采掘運(yùn)裝備虛擬裝配與仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 07:32
目前,國內(nèi)煤礦采掘運(yùn)裝備的研發(fā)主要是參考國外先進(jìn)煤礦裝備制造企業(yè)的已有產(chǎn)品,進(jìn)行模仿及類比設(shè)計(jì),尚不真正具備自主研發(fā)新產(chǎn)品的能力。以采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、掘進(jìn)機(jī)和提升機(jī)為主的煤礦采掘運(yùn)裝備工作環(huán)境惡劣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件眾多,本行業(yè)的或者是新進(jìn)入本行業(yè)的高水平機(jī)械設(shè)計(jì)人員無法詳細(xì)知曉產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)際工作狀況,為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)增加了很多困難,所以亟待開發(fā)新的研究手段解決這些問題。利用先進(jìn)的虛擬裝配與場(chǎng)景仿真技術(shù),以集成化雙通道柱幕系統(tǒng)作為硬件支持,以Visual Studio和Open Scene Graph作為系統(tǒng)的軟件平臺(tái),集成了力反饋器、數(shù)據(jù)手套以及位置跟蹤器等人機(jī)交互設(shè)備,最終實(shí)現(xiàn)由虛擬裝配子系統(tǒng)、場(chǎng)景仿真與漫游子系統(tǒng)、虛擬手人機(jī)交互子系統(tǒng)、力反饋人機(jī)交互子系統(tǒng)和基于web的系統(tǒng)五部分組成的采掘運(yùn)裝備虛擬裝配與仿真系統(tǒng),致力于解決采掘運(yùn)裝備設(shè)計(jì)研發(fā)過程中的種種問題。本文的主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)提出了以O(shè)SG+CEGUI為核心的虛擬裝配與仿真解決方案,使之與搭建的硬件和軟件平臺(tái)相互適應(yīng),能夠?yàn)橛脩籼峁┓奖愫唵蔚牟僮髋c功能界面,滿足用戶對(duì)虛擬裝配與場(chǎng)景仿真的需要。(2)提出...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省211工程院校
【文章頁數(shù)】:149 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景、目的與意義
1.2.1 研究背景
1.2.2 研究目的
1.2.3 研究意義
1.3 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.3.1 虛擬裝配
1.3.2 煤礦場(chǎng)景仿真
1.3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)交互工具
1.3.4 基于網(wǎng)絡(luò)的信息化服務(wù)平臺(tái)
1.3.5 目前研究存在的問題和不足
1.4 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.5 小結(jié)
第二章 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
2.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.5.1 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)
2.5.2 系統(tǒng)軟件支持
2.5.3 系統(tǒng)開發(fā)軟件選擇
2.5.4 系統(tǒng)開發(fā)語言選擇
2.6 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
2.7 小結(jié)
第三章 虛擬現(xiàn)實(shí)模型資源庫
3.1 引言
3.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
3.3 結(jié)構(gòu)層次劃分技術(shù)
3.4 CAD建模技術(shù)
3.5 CAD模型轉(zhuǎn)換與優(yōu)化技術(shù)
3.6 CAD模型修復(fù)技術(shù)
3.7 Google 3DWarehouse資源尋找技術(shù)
3.8 3DMAX場(chǎng)景與動(dòng)畫制作技術(shù)
3.9 子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
3.10 小結(jié)
第四章 虛擬裝配子系統(tǒng)
4.1 引言
4.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
4.3 OSG與CEGUI結(jié)合的框架
4.4 模型操縱
4.4.1 模型的選擇
4.4.2 模型的重置
4.5 虛擬裝配與拆卸演示
4.6 路徑記錄與回放
4.6.1 路徑記錄
4.6.2 路徑回放
4.7 自動(dòng)定位約束
4.8 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同裝配
4.8.1 工作流程
4.8.2 基于 Windows Sockets 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同裝配
4.9 小結(jié)
第五章 場(chǎng)景仿真與漫游子系統(tǒng)
5.1 引言
5.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
5.3 綜采工作面場(chǎng)景及動(dòng)畫建立
5.3.1 綜采工作面分析
5.3.2 對(duì)設(shè)備進(jìn)行建模
5.3.3 “三機(jī)配套”圖
5.3.4 單個(gè)模型運(yùn)動(dòng)仿真
5.3.5 綜采工作面仿真
5.4 綜掘工作面場(chǎng)景及動(dòng)畫建立
5.4.1 設(shè)備建模
5.4.2 掘進(jìn)機(jī)整機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真
5.4.3 作業(yè)順序安排
5.4.4 粒子系統(tǒng)的建立
5.5 漫游功能的實(shí)現(xiàn)
5.5.1 漫游器實(shí)現(xiàn)流程與接口
5.5.2 事件響應(yīng)
5.5.3 碰撞檢測(cè)
5.5.4 漫游與場(chǎng)景關(guān)聯(lián)
5.6 小結(jié)
第六章 虛擬手人機(jī)交互子系統(tǒng)
6.1 引言
6.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
6.3 虛擬手模型的建立
6.3.1 人手結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特征分析
6.3.2 數(shù)據(jù)手套的校正
6.4 位置跟蹤器和數(shù)據(jù)手套的關(guān)系建立
6.5 讀取操作零部件模型
6.6 虛擬手裝配操作
6.6.1 虛擬手抓取規(guī)則研究
6.6.2 自動(dòng)定位約束
6.7 小結(jié)
第七章 力反饋人機(jī)交互子系統(tǒng)
7.1 引言
7.2 phantom desktop設(shè)備介紹
7.3 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
7.4 模型導(dǎo)入技術(shù)
7.5 物體的力覺繪制
7.6 力反饋操縱模型原理
7.7 自動(dòng)定位約束
7.8 觸覺與視覺渲染模式
7.9 小結(jié)
第八章 基于Web的虛擬裝配與仿真子系統(tǒng)
8.1 引言
8.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
8.2.1 子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
8.2.2 子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
8.2.3 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.3 虛擬現(xiàn)實(shí)資源庫
8.4 ActiveX控件技術(shù)
8.4.1 編寫 osg-ActiveX 控件
8.4.2 服務(wù)器端控件發(fā)布
8.4.3 客戶端環(huán)境配置
8.5 基礎(chǔ)界面設(shè)計(jì)
8.6 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
8.7 公共服務(wù)版
8.7.1 選擇視頻制作軟件
8.7.2 選擇播放的格式
8.7.3 網(wǎng)絡(luò)播放代碼與效果測(cè)試
8.7.4 多視角播放
8.9 小結(jié)
第九章 系統(tǒng)集成、測(cè)試與應(yīng)用
9.1 引言
9.2 系統(tǒng)集成與頁面設(shè)計(jì)
9.2.1 集成內(nèi)容
9.2.2 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)開機(jī)界面設(shè)計(jì)
9.2.3 虛擬拆裝公共服務(wù)創(chuàng)新平臺(tái)首頁設(shè)計(jì)
9.2.4 虛擬拆裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)首頁設(shè)計(jì)
9.3 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)測(cè)試
9.3.1 測(cè)試原則
9.3.2 測(cè)試內(nèi)容
9.3.3 測(cè)試方法
9.3.4 測(cè)試步驟
9.3.5 測(cè)試結(jié)論
9.4 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)應(yīng)用
9.4.1 企業(yè)應(yīng)用
9.4.2 教學(xué)應(yīng)用
9.4.3 公共服務(wù)應(yīng)用
9.5 小結(jié)
第十章 結(jié)論與展望
10.1 工作總結(jié)
10.2 主要結(jié)論
10.3 進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
本文編號(hào):3636789
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省211工程院校
【文章頁數(shù)】:149 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 研究背景、目的與意義
1.2.1 研究背景
1.2.2 研究目的
1.2.3 研究意義
1.3 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
1.3.1 虛擬裝配
1.3.2 煤礦場(chǎng)景仿真
1.3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)交互工具
1.3.4 基于網(wǎng)絡(luò)的信息化服務(wù)平臺(tái)
1.3.5 目前研究存在的問題和不足
1.4 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.5 小結(jié)
第二章 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
2.3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
2.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.5.1 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)
2.5.2 系統(tǒng)軟件支持
2.5.3 系統(tǒng)開發(fā)軟件選擇
2.5.4 系統(tǒng)開發(fā)語言選擇
2.6 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
2.7 小結(jié)
第三章 虛擬現(xiàn)實(shí)模型資源庫
3.1 引言
3.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
3.3 結(jié)構(gòu)層次劃分技術(shù)
3.4 CAD建模技術(shù)
3.5 CAD模型轉(zhuǎn)換與優(yōu)化技術(shù)
3.6 CAD模型修復(fù)技術(shù)
3.7 Google 3DWarehouse資源尋找技術(shù)
3.8 3DMAX場(chǎng)景與動(dòng)畫制作技術(shù)
3.9 子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
3.10 小結(jié)
第四章 虛擬裝配子系統(tǒng)
4.1 引言
4.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
4.3 OSG與CEGUI結(jié)合的框架
4.4 模型操縱
4.4.1 模型的選擇
4.4.2 模型的重置
4.5 虛擬裝配與拆卸演示
4.6 路徑記錄與回放
4.6.1 路徑記錄
4.6.2 路徑回放
4.7 自動(dòng)定位約束
4.8 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同裝配
4.8.1 工作流程
4.8.2 基于 Windows Sockets 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同裝配
4.9 小結(jié)
第五章 場(chǎng)景仿真與漫游子系統(tǒng)
5.1 引言
5.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
5.3 綜采工作面場(chǎng)景及動(dòng)畫建立
5.3.1 綜采工作面分析
5.3.2 對(duì)設(shè)備進(jìn)行建模
5.3.3 “三機(jī)配套”圖
5.3.4 單個(gè)模型運(yùn)動(dòng)仿真
5.3.5 綜采工作面仿真
5.4 綜掘工作面場(chǎng)景及動(dòng)畫建立
5.4.1 設(shè)備建模
5.4.2 掘進(jìn)機(jī)整機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真
5.4.3 作業(yè)順序安排
5.4.4 粒子系統(tǒng)的建立
5.5 漫游功能的實(shí)現(xiàn)
5.5.1 漫游器實(shí)現(xiàn)流程與接口
5.5.2 事件響應(yīng)
5.5.3 碰撞檢測(cè)
5.5.4 漫游與場(chǎng)景關(guān)聯(lián)
5.6 小結(jié)
第六章 虛擬手人機(jī)交互子系統(tǒng)
6.1 引言
6.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
6.3 虛擬手模型的建立
6.3.1 人手結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特征分析
6.3.2 數(shù)據(jù)手套的校正
6.4 位置跟蹤器和數(shù)據(jù)手套的關(guān)系建立
6.5 讀取操作零部件模型
6.6 虛擬手裝配操作
6.6.1 虛擬手抓取規(guī)則研究
6.6.2 自動(dòng)定位約束
6.7 小結(jié)
第七章 力反饋人機(jī)交互子系統(tǒng)
7.1 引言
7.2 phantom desktop設(shè)備介紹
7.3 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
7.4 模型導(dǎo)入技術(shù)
7.5 物體的力覺繪制
7.6 力反饋操縱模型原理
7.7 自動(dòng)定位約束
7.8 觸覺與視覺渲染模式
7.9 小結(jié)
第八章 基于Web的虛擬裝配與仿真子系統(tǒng)
8.1 引言
8.2 子系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)
8.2.1 子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
8.2.2 子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
8.2.3 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.3 虛擬現(xiàn)實(shí)資源庫
8.4 ActiveX控件技術(shù)
8.4.1 編寫 osg-ActiveX 控件
8.4.2 服務(wù)器端控件發(fā)布
8.4.3 客戶端環(huán)境配置
8.5 基礎(chǔ)界面設(shè)計(jì)
8.6 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
8.7 公共服務(wù)版
8.7.1 選擇視頻制作軟件
8.7.2 選擇播放的格式
8.7.3 網(wǎng)絡(luò)播放代碼與效果測(cè)試
8.7.4 多視角播放
8.9 小結(jié)
第九章 系統(tǒng)集成、測(cè)試與應(yīng)用
9.1 引言
9.2 系統(tǒng)集成與頁面設(shè)計(jì)
9.2.1 集成內(nèi)容
9.2.2 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)開機(jī)界面設(shè)計(jì)
9.2.3 虛擬拆裝公共服務(wù)創(chuàng)新平臺(tái)首頁設(shè)計(jì)
9.2.4 虛擬拆裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)首頁設(shè)計(jì)
9.3 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)測(cè)試
9.3.1 測(cè)試原則
9.3.2 測(cè)試內(nèi)容
9.3.3 測(cè)試方法
9.3.4 測(cè)試步驟
9.3.5 測(cè)試結(jié)論
9.4 虛擬裝配與仿真系統(tǒng)應(yīng)用
9.4.1 企業(yè)應(yīng)用
9.4.2 教學(xué)應(yīng)用
9.4.3 公共服務(wù)應(yīng)用
9.5 小結(jié)
第十章 結(jié)論與展望
10.1 工作總結(jié)
10.2 主要結(jié)論
10.3 進(jìn)一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
本文編號(hào):3636789
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