖 2-2 虛擬拆卸系統(tǒng)技術(shù)路線(xiàn)是由美國(guó) SensAble 公司開(kāi)發(fā)的 Phan用戶(hù)觸摸、控制虛擬對(duì)象成為可能。結(jié)構(gòu)、便攜式的設(shè)計(jì)以及 IEEE-1394如圖 2-3 所示。

圖 2-4 軟件關(guān)系圖G（Open Scene Graph）發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了一大批性O(shè)SG、Fly3D、OGRE 等，其中，等領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛[53]。因染質(zhì)量高等優(yōu)良特性的三維圖能，并對(duì)某些功能函數(shù)進(jìn)行了改高質(zhì)量的交互式場(chǎng)景程序開(kāi)發(fā)了開(kāi)源以及平臺(tái)無(wú)關(guān)性之外，還景的方式。同時(shí)，OSG 為開(kāi)發(fā)形處理、角色動(dòng)畫(huà)等一系列功能核心庫(kù)和工具庫(kù)組成，核心庫(kù)（進(jìn)行圖形渲染和虛擬場(chǎng)景管理；

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