虚拟环境下装拆工具库的构建、管理与交互实现

摘要

本文从装配和拆卸过程中常用的装拆工具分类入手，对虚拟环境下具有层次结构的装拆工具库构建、管理进行了研究。讨论了工具的特征建模方法和装配拆卸过程中工具操作序列的评价指标。在将工具交互操作过程进行分解的基础上，提出了基于特征的工具定位方法，实现了虚拟环境下工具的定位和交互拆卸过程。在虚拟装配拆卸平台下结合实例进行了工具库的操作和工具的交互拆卸，验证了本文阐述的理论成果。主要研究工作： 第一章介绍了虚拟装配拆卸技术研究现状以及国内外对于装拆工具的研究进展，讨论了存在的不足和虚拟装拆过程中引入工具的必要性。阐述了本文的研究内容并给出了本文的章节结构安排。 第二章在常见的装拆工具分类基础上构建了工具库的层次模型。从物理属性角度和人机功效角度挖掘了装配工具的特性。提出了工具操作特征的概念，在几何建模的基础上通过特征建模进行工具操作信息的表达，最后给出了CAD系统和虚拟装配拆卸平台系统之间工具模型信息的转换过程。 第三章对于工具库的基本功能，双向搜索功能和工具类的设计给出了具体实现方法。分析了工具参与下装配拆卸序列重新规划的必要性，并且在提出若干工具操作序列评价指标的基础上结合实例生成了有工具参与的产品拆卸序列。 第四章分析了虚拟环境下操作工具进行人工拆卸的过程，提出用工具定位操作来表达工具定位过程，并给出了常见工具类型的定位操作及定位约束的动态更新方法。对虚拟环境下工具拆卸过程进行了实现，并与其它虚拟工具交互实现方法进行了分析比较，最后研究了虚拟环境下扳手的操作空间检查方法。 第五章首先介绍了支持装拆工具库的虚拟装配拆卸原型系统的框架结构，并以汽车前桥中贮能弹簧制动气室装配体为例，调用工具库中不同装拆工具实现了工具拆卸过程。 第六章对本文的主要研究工作进行了归纳，指出了虚拟现实环境下工具研究的后续内容并展望了未来的发展方向。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

第2章装拆工具库的构建

第3章装拆工具库的管理

第4章虚拟拆卸过程中手持工具操作交互的实现

第5章系统应用

第6章总结与展望

参考文献

致谢