基于Java3D的连杆机构创新设计虚拟实验平台的研究与实现

发布时间：2020-07-05 14:57

【摘要】：基于Java、虚拟现实、多媒体、网络技术,运用JBuilder 9.0、Java3D和VRML等为主要开发工具,在J2SE应用开发平台下设计和开发了连杆机构创新设计虚拟实验平台。该平台能为学生提供一个类似于实际机构运动方案创新设计实验室的虚拟环境,让学生能够体验到身临其境的感觉,通过对机构三维实体模型的交互式操作使学生能够获得逼真的实验效果,同时还可以实现学生的个性化学习。 本课题首先在对比分析了连杆机构运动学分析常用的方法后,采用基本杆组法进行机构的运动分析,而对基本杆组则采用矢量三角形法进行运动分析；其次比较了当前虚拟实验室的实现技术、系统结构及技术解决方案,在此基础上提出了该系统的设计目标与设计思想,确定了系统的总体功能结构模块的组成；最后以计算机图形学中的几何造型理论为基础,结合Java3D API曲面生成方法提出利用三角面片进行构件的三维参数化建模。 该虚拟实验平台首先运用基于杆组的机构组建理论对连杆机构中Ⅰ级杆组、Ⅱ级杆组(RRR、RRP、RPR、RPP、PRP)和Ⅲ级杆组(RR-RR-RR、RR-RR-RP、RR-PR-RP)进行运动数学模型的建立,并以此为基础结合Java3D与虚拟现实技术实现其总体设计；而后根据总体设计和各功能模块详细设计,建立了基于Java3D的机构创新设计虚拟实验平台的系统总体框架,并利用Java3D强大的曲面造型功能生成机构三维交互式实体模型库,实现了机构运动方案创新设计及其可行性判断与干涉检测分析、机构运动方案到机构三维实体运动仿真模型的直接映射、三维实体运动仿真模型的实时显示和机构三维模型的运动仿真与分析等功能。由于该虚拟实验平台采用当前流行的MVC(模型—视图—控制器)构架及面向对象的技术,从而使整个系统具有良好的可扩展性和复用性,便于系统功能的扩充和进一步完善。
【学位授予单位】：石家庄铁道学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH112.1
【图文】：

元二丸十或人cos叭一叭2八sin叭}(2一23)2.3.3RRp杆组运动分析由两个构件与两个回转副和一个外移动副所组成的RRPll级组如图2一4所示。己知AB杆的杆长人、BC杆的杆长几(几杆垂直于滑块的导路)、外运动副A点的位置(x，，为)及运动参数(‘，，九;毛，丸)、滑块，{导路方向角热以及计算滑块位移，的参考点P的位置(x，，外)。有时，滑块导路也可能是运动的，这时还应给出P点和导路的运动参数。

元二丸十或人cos叭一叭2八sin叭}(2一23)2.3.3RRp杆组运动分析由两个构件与两个回转副和一个外移动副所组成的RRPll级组如图2一4所示。己知AB杆的杆长人、BC杆的杆长几(几杆垂直于滑块的导路)、外运动副A点的位置(x，，为)及运动参数(‘，，九;毛，丸)、滑块，{导路方向角热以及计算滑块位移，的参考点P的位置(x，，外)。有时，滑块导路也可能是运动的，这时还应给出P点和导路的运动参数。

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本文编号：2742756