机械设计虚拟仿真系统关键技术研究
发布时间：2021-10-14 06:43
随着计算机仿真技术快速发展,虚拟现实技术展现出蓬勃的生命力,它正在被各行各业融于其中,例如医疗、航空、虚拟现实战场、教育以及制造业等,尤其在在教学经费不足、实验室设备配置不足的教学领域。针对实验器材在教学实践条件不足及未达到教学要求等一系列问题,在分析国内外虚拟仿真技术的研究现状基础上,设计了一套集虚拟教学、展厅展示、汇报于一体的大幅面沉寖式机械设计虚拟实验系统。本文研究内容主要包括:（1）确定了机械设计虚拟仿真系统的总体设计方案。以UG NX软件为平台构建某减速器三维模型,并使用3ds Max对模型进行优化处理,选用Unity3D为系统开发引擎,从满足用户使用功能出发分析并设计了系统的开发流程。（2）UG软件的模型导入Unity环境中时,出现数据丢失的情况,针对这一问题,提出了一种模型与数据分离再重组的方法。（3）UG三维模型特征提取的实现。以Visual Studio 2010为平台,通过C++语言调用UG/Open API函数,完成减速器模型的特征信息提取,随后将特征信息读取到系统中相应的部分。（4）机械设计虚拟仿真系统软件的设计和实现。通过控制逻辑实现虚拟场景的编辑、用户界面的...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沉寖式机械设计虚拟仿真系统
5）设计符合真实装配逻辑的减速器装配顺序。6）系统应用的广面性，设计一个主界面，涵盖减速器以及其它实训的教学内容。7）将系统与硬件相链接，完成系统运行测试。2.2 结构及组成2.2.1 硬件的组成本文所研发的机械设计虚拟仿真系统硬件可以形象地分为显示设备、交互设备、数据层三个部分。其中显示设备包括多通道 LED 显示屏、工程投影仪器、头戴式显示设备，使用者通过头戴式头盔进入虚拟环境中，体验教学实验内容。交互设备包括混合动捕服务器、手持控制器，其中混合动捕服务器是由光学动捕系统和惯性动捕系统构成的，该部分的主要负责将虚拟环境中变化的信息实时地传递给使用者，主要有零件及部件的点选、抓取、移动、操作提示信息等。数据层包括图形处理工作站、视频交换数据器，本层是系统所有功能实现的根源，它负责交互设备信息数据的采集，之后处理并生成特定的虚拟图像传输到显示设备。如图 2-2 是机械设计虚拟仿真系统的软、硬件整体结构组成。
图 2-3 交互设备硬件（3）数据层 信息是依附着数据进而实现传递的，数据是机械设计虚拟仿真系统中最根本、至关重要的部分。通过对数据的有效处理，系统的 I/O 两个端口产生与之相对应的信息，将系统的各部分有效地联接起来，达到预期系统自定义功能要求。如图 2-4 所示，本系统的数据层是由联想 Y710 图形工作站、昕辰 MPU2016DAC 视频交换数据器等硬件构成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进算法的MBD模型信息提取方法与运用[J]. 苗凤金,邵云鹏,祝锡晶,成全,张洪. 组合机床与自动化加工技术. 2017(05)
[2]基于Unity 3D的机械设计基础虚拟实验平台设计[J]. 常金光,顾若阳,孟丽丽,郭帅,李鹏. 机械工程师. 2017(02)
[3]基于3DMAX和Unity3D的三维虚拟产品展示系统[J]. 王爱丽,程方会. 电子技术与软件工程. 2017(03)
[4]3DSMAX在虚拟场景建模中的应用分析[J]. 倪烨. 无线互联科技. 2016(22)
[5]虚拟现实现状综述和关键技术研究[J]. 武娟,刘晓军,庞涛,钱锋,陈学亮. 广东通信技术. 2016(08)
[6]创新能力驱动的机械工程专业实践教学改革[J]. 王亚良,潘柏松,董晨晨,王成. 实验室研究与探索. 2016(05)
[7]基于OpenGL与3Dmax的虚拟现实动作仿真系统的研究[J]. 袁观娜,李秋,张琰. 科技资讯. 2016(04)
[8]基于Unity 3D的交通安全教育和技能训练系统的关键技术研究与实现[J]. 王梅亮,顾键萍. 电脑知识与技术. 2015(29)
[9]Leap Motion虚拟手构建方法及其在航天训练中的应用[J]. 胡弘,晁建刚,林万洪,杨进,熊颖. 载人航天. 2015(03)
[10]基于AABB递进相交空间的快速碰撞检测算法[J]. 李梦怡,李玉龙,王阳萍. 宁夏大学学报(自然科学版). 2016(02)
硕士论文
[1]基于UNITY3D技术的VR展台的设计与实现[D]. 褚晶莹.吉林大学 2016
[2]移动增强现实产品装配三维交互方法[D]. 房顺沐.广东工业大学 2016
[3]基于Unity3D的虚拟实验系统的设计[D]. 吴景.广东工业大学 2015
[4]船舶压缩空气系统的装配与虚拟操作仿真[D]. 孙美娜.集美大学 2015
[5]数控加工中心仿真系统研究与开发[D]. 江笑龙.浙江大学 2014
[6]沉浸式虚拟装配技术的研究与应用[D]. 王辉.杭州电子科技大学 2013
[7]包围盒方法在虚拟手术碰撞检测中的应用[D]. 崔树娟.青岛大学 2004
本文编号：3435645
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沉寖式机械设计虚拟仿真系统
5）设计符合真实装配逻辑的减速器装配顺序。6）系统应用的广面性，设计一个主界面，涵盖减速器以及其它实训的教学内容。7）将系统与硬件相链接，完成系统运行测试。2.2 结构及组成2.2.1 硬件的组成本文所研发的机械设计虚拟仿真系统硬件可以形象地分为显示设备、交互设备、数据层三个部分。其中显示设备包括多通道 LED 显示屏、工程投影仪器、头戴式显示设备，使用者通过头戴式头盔进入虚拟环境中，体验教学实验内容。交互设备包括混合动捕服务器、手持控制器，其中混合动捕服务器是由光学动捕系统和惯性动捕系统构成的，该部分的主要负责将虚拟环境中变化的信息实时地传递给使用者，主要有零件及部件的点选、抓取、移动、操作提示信息等。数据层包括图形处理工作站、视频交换数据器，本层是系统所有功能实现的根源，它负责交互设备信息数据的采集，之后处理并生成特定的虚拟图像传输到显示设备。如图 2-2 是机械设计虚拟仿真系统的软、硬件整体结构组成。
图 2-3 交互设备硬件（3）数据层 信息是依附着数据进而实现传递的，数据是机械设计虚拟仿真系统中最根本、至关重要的部分。通过对数据的有效处理，系统的 I/O 两个端口产生与之相对应的信息，将系统的各部分有效地联接起来，达到预期系统自定义功能要求。如图 2-4 所示，本系统的数据层是由联想 Y710 图形工作站、昕辰 MPU2016DAC 视频交换数据器等硬件构成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进算法的MBD模型信息提取方法与运用[J]. 苗凤金,邵云鹏,祝锡晶,成全,张洪. 组合机床与自动化加工技术. 2017(05)
[2]基于Unity 3D的机械设计基础虚拟实验平台设计[J]. 常金光,顾若阳,孟丽丽,郭帅,李鹏. 机械工程师. 2017(02)
[3]基于3DMAX和Unity3D的三维虚拟产品展示系统[J]. 王爱丽,程方会. 电子技术与软件工程. 2017(03)
[4]3DSMAX在虚拟场景建模中的应用分析[J]. 倪烨. 无线互联科技. 2016(22)
[5]虚拟现实现状综述和关键技术研究[J]. 武娟,刘晓军,庞涛,钱锋,陈学亮. 广东通信技术. 2016(08)
[6]创新能力驱动的机械工程专业实践教学改革[J]. 王亚良,潘柏松,董晨晨,王成. 实验室研究与探索. 2016(05)
[7]基于OpenGL与3Dmax的虚拟现实动作仿真系统的研究[J]. 袁观娜,李秋,张琰. 科技资讯. 2016(04)
[8]基于Unity 3D的交通安全教育和技能训练系统的关键技术研究与实现[J]. 王梅亮,顾键萍. 电脑知识与技术. 2015(29)
[9]Leap Motion虚拟手构建方法及其在航天训练中的应用[J]. 胡弘,晁建刚,林万洪,杨进,熊颖. 载人航天. 2015(03)
[10]基于AABB递进相交空间的快速碰撞检测算法[J]. 李梦怡,李玉龙,王阳萍. 宁夏大学学报(自然科学版). 2016(02)
硕士论文
[1]基于UNITY3D技术的VR展台的设计与实现[D]. 褚晶莹.吉林大学 2016
[2]移动增强现实产品装配三维交互方法[D]. 房顺沐.广东工业大学 2016
[3]基于Unity3D的虚拟实验系统的设计[D]. 吴景.广东工业大学 2015
[4]船舶压缩空气系统的装配与虚拟操作仿真[D]. 孙美娜.集美大学 2015
[5]数控加工中心仿真系统研究与开发[D]. 江笑龙.浙江大学 2014
[6]沉浸式虚拟装配技术的研究与应用[D]. 王辉.杭州电子科技大学 2013
[7]包围盒方法在虚拟手术碰撞检测中的应用[D]. 崔树娟.青岛大学 2004
本文编号：3435645
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