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基于虚拟现实技术的交互式装配培训系统

作　者: 马东霞
导　师: 韩云鹏
学　校: 山东大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 虚拟装配技能培训 Virtools 交互仿真
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 79次
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内容摘要

近年来,随着制造业的发展,生产工人的素质高低对产品质量的影响越来越大。其中,装配作为产品生产的最后一个环节,其装配技能的重要性尤为突出。随着计算机技术的发展,基于虚拟现实的仿真培训系统发展迅猛,虚拟汽车驾驶、仿真数控加工、产品的虚拟装配等都有着广阔的应用前景。本文建立了一个基于虚拟现实技术的交互式装配培训系统,以设备的三维模型为基础,借助于虚拟现实的人机交互,在计算机上仿真机械设备拆装操作的全过程。本文以手动4档变速箱为装配对象,为实现虚拟环境下的技能培训研究了以下几个内容：三维模型的创建与优化、虚拟装配环境中的碰撞问题、人机交互的技术实现。培训系统能真实的反应出实际装配现场的工作环境,接受培训的人员能身临其境的进行装配操作,移动零件到正确的位置,完成安装任务。为达到良好的训练效果,本系统以Virtools为开发平台,对在虚拟环境中装配工作的实施进行了分析研究,设计了拆解演示模块、装配练习模块、考核评价模块,并实现了丰富的人机交互。系统能够检测安装的顺序、安装路径的正确性,并给出实时的帮助提示,指导操作者完成装配任务。在装配的考核模块中,能对操作者的装配过程给出评价,指出问题,以提高装配者的操作技能。

全文目录

目录  5-7
摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章绪论  9-17
  1.1 基于虚拟现实的虚拟装配技术  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 国外研究现状  10-11
    1.2.2 国内虚拟装配技术的研究  11-12
    1.2.3 虚拟装配技术在企业的应用及取得的成果  12-13
  1.3 论文研究目的和研究内容  13-16
    1.3.1 传统装配技能培训的弊端  13-14
    1.3.2 研究的目的和意义  14-15
    1.3.3 研究的内容  15-16
  1.4 本论文的组织结构  16-17
第二章交互式装配培训系统的总体设计  17-27
  2.1 培训系统的设计目标  17
  2.2 培训系统的主要功能模块  17-18
  2.3 系统中的装配过程  18-19
  2.4 系统中的装配序列  19-20
  2.5 系统中的关键技术  20-27
    2.5.1 碰撞检测技术  20-24
    2.5.2 装配过程中的实时帮助技术  24-27
第三章模型的建立  27-35
  3.1 3DSMAX建模  27-28
  3.2 模型的优化  28-30
  3.3 模型的导出  30-31
  3.4 设置材质  31
  3.5 模型简化  31-35
第四章交互式系统的实现  35-45
  4.1 工具介绍  35
  4.2 系统界面  35-37
  4.3 主要模块功能的实现  37-45
    4.3.1 拆解演示模块  37-39
    4.3.2 装配练习  39-42
    4.3.3 考核与评价  42-45
第五章系统实现效果  45-55
  5.1 进入系统  45-46
  5.2 演示效果  46-49
  5.3 学习、训练  49-52
  5.4 技能考核与评价  52-55
结论  55-57
致谢  57-59
参考文献  59-62
学位论文评阅及答辩情况表  62

基于虚拟现实技术的交互式装配培训系统

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