虛擬裝配培訓(xùn)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是三維交互技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)的發(fā)展,傳統(tǒng)的裝配培訓(xùn)教育模式已落后于時(shí)代的發(fā)展。機(jī)械設(shè)備拆裝培訓(xùn)一直受裝備機(jī)件龐大,不易教學(xué),設(shè)備機(jī)件成本高,實(shí)習(xí)器材匱乏等因素的困擾:另外實(shí)際拆裝練習(xí)損耗大,訓(xùn)練效益低,訓(xùn)練周期長,另外培訓(xùn)場地有限,無法滿足大批量培訓(xùn)學(xué)員的要求。在這種情況下,在機(jī)械培訓(xùn)教育中引入虛擬裝配技術(shù),且虛擬裝配培訓(xùn)方式越來越體現(xiàn)了它的優(yōu)勢,它以產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型為基礎(chǔ),借助于虛擬現(xiàn)實(shí)的人機(jī)交

2、互設(shè)備,在計(jì)算機(jī)上仿真產(chǎn)品裝配操作的全過程,為現(xiàn)場機(jī)械學(xué)生培訓(xùn)和示教。它引導(dǎo)著機(jī)械教育培訓(xùn)發(fā)展的方向,有利于提高教育水平和學(xué)生素質(zhì)。
　　 為打破裝配培訓(xùn)中的各種限制,本文在虛擬裝配技術(shù)和三維交互技術(shù)研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了虛擬裝配培訓(xùn)系統(tǒng),提出了一個(gè)裝配過程定義和學(xué)生學(xué)習(xí)相分離的系統(tǒng)框架。實(shí)現(xiàn)了教師對裝配過程的制作,拆裝過程動(dòng)畫播放,學(xué)員裝配模擬訓(xùn)練和半自動(dòng)拆卸等功能。
　　 本文中采用行為描述模型BDM,并用BDM來定

3、義操作過程,拆裝序列以及拆裝過程中掛接的多維媒體信息,方便的組織和存儲(chǔ)設(shè)備拆裝過程,同時(shí)也便于動(dòng)畫演示的實(shí)現(xiàn)。使用XML來定義描述模型,XML是一種自描述性很強(qiáng)的語言,這有助于更精確地聲明內(nèi)容,方便跨越多種平臺的更有意義的搜索結(jié)果。
　　 系統(tǒng)中使用分層的任務(wù)模型和狀態(tài)圖來控制三維交互,易于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)跟蹤,并及時(shí)做出反饋。動(dòng)畫演示部分將行為描述模型進(jìn)行解析,分層控制,使用線程來控制其演示。
　　 另外為減少教師工作量,設(shè)計(jì)

4、了半自動(dòng)拆卸的功能,使用基于優(yōu)先約束的啟發(fā)式布局算法來實(shí)現(xiàn)三維零部件的有序布局展示,根據(jù)零部件的優(yōu)先約束關(guān)系由拓?fù)渑判蚍椒ǐ@得拆卸順序,根據(jù)金角定位規(guī)則計(jì)算零部件可以放置的位置,然后將零部件拆卸并移動(dòng)到相應(yīng)的位置,移動(dòng)過程中進(jìn)行干涉檢查。
　　 本文采用OSG和C++編程語言實(shí)現(xiàn)裝備機(jī)件三維裝配培訓(xùn)系統(tǒng),具有控制靈活、裝配效果逼真、可擴(kuò)展性良好的特點(diǎn)?；诒疚难芯砍晒_發(fā)出的裝配軟件,可降低裝備維修人員培訓(xùn)成本,使培訓(xùn)變得方便、