交互式虛擬裝配平臺關鍵技術的研究.pdf

1、科學高度發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的裝配手段由于效率低，不合理等缺點，將逐漸被虛擬裝配技術所取代。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。因此，在未來的裝配過程中，構建虛擬現(xiàn)實平臺是必要的，對虛擬現(xiàn)實平臺關鍵技術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上，研究了發(fā)動機的核心部件——曲柄連桿機構的裝配關鍵技術。完成了發(fā)動機的虛擬裝配平臺的構建，可以讓我們對虛擬裝配的過程有更深刻的認識。
　　首先，建立虛擬裝配

2、環(huán)境。列舉了幾種裝配模型的結構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)化技術在3dsMax2013中讓模型完成貼圖渲染及細節(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)動機曲柄連桿機構的虛擬環(huán)境的建立。
　　其次，研究了發(fā)動機曲柄連桿機構的裝配序列和裝配路徑。先

3、利用Petri網(wǎng)對模型的裝配序列實行規(guī)劃，建立了Petri網(wǎng)裝配過程模型，分析Petri網(wǎng)裝配序列，應用關聯(lián)矩陣及狀態(tài)方程得到合理的發(fā)動機曲柄連桿機構裝配序列。以裝配序列為基礎，利用EON虛擬現(xiàn)實技術與實時的碰撞檢測技術，記錄路徑關鍵點，設計與規(guī)劃出虛擬裝配過程所需要的裝配路徑。
　　再次，對虛擬裝配進程中存在的實時碰撞檢測算法進行研究和仿真。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，并同時對他們的實時性及檢測效率進

4、行綜合對比分析，確定出效率與實時性好的碰撞檢測算法，選擇多面體k-dop包圍盒在EON Studio中進行碰撞試驗，確保模型能夠在裝配系統(tǒng)中及時、準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)動機模型的裝配，建立虛擬現(xiàn)實平臺。根據(jù)設計的裝配工藝對發(fā)動機曲柄連桿機構實施裝配，驗證裝配工藝的可行性。同時，通過EON和VB程序結合設計出交互式的虛擬裝配平臺,其中包括虛擬環(huán)境的構造、EONX控件的添加、V