本文關(guān)鍵詞：基于單點力反饋的虛擬裝配系統(tǒng)的研究與開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 力反饋 虛擬裝配阻力 裝配導(dǎo)航 虛擬裝配

【摘要】：本文主要對基于力反饋的虛擬裝配導(dǎo)航技術(shù),以及基于單點力反饋的虛擬裝配阻力建模進行研究。此外,通過二次開發(fā)技術(shù),以CAD插件的形式開發(fā)基于單點力反饋的虛擬裝配系統(tǒng),并分析了系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)方法。論文的主要工作如下:(1)根據(jù)實際裝配過程的特點和作用,將裝配操作過程細分為抓取、自由運動、裝配準備和裝配進行四個階段。在此基礎(chǔ)上,對裝配準備和裝配進行兩個階段的裝配導(dǎo)航方法進行了研究,詳細討論了裝配準備階段的相關(guān)判定條件和反饋力計算方法,在裝配進行階段,對基于增量驅(qū)動的裝配約束運動導(dǎo)航方法進行改進,擴大了基于增量驅(qū)動的約束運動導(dǎo)航方法的適用范圍;(2)結(jié)合實際裝配中物理約束與虛擬裝配的特點,討論裝配進行階段的偏移阻力和進行阻力,建立了基于單點力反饋的機械產(chǎn)品虛擬裝配阻力模型。特別是,分別在間隙配合、過盈配合以及過渡配合三大類機械零件配合的情況下,討論配合參數(shù)對虛擬裝配進行阻力的影響,系統(tǒng)建立了三大配合下的虛擬裝配阻力模型;(3)分析了基于力反饋虛擬裝配系統(tǒng)的特點和基本原理,通過多線程方法解決了力覺渲染和視覺渲染同步化問題。設(shè)計并實現(xiàn)了集成于CAD系統(tǒng)的虛擬裝配系統(tǒng)框架和操作流程。此外,分析了力反饋器工作空間與CAD環(huán)境空間的匹配、代理模型的構(gòu)建、運動仿真和力覺渲染功能的實現(xiàn)方法;(4)以齒輪泵的裝配為例,采用啟發(fā)式的評價方法驗證了基于單點力反饋的虛擬裝配系統(tǒng)的可行性;在虛擬環(huán)境和現(xiàn)實環(huán)境中,分別設(shè)計了軸與套筒的裝配案例,通過對比,驗證了本文構(gòu)建的虛擬裝配阻力模型的優(yōu)劣。
【關(guān)鍵詞】：力反饋 虛擬裝配阻力 裝配導(dǎo)航 虛擬裝配
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG95;TP391.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-21
• 1.2.1 虛擬裝配導(dǎo)航技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 力反饋技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 虛擬裝配系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀15-21
• 1.2.3.1 CAD模型信息單向傳遞的虛擬裝配系統(tǒng)16-19
• 1.2.3.2 集成建模功能的虛擬裝配系統(tǒng)19-20
• 1.2.3.3 與主流CAD系統(tǒng)集成的虛擬裝配系統(tǒng)20-21
• 1.3 課題的研究目的與意義21-22
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容22-23
• 第二章 基于力反饋的虛擬裝配導(dǎo)航方法23-45
• 2.1 引言23
• 2.2 基于力反饋的裝配導(dǎo)航設(shè)計23-41
• 2.2.1 裝配操作階段的劃分23-24
• 2.2.2 基于力反饋的裝配準備階段的導(dǎo)航設(shè)計24-32
• 2.2.2.1 位置姿態(tài)的表示和調(diào)整24-26
• 2.2.2.2 裝配準備階段的判定條件26-29
• 2.2.2.3 虛擬裝配準備階段的反饋力設(shè)計29-32
• 2.2.3 基于力反饋的裝配進行階段的導(dǎo)航設(shè)計32-41
• 2.2.3.1 裝配約束與自由度分析33-34
• 2.2.3.2 基于增量驅(qū)動的裝配約束運動導(dǎo)航方法34-41
• 2.3 基于力反饋的虛擬裝配導(dǎo)航流程設(shè)計41-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第三章 基于單點力反饋的機械裝配阻力建模45-54
• 3.1 引言45
• 3.2 偏移阻力的建模45-46
• 3.3 虛擬裝配進行阻力的建模46-52
• 3.3.1 間隙配合條件下的進行阻力47-48
• 3.3.2 過盈配合條件下的進行阻力48-50
• 3.3.3 過渡配合條件下的進行阻力50-52
• 3.4 虛擬裝配阻力的合成52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第四章 基于單點力反饋的虛擬裝配系統(tǒng)的實現(xiàn)54-77
• 4.1 引言54
• 4.2 基于力反饋的虛擬裝配系統(tǒng)的特點與基本原理54-55
• 4.3 虛擬裝配系統(tǒng)設(shè)計55-67
• 4.3.1 軟硬件介紹55-59
• 4.3.1.1 硬件概況56-58
• 4.3.1.2 軟件概況58-59
• 4.3.2 系統(tǒng)需求分析與框架設(shè)計59-63
• 4.3.2.1 系統(tǒng)需求分析59-60
• 4.3.2.2 系統(tǒng)框架設(shè)計60-63
• 4.3.3 系統(tǒng)操作界面和功能介紹63-65
• 4.3.4 系統(tǒng)的操作流程65-67
• 4.4 關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)67-76
• 4.4.1 代理模型的構(gòu)建與空間的匹配67-69
• 4.4.2 運動仿真的實現(xiàn)69-71
• 4.4.2.1 自由運動仿真的實現(xiàn)69-70
• 4.4.2.2 約束運動仿真的實現(xiàn)70-71
• 4.4.3 碰撞檢測的實現(xiàn)71-74
• 4.4.4 力覺渲染功能的實現(xiàn)74-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章 虛擬裝配案例與分析77-89
• 5.1 引言77
• 5.2 齒輪泵的虛擬裝配案例與系統(tǒng)可行性分析77-83
• 5.2.1 齒輪泵的虛擬裝配案例77-81
• 5.2.2 系統(tǒng)可行性分析81-83
• 5.3 虛擬裝配阻力模型優(yōu)劣分析83-88
• 5.3.1 實驗設(shè)計83-84
• 5.3.2 實驗方法和結(jié)果分析84-88
• 5.4 本章小結(jié)88-89
• 總結(jié)與展望89-91
• 總結(jié)89-90
• 展望90-91
• 參考文獻91-96
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果96-97
• 致謝97-98
• 附件98

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔蕾;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用綜述[J];福建電腦;2008年05期

2 姜學智,李忠華;國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J];遼寧工程技術(shù)大學學報;2004年02期

3 陳尚飛;基于分離軸理論的有向包圍盒重疊測試算法[J];廣西科學院學報;2005年03期

4 王念東;劉毅;李文正;李澍;劉佳;;集成化虛擬裝配系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)研究[J];航空學報;2009年11期

5 崔洋;包鋼;王祖溫;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)中力/觸覺反饋的研究現(xiàn)狀[J];機床與液壓;2008年07期

6 ;A survey on virtual reality[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2009年03期

7 侯偉偉;寧汝新;劉檢華;;虛擬裝配中基于精確模型的碰撞檢測算法[J];計算機輔助設(shè)計與圖形學學報;2010年05期

8 楊潤黨;武殿梁;范秀敏;嚴雋琪;;基于約束的虛擬裝配技術(shù)研究[J];計算機集成制造系統(tǒng);2006年03期

9 王映輝,王瓊芳;虛擬現(xiàn)實可視化技術(shù)縱橫談[J];計算機應(yīng)用研究;2002年05期

10 朱文華,馬登哲;虛擬裝配技術(shù)的應(yīng)用研究[J];機械設(shè)計與研究;2004年06期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳成軍;基于力覺/觸覺反饋的虛擬裝配系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究[D];山東大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李可;裝配力引導(dǎo)的虛擬裝配方法研究[D];西安電子科技大學;2006年

2 董向陽;基于OBB的碰撞檢測算法研究[D];遼寧工程技術(shù)大學;2007年

，

本文編號：653023