VDVAS：一个集成的虚拟设计与虚拟装配系统

随着虚拟现实技术的逐渐成熟，研究者们已将其引入到工程领域，为实现虚拟设计与虚拟装配过程的集成，避免现有的虚拟装配系统中，虚拟环境与CAD系统间所必需进行的复杂的、无谓的数据传输，描述了一个基于多通道的、集成的虚拟设计与虚拟装配系统VDVAS。在该系统中，设计得可以通过直接三维操作和语音命令直观方便地建立机械零件及其装配模型，并通过交互拆装来得到零件的装配顺序和装配路径等信息，VDVAS的一个重要特征在于，可通过集成虚拟设计与虚拟装配过程，使设计者能在一个集成的虚拟环境中修改零件几何（假如在装配过程中发现零件存在设计缺陷的话）。     

面向装配工序交叉的虚拟装配工艺信息模型

虚拟装配工艺规划中目前大都采用装配顺序描述装配过程,但尚无法表达装配工序交叉和设计中的安装布置'捌整等问题.考虑设计阶段和制造阶段的装配要求,建立了基于装配任务的装配工艺信息模型.该模型以多层次的装配进程表达产品装配工艺过程,通过任务对象的交叉安装表达工序交叉和安装布置凋整,并给出了装配调整策略;针对冗余装配任务提出了装配任务合并方法.最后通过实例验证了文中模型的正确性和有效性.     

基于PETRI网的机器人装配作业建模及装配路径优化方法的研究

本文基于装配过程离散控制的思想，以扩展库所／变迁网对装配过程进行作业建模，提出了装配状态优化变迁序列的生成方法和算法．该方法有利于在不确定性存在时在任务级上实现装配过程的控制．     

虚拟环境中基于约束动态解除的产品拆卸技术研究

虚拟拆卸是验证产品可拆卸性与可维护性、确定产品装配序列的有效手段．提出虚拟拆卸过程中配合约束的自动解除方法．随着拆卸过程的递进，根据设计者的交互意图，适时取消零件所受的配合约束．实现了虚拟拆卸过程中零件的约束运动，将运动传感器检测到的设计者手的实际运动映射到虚拟环境中零件的可自由运动空间，以有效地支持虚拟环境中交互拆卸的完成．相关方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中得到实现．     

基于装配约束动态管理的虚拟拆卸

装配约束是虚拟拆卸环境下必须考虑的装配体的重要信息，提出虚拟拆卸过程中装配约束的动态管理机制，并实现了基于装配约束导航的虚拟拆卸。装配约束的动态管理包括虚拟环境下装配约束的获取、表达以及拆卸过程中装配约束的动态维护，即装配约束的动态解除和产生，文中用装配约束图表达零件间的装配约束，提出装配约束的间接解除方法，并实现了基于装配约束推理的零件可拆卸方向的推导。最后，通过一个简单装配体的拆卸实例，对文中方法进行了验证。     

虚拟环境中面向装配设计的数据场景图研究

作为虚拟环境中的数据结构，场景图的构建是虚拟现实技术领域的重要研究问题之一。针对虚拟装配设计系统的要求，讨论现有商业VR软件在开发虚拟装配设计时存在的限制，提出一个基于场景图的多层次虚拟装配设计模型VAM．在现有VR软件和VAM的基础上，说明了虚拟装配设计时的路径规划、序列生成、零件之间的约束关系等的表示和应用。     

基于符号的装配建模方法研究

在以装配符号的定义实现产品装配设计语义抽象表达的基础上，对产品装配建模过程中装配语义的表达、装配语义与装配约束的转化及维护技术进行研究．提出基于装配符号的约束规则集描述，实现产品装配设计信息的传递，并采用装配符号关系图对产品装配设计语义与约束进行动态维护．通过产品装配信息从抽象到具体、从模糊到精确的转化，实现产品装配设计系统对抽象、模糊、动态关联的产品装配设计信息的表达、传递和维护．     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

基于CATIA系统的虚拟装配技术应用研究

虚拟装配技术是在虚拟设计环境下，完成对产品的总体设计进程控制并进行具体模型定义与分析的过程，它可有效支持自顶向下的并行产品设计以及与Master Model相关的可制造性设计和可装配性设计，以缩短产品开发周期，本文在分析了虚拟装配技术基本思想后，提出了在飞机设计中实施虚拟装技术应用的基础环境以及具体的实施方法和途径。     

面向网络实验教学的虚拟协同装配技术研究

基于网络实验教学环境下对虚拟协同装配提出的不同需求,分析了其与面向设计的协同装配实现技术之间在定义、目的等方面存在的差异,提出了面向网络教学下虚拟协同装配的概念,并界定了其内涵及实现时需要考虑的因素。研究了支持协同装配的虚拟模型实验室的搭建、虚拟协同装配的语义信息表达模型和装配过程中干涉检测的方法,提出了网络协同虚拟装配实验平台体系的架构方法,并就系统的功能实现、虚拟协同装配执行过程进行了阐述,最后以柱塞泵示例了解系统的初步实现情况。     

基于矩阵运算的虚拟装配体拆卸过程建模方法

现有装配体建模方法在描述虚拟维修训练中装配体拆卸过程时,存在的信息冗余大、建模过程复杂等缺点,在研究现有装配体建模方法和分析装配过程与拆卸过程差异的基础上,提出了一种面向虚拟维修拆卸过程的建模方法。该方法以矩阵描述装配体模型,用矩阵运算描述零部件拆卸过程,简化了建模过程,减少了模型数据量,为虚拟维修训练系统的快速构建提供了一种思路和方法。     

虚拟环境中微机械拟实组装的运动学描述

微机械的组装包括：部件制作,部件对准和部件焊接 ３个过程．本文针对微机械组装中最重要对准过程,给出了虚拟环境中拟实组装细化的操作 步骤及相应的运动学描述．同时,面向微机械拟实运行,给出了焊接过程的运动学描述．建 立了虚拟现实实验平台,并在此平台上完成了一个作为虚拟环境中微马达转子与定子拟实组 装简化例子的轴孔配合拟实组装实验．初步验证了本文所给出的虚拟环境中拟实组装运动学 描述的正确性．     

VRML环境下基于语义的产品装配设计技术研究

装配语义是零件间装配约束的抽象与概括，研究基于语义的产品装配设计可有效地提高装配设计的直观性与装配效率。文中给出了基于语义的产品装配设计系统的总体框架结构，将装配语义分为常用语义与特殊语义，并建立了装配语义的层次表达；通过装配语义与几何约束的映射，形成几何约束的代数表达；借助零部件间的运动自由度的求解，实现了装配语义的驱动，有助于将装配设计从几何层发展到语义层进行操作。     

一种多层分布式情境装配模型

提出一种以Agent技术为基础的多层分布式的虚拟场景模型。先从装配体的视角构建装配信息模型,根据刻画特征对象的各项参数定义装配知识层;装配决策层将零件视为Agent,并定义Agent间传输状态参数的消息模板,同时根据虚拟装配任务的过程特点,建立决策规则;最后,定义用户控制层的运动控制算法,实现对用户的运动引导。实验表明该场景模型可在虚拟场景中有效呈现装配任务,并根据上下文情境准确理解用户意图。     

基于框架的虚拟装配系统研究

根据框架理论构建虚拟装配系统,将典型装配过程性知识封装到过程框架中并在系统中保存。系统采用场景匹配的方式来捕获用户的交互意图,提高了系统的认知能力。以匹配成功的过程框架引导装配活动,并根据框架中规定的动作和时机来完成装配件的精确定位,有效克服了操作者通过交互设备对装配零件运动控制不精确的问题。     

虚拟装配工艺技术研究

虚拟装配技术是未来制造领域中的一项重要技术,它使得人们可以通过直接操作的方式完成产品设计、产品维修培训、零件设计验证、装配工艺规划等内容。     

基于Java 3D的交互式三维动画的研究

为了建立基于工程图学的虚拟实验室,在计算机的屏幕上虚拟现实中零件的装配,笔者通过对两种虚拟语言VRML与Java 3D的分析比较,选定以Java 3D为虚拟平台,在引入.obj文件的基础上,按照现实中零件的安装和工作过程,通过设定相应的程序来实现零件的交互和装配过程,并完成了对零件交互式三维装配动画以及工作原理的论述。以压板为例,给出了一个基于Java 3D的交互式三维装配动画的例子,实现了该装配体在虚拟现实中的要求,达到了虚拟装配的目的。从而验证了该方法在现实零件装配中的预见性和优越性。     

设备拆装混合现实系统中的拆装逻辑设计

针对机械部件在拆装过程中存在设备投资大、损耗程度高、危险性大、拆装效率低等问题, 本文采用混合现实技术, 设计出一套虚拟拆装系统. 其中, 拆装逻辑是拆装系统的核心, 拆装系统的通用性取决于拆装逻辑的设计. 为了解决虚拟拆装系统通用性差的问题, 本文通过对常见机械模型的连接方式和装配关系进行分析和总结, 设计出一种基于图遍历算法的数据结构来表达各个模型的逻辑关系, 并针对特种阀门、六关节机械臂等设备的拆装进行实验. 实验结果表明: 该拆装逻辑解决了拆装顺序的可定义和通用性等问题, 能够对模型部件按工艺流程进行虚拟拆解和装配, 最终实现虚拟拆装系统的通用性.     

基于PERT图的虚拟拆装过程建模

提出了使用PERT图来建立虚拟拆装过程模型的方法,根据零件之间的约束关系构造PERT图及其对应的依赖矩阵,并且能够根据它来指导虚拟拆装训练过程的实施.所提供的方法在对某设备的虚拟维修中得到了验证.