虚拟装配技术及应用
力感反馈,操作者无法感受到被操作物体的反馈力,得不到真实的操作感,甚至可能出现在现实世界中非法的操作,比如手在空间的任何地方自由移动,包括穿过虚拟物体。因此带有触觉、力感反馈的人机交互接口是连接虚拟与现实世界、实现操作者与虚拟环境进行交互的关键,对虚拟装配是至关重要。
3 虚拟装配的实施方案和步骤
(1)在商用CAD系统中建立产品的装配模型,通过CAD系统提供的二次开发接口进行数据转换,将CAD系统中的零件信息以中性文件的形式进行存储。
(2)建立装配信息和规则库,如装配顺序规划基本准则、标准件联接和装配的原则、尺寸链的查找和装配评价准则等,建立基于装配语义的装配关系表达。
(3)虚拟环境中装配语义识别:根据设计者的交互操作,当装配零件运动到己装配零部件附近时,通过两者装配特征属性匹配,自动识别出装配零部件间的装配关系。在准确捕捉设计者装配意图的基础上,实现虚拟装配建模过程中零件的约束运动,确保设计者能准确自如地进行产品装配建模操作。
(4)以装配精度模型为基础,利用属性拓扑图进行装配公差传播方向和公差累积的分析计算,解决产品的可装配性分析。
(5)交互式装配顺序规划:对虚拟环境中的装配模型进行交互拆卸,基于“可拆即可装”的假定,通过拆卸得到可行序列;对于几种可能的装配序列,根据装配操作的稳定性、装配操作中零部件的定位和定向次数及装配序列的并行度等进行优化及选择。
(6)装配仿真:以装配顺序为基础,对初始路径及其关键点位姿进行实时交互修改与调整,同时对装夹工具的可达性、装配空间的可操作性进行仿真,检查各条装配路径上零件在装配过程中是否存在干涉情况。
(7)虚拟环境接受速度或者位置输入,并根据有关的物理模型计算出相应的力,通过适当的耦合匹配,由力再现装置反馈给操作者。反馈对物体的重力感受。
4 结论
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