交互式虚拟装配平台关键技术的研究

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1、分类号：TP391单位代码：10190研究生学号：201301021密级：无硕士学位论文交互式虚拟装配平台关键技术的研究ResearchonKeyTechniquesofInteractiveVirtualAssemblyPlatform研究生姓名：任天猛专业：机械工程指导教师姓名：李静指导教师职称：副教授2016年4月硕士学位论文长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《论文的题目》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论

2、文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位

3、论文。作者签名：年月日校内指导教师签名：年月日I硕士学位论文摘要科学高度发展的今天，传统的装配手段由于效率低，不合理等缺点，将逐渐被虚拟装配技术所取代。虚拟装配具有开发周期短，装配效率高，节省材料等众多优点。因此，在未来的装配过程中，构建虚拟现实平台是必要的，对虚拟现实平台关键技术的研究将是不可或缺的。文章在分析了装配序列和装配路径的基础上，研究了发动机的核心部件——曲柄连杆机构的装配关键技术。完成了发动机的虚拟装配平台的构建，可以让我们对虚拟装配的过程有更深刻的认识。首先，建立虚拟装配环境。列举了几

4、种装配模型的结构和虚拟装配零件的建模，提出层次模型和混合模型，为零件模型分好层次。利用建模软件Solidworks2007建立完整的直列四缸发动机模型，并形成中间格式的装配体文件，增加模型的通用性。然后用渲染优化技术在3dsMax2013中让模型完成贴图渲染及细节优化，使虚拟环境更加的逼真。在EON中优化模型树的层次，完成发动机曲柄连杆机构的虚拟环境的建立。其次，研究了发动机曲柄连杆机构的装配序列和装配路径。先利用Petri网对模型的装配序列实行规划，建立了Petri网装配过程模型，分析Petri网装

5、配序列，应用关联矩阵及状态方程得到合理的发动机曲柄连杆机构装配序列。以装配序列为基础，利用EON虚拟现实技术与实时的碰撞检测技术，记录路径关键点，设计与规划出虚拟装配过程所需要的装配路径。再次，对虚拟装配进程中存在的实时碰撞检测算法进行研究和仿真。以常用的四种包围盒为例，经过对比其碰撞检测算法的优缺点，并同时对他们的实时性及检测效率进行综合对比分析，确定出效率与实时性好的碰撞检测算法，选择多面体k-dop包围盒在EONStudio中进行碰撞试验，确保模型能够在装配系统中及时、准确的避免零件模型之间的碰

6、撞，使虚拟场景更加逼真。最终，在虚拟环境中完成发动机模型的装配，建立虚拟现实平台。根据设计的装配工艺对发动机曲柄连杆机构实施装配，验证装配工艺的可行性。同时，通过EON和VB程序结合设计出交互式的虚拟装配平台,其中包括虚拟环境的构造、EONX控件的添加、VB与EONX间的信息交互，装配过程仿真等操作，最终实现了发动机曲柄连杆机构的虚拟装配，完成了交互式虚拟装配平台的构建。关键词：虚拟现实技术装配序列装配路径碰撞检测发动机I硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofscienc

7、eandtechnology,thetraditionalassemblymethodisgraduallyreplacedbythevirtualassemblytechnologybecauseofitslowefficiency,unreasonableandsoon.Virtualassemblyhastheadvantagesofshortdevelopmentcycle,highassemblyefficiency,materialsavingandsoon.Therefore,inthe

8、futureassemblyprocess,itisnecessarytobuildavirtualrealityplatform,thekeytechnologyofthevirtualrealityplatformresearchwillbeindispensable.Basedontheanalysisoftheassemblysequenceandassemblypath,thispaperstudiesthekeytechnologyofthe