基于虚拟现实的装配仿真应用与研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于虚拟现实的装配仿真应用与研究学科专业机械工程学号201521080128作者姓名唐明哲指导教师李海庆副教授分类号密级注1UDC学位论文基于虚拟现实的装配仿真应用与研究（题名和副题名）唐明哲（作者姓名）指导教师李海庆副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业机械工程提交论文日期2018.03.28论文答辩日期2018年05月14日学位授予单位和日期电子科技大学2018年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《

2、国际十进分类法UDC》的类号。AssemblySimulationApplicationandResearchBasedonVirtualRealityAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MechanicalEngineeringAuthor:MingzheTangSupervisor:AssociateProf.HaiqingLiSchool:SchoolofMechatronicsandElectricalEngineering摘要摘要虚拟现实（VR）是

3、一种采用计算机技术和硬件资源模拟生成一个三维、能够提供给用户非常真实体验虚拟场景的技术，它允许用户与虚拟场景中的物体进行交互。它的出现正在逐渐改变人们的生活，并已成为当今非常重要的发展方向。目前，虚拟现实的基本方法和理论已经相对成熟，并且已经应用到了多个领域。由于虚拟现实技术可以在实际投入生产制造之前，能及时地解决产品开发遇到的问题，从而可以有效的减少错误，提高制造效率，所以在产品设计、制造、装配、车间管理、过程模拟、生产计划、培训、测试和验证等工程领域均有所涉及。虚拟装配技术是虚拟现实技术与传统装配技术的结合，由于装配是产品制造中的重要环节，近些年来虚拟现实技术的飞速发展使虚拟装配技术

4、逐渐成为各种企业、机构的研究热点，得到了越来越多的关注。论文通过分析对比当前几种主流虚拟现实制作引擎和虚拟现实硬件设备，最终选用Unity3d引擎和HTCVIVE设备将虚拟现实技术应用到装配领域，完成了减速器虚拟装配系统的开发。研究工作包括减速器的三维建模、装配工艺与技术要点分析、虚拟环境搭建、装配与拆卸动画录制以及系统的设计、实现与优化。装配系统采用C#语言编程，功能包括三大模块，即导航模块、学习模块和训练模块。系统主要用于装配和维修培训，因此学习模块和训练模块包括装配学习与训练以及拆卸学习与训练。导航模块引导工人在各个场景间进行切换；学习模块帮助工人学习减速器的拆卸和装配工艺；训练模

5、块由工人自主进行装配和拆卸的训练。为了使工人与虚拟环境的交互更加顺畅与真实，系统采用Unity3dUGUI系统制作用户界面，并且提前对减速器零件录制了相应动画以在必要时进行动画模拟，还加入了触觉反馈及各种操作提示。本文完成了减速器虚拟装配系统的开发，实现了虚拟现实技术结合传统装配技术在教育培训中的应用，并对系统中用到的关键性的虚拟装配定位方法以及虚拟装配工艺进行了研究与优化，让虚拟装配的精度和效率更高、仿真效果更好。关键词：虚拟现实，虚拟装配，减速器，Unity3d，HTCVIVEIABSTRACTABSTRACTVirtualreality(VR)isatechnologythatus

6、escomputertechnologyandhardwareresourcestosimulateandgenerateathree-dimensionalvirtualrealitythatcanprovideuserswithaveryrealisticexperience,itallowsuserstointeractwithobjectsinvirtualscenes.Itsappearanceisgraduallychangingpeople'slives,makingitaveryimportantdevelopmentdirection.Nowadays,thebasic

7、methodsandtheoriesofvirtualrealityhavebeenrelativelymatureandhavebeenappliedtovariousareas.Becausevirtualrealitytechnologycansolvetheproblemsencounteredinproductdevelopmentintimebeforeitactuallygoesintoproduction,itcan