基于VRML的机械产品虚拟装配技术研究.pdfVIP

学兔兔 第5期(总第168期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．5 2011年 10月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION 0ct． 文章编号：1672—6413(2011)10—0031-03 基于VRML的机械产品虚拟装配技术研究 何新华，王孝宁 (合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽 合肥 230009) 摘要：简要介绍了VRML语言定义、特点，阐述了机械零部件虚拟建模方法。对虚拟装配流程进行分析，并 对产品装／拆运动的表示形式、虚拟装配路径规划及逻辑控制、虚拟装配过程中的碰撞检测方法等关键技术 进行了研究，提出了产品装／拆运动12元组表示形式。最后，通过对机械产品交互式虚拟装配进行实例仿 真，验证了该技术的可行性和合理性。 关键词：虚拟装配；VRML；12元组；交互性 中图分类号：TP391．9：TH16 文献标识码：A 1 三维模型的建立 用VRML的Inline节点来导入各零部件的．wrl文件， 1．1 VRML语言简介 然后通过调整Transform节点参数translation、rotation VRML即虚拟现实建模语言，是一种用于建立真 和scale的参数值来调整各零部件位置、角度、尺寸， 实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模 使各个零部件组成装配体。 语言 J，是目前Intemet上基于WWw的三维互动 网站制作的主流语言，有着分布式、交互性、多媒体 集成、境界逼真性等基本特征。VRML的对象称为节 点，通过节点描述真实世界中的对象和其他概念的抽 象，包括长方体、球体、圆柱等几何体，也包括对变 换层级、光、雾、材质和纹理等概念的描述。 1．2 零件模型的建立 目前创建应用于虚拟场景的模型有两种方法：① 使用VRML的节点直接创建；②利用CAD软件来进 行零件三维建模，比如Pro／E、UG、3DS MAX等， 之后转化为VRML文件 ，5 J。对复杂的机械产品，如 图1 齿轮的三维模型 果使用VRML节点来直接创建三维模型的话是比较 2 虚拟装配功能的实现 困难的，因此在实际应用中，一般是将上述两种方法 2．1 虚拟装配流程分析 有机结合起来，对于结构比较简单的零件模型使用 基于VRML的虚拟装配不仅是产品虚拟装配的 VRML节点来创建，对于结构复杂的零件模型采用 过程，更重要的是要实现与用户的交互性。要实现与 CAD软件来创建。在本文中，齿轮、箱盖等复杂零 用户的交互性需要通过一系列检i贝0器来实现，通过这 部件采用Pro／E造型，而相对简单的杆等零件采用 些检测器节点使浏览器感知用户的各种操作，比如用 VRML节点直接创建。图1为通过Pro／E构建的齿轮 户通过按钮来实现装配开始、暂停和结束。图2为一 三维模型。 般VRML事件传递流程。 1．3 零部件的装配 VRML事件处理机制中控制数据的传输由路由 在VRML中零部件通过TransforiB节点来实现组 (Route语句)实现，Route语句是用来在节点之间建 装，其节点参数translation、rotation和scale分别实现 立事件通