本文關(guān)鍵詞：交互式虛擬裝配平臺關(guān)鍵技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：科學(xué)高度發(fā)展的今天,傳統(tǒng)的裝配手段由于效率低,不合理等缺點(diǎn),將逐漸被虛擬裝配技術(shù)所取代。虛擬裝配具有開發(fā)周期短,裝配效率高,節(jié)省材料等眾多優(yōu)點(diǎn)。因此,在未來的裝配過程中,構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)平臺是必要的,對虛擬現(xiàn)實(shí)平臺關(guān)鍵技術(shù)的研究將是不可或缺的。文章在分析了裝配序列和裝配路徑的基礎(chǔ)上,研究了發(fā)動機(jī)的核心部件——曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配關(guān)鍵技術(shù)。完成了發(fā)動機(jī)的虛擬裝配平臺的構(gòu)建,可以讓我們對虛擬裝配的過程有更深刻的認(rèn)識。首先,建立虛擬裝配環(huán)境。列舉了幾種裝配模型的結(jié)構(gòu)和虛擬裝配零件的建模,提出層次模型和混合模型,為零件模型分好層次。利用建模軟件Solidworks2007建立完整的直列四缸發(fā)動機(jī)模型,并形成中間格式的裝配體文件,增加模型的通用性。然后用渲染優(yōu)化技術(shù)在3dsMax2013中讓模型完成貼圖渲染及細(xì)節(jié)優(yōu)化,使虛擬環(huán)境更加的逼真。在EON中優(yōu)化模型樹的層次,完成發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的虛擬環(huán)境的建立。其次,研究了發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配序列和裝配路徑。先利用Petri網(wǎng)對模型的裝配序列實(shí)行規(guī)劃,建立了Petri網(wǎng)裝配過程模型,分析Petri網(wǎng)裝配序列,應(yīng)用關(guān)聯(lián)矩陣及狀態(tài)方程得到合理的發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)裝配序列。以裝配序列為基礎(chǔ),利用EON虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與實(shí)時的碰撞檢測技術(shù),記錄路徑關(guān)鍵點(diǎn),設(shè)計(jì)與規(guī)劃出虛擬裝配過程所需要的裝配路徑。再次,對虛擬裝配進(jìn)程中存在的實(shí)時碰撞檢測算法進(jìn)行研究和仿真。以常用的四種包圍盒為例,經(jīng)過對比其碰撞檢測算法的優(yōu)缺點(diǎn),并同時對他們的實(shí)時性及檢測效率進(jìn)行綜合對比分析,確定出效率與實(shí)時性好的碰撞檢測算法,選擇多面體k-dop包圍盒在EON Studio中進(jìn)行碰撞試驗(yàn),確保模型能夠在裝配系統(tǒng)中及時、準(zhǔn)確的避免零件模型之間的碰撞,使虛擬場景更加逼真。最終,在虛擬環(huán)境中完成發(fā)動機(jī)模型的裝配,建立虛擬現(xiàn)實(shí)平臺。根據(jù)設(shè)計(jì)的裝配工藝對發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)施裝配,驗(yàn)證裝配工藝的可行性。同時,通過EON和VB程序結(jié)合設(shè)計(jì)出交互式的虛擬裝配平臺,其中包括虛擬環(huán)境的構(gòu)造、EONX控件的添加、VB與EONX間的信息交互,裝配過程仿真等操作,最終實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的虛擬裝配,完成了交互式虛擬裝配平臺的構(gòu)建。
【關(guān)鍵詞】：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 裝配序列 裝配路徑 碰撞檢測 發(fā)動機(jī)
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG95;TP391.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 論文選題來源8
• 1.2 引言8
• 1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3.1 虛擬裝配技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3.2 裝配工藝國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.4 研究目的及意義10
• 1.5 論文研究的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排10-12
• 第二章 虛擬環(huán)境及場景的構(gòu)建技術(shù)研究12-25
• 2.1 裝配模型的分類12-14
• 2.1.1 多層次裝配模型12
• 2.1.2 關(guān)系裝配模型12-13
• 2.1.3 CAD系統(tǒng)的混合模型13-14
• 2.2 建立虛擬環(huán)境及場景14-20
• 2.2.1 建模軟件的選擇14
• 2.2.2 模型創(chuàng)建技術(shù)14-17
• 2.2.3 模型優(yōu)化與渲染技術(shù)17-19
• 2.2.4 EON中虛擬環(huán)境的建立19-20
• 2.3 虛擬系統(tǒng)中的立體三維顯示20-24
• 2.3.1 立體顯示原理20-21
• 2.3.2 圖形立體顯示技術(shù)及設(shè)備21-22
• 2.3.3 坐標(biāo)系的變換22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 裝配工藝規(guī)劃的技術(shù)研究25-36
• 3.1 Petri網(wǎng)裝配序列的規(guī)劃25-30
• 3.1.1 Petri網(wǎng)的原理25-26
• 3.1.2 Petri網(wǎng)裝配模型26
• 3.1.3 基于Petri網(wǎng)的裝配序列規(guī)劃26-30
• 3.2 裝配路徑規(guī)劃30-32
• 3.2.1 裝配路徑規(guī)劃原理30
• 3.2.2 EON中虛擬裝配路徑的生成原理30-32
• 3.3 路徑規(guī)劃與仿真32-35
• 3.3.1 物體的空間位姿變換32-34
• 3.3.2 裝配路徑的生成34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 基于EON碰撞檢測技術(shù)研究36-47
• 4.1 碰撞檢測問題36-37
• 4.2 包圍盒及算法37-40
• 4.2.1 層次包圍盒種類37-38
• 4.2.2 包圍盒的分析及比較38-40
• 4.3 EON碰撞檢測的實(shí)現(xiàn)40-46
• 4.3.1 EON包圍盒原理40
• 4.3.2 EON碰撞檢測包圍盒的加載40-42
• 4.3.3 碰撞檢測的裝配過程仿真42-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 虛擬裝配平臺的構(gòu)建47-59
• 5.1 虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備47-49
• 5.1.1 軟件的選取47-48
• 5.1.2 外設(shè)裝備簡介48-49
• 5.2 基于Script節(jié)點(diǎn)的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺49-53
• 5.2.1 EON中的Script節(jié)點(diǎn)49-50
• 5.2.2 EON中的裝配路徑50-53
• 5.3 虛擬裝配平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53-55
• 5.3.1 虛擬裝配平臺的總體結(jié)構(gòu)53-54
• 5.3.2 虛擬裝配平臺的構(gòu)建54-55
• 5.4 交互式虛擬裝配平臺的建立55-58
• 5.4.1 事件的路由機(jī)制55-56
• 5.4.2 人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)56-57
• 5.4.3 交互式虛擬裝配平臺的實(shí)現(xiàn)57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第六章 結(jié)論59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 作者簡介63
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果63

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本文編號：330208