基于VRML的球阀虚拟装配可视化研究

摘要

虚拟装配技术被认为是二十一世纪最具有发展潜力的技术之一。虚拟装配技术在工程、航空航天、军事、建筑等领域具有广泛的应用前景,加强基于VRML的虚拟装配技术的研究具有重要的意义。
　　 本论文从虚拟装配的背景出发,分析了国内外研究现状。根据实际情况搭建了虚拟装配环境和虚拟装配硬件,决定采用ASP.NET作为软件开发平台,结合VRML软件开发虚拟装配软件。
　　 本文首先分析了VRML描绘三维场景的能力及有关节点算法,其次讨论了如何利用Java强大的编程能力及其和VRML的接口技术来实现对VRML行为进行控制的机制。在此基础上,我们利用虚拟现实建模语言VRML,结合高级编程语言Java,构建了虚拟装配的交互环境,并用面向对象的方法,通过JavaScript在VRML内部构建了碰撞对象,实现了碰撞检测功能。在我们构建的虚拟环境下,用户可以与装配对象进行实时的交互操作;可以从零件库中选择零件的装配顺序,并根据装配环境和碰撞信息,调整装配零部件的装配路径和位姿,并以球阀为实例实现产品的虚拟装配。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

致谢

第一章 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 论文结构安排

第二章 相关理论综述

2.1 虚拟现实建模语言

2.1.1 VRML的简介和发展

2.1.2 VRML的工作原理及特性

2.2 虚拟装配技术

2.2.1 虚拟装配的技术特点

2.2.2 虚拟装配的工艺流程

2.2.3 虚拟装配的系统结构

第三章 系统平台开发

3.1 Pro/E

3.2 开发工具及浏览器

3.2.1 开发工具VrmlPad

3.2.2 浏览器Cortona

3.3 ASP.NET

3.3.1 ASP.NET的功能介绍

3.3.2 ASP.NET与ASP的区别

3.4.JavaScript

3.4.1 JavaScript的特点

3.4.2 JavaScript和Java的区别

第四章 虚拟装配的关键技术

4.1 三维建模技术

4.1.1 几何建模

4.1.2 特征建模

4.2 VRML交互功能的实现

4.2.1 Script脚本节点

4.2.2 Script类

4.2.3 JSAI工作机制

4.3 装配运动数学模型

4.3.1 位姿矩阵

4.3.2 装配运动的11元组表示

4.3.3 装配元件的运动变换

4.4 碰撞检测

4.4.1 碰撞检测原理

4.4.2 基于包围盒数的碰撞检测算法

第五章 平台开发基础

5.1 系统结构分析与环境建模

5.1.1 系统结构分析

5.1.2 环境建模

5.2 产品建模及格式转换

5.2.1 Pro/E环境下的建模

5.2.2 球阀的格式转换和优化

5.3 虚拟装配的过程控制

5.3.1 模型的动画与交互

5.3.2 模型的碰撞检测

第六章 球阀的虚拟装配实现

6.1 操作界面

6.2 球阀的装配过程

第七章 总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文