一种面向虚拟制造的虚拟手设计与应用

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1、288系统仿真技术及其应用·第10卷一种面向虚拟制造的虚拟手设计与应用徐菁1刘春2(沈刚航空工业学院航空宇航制造工程学院，辽宁，沈阳，110136)捕要：虚拟制造(vM)是在虚拟现实技术构建的三维虚拟环境下进行的，数据手套是虚拟现实技术重要的交互设备，而虚拟手的设计和实现是应用数据手套的关键途径．本文通过研究数据手套的原理和功能，开发了一种适用于虚拟制造的虚拟手模型．该模型能实时的进行手势合成，并且便于使用层次包围盒算法实现与虚拟场景的碰撞检测以达到虚拟制造的效果。应用结果显示，该虚拟手模型能很好地实现人手到虚拟手的动作映射和虚拟手对虚

2、拟物体的碰撞检测，能合理应用于虚拟制造．关键词：虚拟制造：数据手套；虚拟手；碰撞检测中图分类号：TP391DesignandApplicationofADataGloveModuleforVMXuJingLiuChun(Dept．AircraftManufacturingEngineering，ShenyangInstituteofAeronauticalEngineering，Shenyang110136)AbstractIVirtualManufacturing(VM)isworkedonvirtualenvironmentwhic

3、hconstructedbyVirtualRealityTechnology,datagloveisanimportantdeviceinVirtualRealityTechnology,andtheimplementofthevirtualhandisanimportantmethodinusingthedataglove．Inthispaper,withthestudyoftheprinciplesandfunctionsofthedataglove，avirtualhandmodelapplyingVirtualManufactu

4、ringwasdesigned．ThismodelcanimplementedthevirtualhandgestureanditiseasyfortheVolumeHierarchycollisiondetectionbetweenvirtualhandandvirtualobjects．ResultshowsthatthisvirtualhandmodelCanmanagethemotionmappingformhumanhandtOvirtualhandandtllecollisiondetectionbetweenvirtual

5、handandvirtualobjects．anditisusefulinVirtualManufacturing．KeywordssVirtualManufacturing：DataGlove：VirtualHand；CollisionDetection1引言我们生活的世界是三维世界，所见、所用、所接触的物体都是以三维形式存在的。以往，我们只能将三维的物体，以不同视角作平面投影，用二维方式表达，从而得到二维的设计图纸：随着计算机技术的飞速发展，出现了计算机辅助二维设计：然而工艺部门必须要对其作规划，以便加工者按指令用某个设备将其实现为

6、实物。然后我们还需要将成千上万个零件装配成部件、产品。要实现实际的装配，我们还须描述各零部件的装配作者简介：徐瞢(1983．)。女．四川省成都市．沈阳航空工业学院航空宇航工程学院硕士研究生．研究力．向：飞行器数字化制造：刘春(1960．)，男．教授-沈阳航空I．,lk学院航空宇航工程学院硕士生导师．主要从事数字化制造及虚拟仿真技术的研究．关系、装配顺序、可视性、可达性及用何种工具、工装、或借助何种设备，这样才能为生产制造部门捉供所需的指令111。当今全球制造企业之间的竞争越来越激烈，各企业不断将各种先进的设计、制造手段应用于产品的开发制

7、造。随着计算机网络和虚拟现实等先进技术的出现，虚拟制造(VM。VirtualManufacturing)应运而生。它是现代制造技术与系统发展的趋势．达索公司作为“数字工程”解决方案的技术领导者，在产品设计阶段并行考虑产品全生命周期中的各种因素，在产品设计阶段考虑产品的可加工性、可装配性和可服务性。在满足产品性能与功能的条件下改进产品的结构，为制造业提供了世界最先进的数字工程模型。但是其在操作程度上还是依赖鼠标，键盘等二维操第三部分系统仿J‘289作手段，不能直接将人在日常生活中获得的经验技能直接运用到人机交互中，同时也限制了计算机去完成

8、更加复杂的任务。本实验就是计划在虚拟世界中生成虚拟手，配合数据手套采集自然状态下人手的各种动作数据，将这些数据映射到虚拟手使其模拟数据手套佩戴者的手部动作，对虚拟环境中的操作对象进行直接操纵。这种方法与传统