摘要：针对现有虚拟装配定位方法存在约束识别效率不高和处理不方便的问题,通过分析组合夹具的特点,研究了虚拟环境下进行组合夹具组装的元件精确定位技术.首先提出了基于功能域的装配约束识别方法,通过捕捉装配意图,快速而准确地识别出装配件与已装配元件之间的几何约束关系;其次研究了约束求解方法对装配件的空间位姿进行调整,使之满足建立的装配约束,同时基于约束矩阵进行运动自由度的表达和归约,分析待装配件的约束状态;最后研究了夹具元件虚拟组装过程中的运动导航算法,对设计者的装配操作进行引导.文中方法已经成功地应用在组合夹具虚拟组装系统中.

摘要：针对维修性设计滞后于结构设计的问题,应用虚拟现实技术在虚拟环境中对结构的维修性进行仿真和分析,进而完成结构的维修性并行设计。通过虚拟现实技术,在虚拟环境中对结构的维修性定性因素展开了可视化的分析和验证,进而实现了将维修性信息集成到结构的模型中,建立了包含维修性信息的集成信息模型。利用相似的设计事例,对结构的维修性定量因素进行了预计。通过虚拟现实技术为结构的维修性并行设计提供了一个可视化的、基于已有设计经验的、动态循环的技术支撑平台。

摘要：针对光电跟踪系统中CCD相机反馈帧率较低,延迟较大导致跟踪高速目标能力差、响应能力差的问题,提出一种基于传感器融合预测的改进跟踪前馈控制方法。为减小融合获得目标高阶运动状态噪声大的问题,提出一种基于微分跟踪的传感器融合策略;针对图像反馈延迟问题,提出一种降阶匀加速Kalman模型,根据融合获得的运动学信息,结合Kalman滤波进行预测跟踪,补偿脱靶量的时间延迟,得到近似真实的目标位置和速度、加速度信息;针对低频输入信号引入闭环扰动问题,提出一种快速数据扩展方法,实现低频信号到高频信号的扩展;根据传感器融合预测结果,设计跟踪前馈控制器,提高系统的响应速度。仿真结果和实验结果均表明该前馈方法能够对CCD反馈延迟导致的跟踪误差进行补偿。实验结果表明:该方法能够大幅提高系统对高速目标的跟踪性能,在目标运动状态相同条件下,相比补偿前跟踪误差减小约83.67%。

摘要：针对计算机辅助组合夹具设计存在的问题,提出了一个基于虚拟现实的组合夹具组装系统。给出了系统的功能模型和体系结构,研究了组合夹具虚拟装配模型、虚拟环境下组合夹具元件的装配定位等关键技术和解决方案。提出了基于多视图的组合夹具虚拟装配模型,该模型便于信息表达和管理,符合虚拟环境的表达和组织原则,解决了元件重复使用问题。提出了基于模糊评判的几何约束自动识别方法,对待装配件与装配基准件的装配特征进行匹配和优化选择,实现装配操作意图的准确捕捉。应用实例表明,原型系统能够很好地支持组合夹具组装设计。

摘要：对Pro/E下的夹具参数化设计进行二次开发,详细介绍了系统开发中关键技术,包括基于Family Table的标准件的插入技术,用户自定义零件参数化及组件参数化技术.本系统简化了设计人员的操作过程,加快了Pro/E下夹具装配的速度,同时参数化功能加快了零件设计过程.通过对以上几个方面的开发与研究,从整体上提高了夹具设计的效率.

摘要：对设计者交互操作的准确理解和快速响应,是提高虚拟装配的可操作性和实用性的关键问题。定义了一种层次时间有色Petri网(HTCPN),并以此为工具建立了虚拟装配环境下的交互管理模型。该模型以设计者操纵数据手套的位姿变换信息、对象间的碰撞检测信息以及装配约束识别信息作为输入,运行后输出具体的操作事件实现设计者在虚拟装配环境中的浏览、移动零部件、装配和拆卸调整等一系列交互操作活动。实践证明该模型满足了虚拟环境的实时和并发等动态性能要求,实现了虚拟装配过程中大量离散事件的处理及操作意图的响应。

摘要：快速碰撞检测算法是虚拟环境下组合夹具装配设计的关键,针对组合夹具的结构特点,提出了一种基于元件级空间分割与包围盒检测相结合的快速碰撞检测算法(F-CD),通过建立检测区域的分层投影模型(LPM)实现最大限度的减少进行碰撞检测的元件对数,同时避免了建立复杂的层次模型树,降低了系统内存开销,提高检测效率。对LPM的建立和基于分离平面的包围盒干涉检测算法进行了详细的论述,并对算法进行了比较实验与性能分析。

摘要：虚拟环境为组合夹具的虚拟装配提供了有效的技术手段。针对组合夹具通用化、标准化的特点,采用"标记"的方法作为虚拟环境中元件精确定位和装配对的装配关系建立的基础。"标记"具有几何意义清晰、简便高效的特点,在虚拟环境中是组合夹具元件装配关系建立的几何基础,针对元件的功能表面建立"标记",并以"标记"作为装配定位的基础,实现了虚拟环境中组合夹具的装配。系统采取夹具元件、组件、实例三层数据库结构进行管理,以标记作为约束建立装配关系,提高了设计效率,利于设计知识和设计经验的保存和在利用。在自主开发的虚拟装配系统中,对相关的方法和技术进行了实例验证。

摘要：快捷的装配工艺是水平井牵引机器人使用与维护的有力保障。结合机器人的结构特点研究装配顺序与装配路径规划方法,并针对自主研制的水平井牵引机器人,开发虚拟装配规划系统,验证规划算法的有效性。

摘要：针对组合夹具的CAD数据模型到虚拟装配环境中的装配模型的转换问题,提出了应用自动标记算法对CAD数据模型进行重建,并采用XML文件格式对夹具的装配模型进行表达。针对组合夹具元件的装配特征,采用标记法在虚拟装配环境中对元件模型的装配信息进行了表达,并在虚拟环境下进行了相应的装配验证,表明该方法是可行的和有效的。