基于几何约束的虚拟装配操作技术探讨.pdfVIP

第18卷第2期 北京印刷学院学报 2010年4月 No．2 of Instituteof V01．18 Journal Communication Beijing Graphic Apr．2010 基于几何约束的虚拟装配操作技术探讨 高 波，张晓桂 (北京印刷学院，北京102600) 摘 要：为了解决虚拟环境下的装配操作问题，采用基于 虚拟装配是20世纪90年代兴起的重要技术， 几何约束的方法，建立了基于层次约束结构的虚拟装配模 国内外很多学者对此进行了研究¨引。目前的虚 型。对CAD系统的信息采用产品层、部件层、零件层、特征 拟装配系统主要作为三维可视化工具来再现产品 层、几何面层和面片层来表达，从而为虚拟环境下交互武 的结构设计和装配过程，在工业产品的装配规划与 装配和拆卸操作奠定了基础。提出了基于几何面约束求 评价中还未获得广泛应用，主要原因是在虚拟环境 解的精确定位思想，给出了实现步骤，并探讨了该方法针 中，设计者缺乏像在现实环境中那样存在的各种物 对复合约束的应用情况。给出了几何约束动态识别的有 效机制，通过碰撞检测、零件匹配、几何面匹配、优先关系 理约束和感知能力。现实生活中，由于视觉、触觉 选择等步骤提高约束识别的效率和准确性。实现了虚拟 等的共同作用以及人所具有的精确感知能力，通过 环境下零件的快速准确定位。 人手操作可以准确地将零部件装配到一起。然而， 关键词：虚拟装配；几何约束；操作 在虚拟环境下，仅靠数据手套的交互操作是很难把 中图分类号：TP391．9 文献标识码：A 零件装配到一起的。在复杂的虚拟装配环境中，操 文章编号：1004-8626(2010)02-00244)4 作者手的抖动、数据手套定位精度不高、力反馈设 备不稳定，都会导致零件的运动缺乏真实感，交互 onVirtual 0peration Study Assembly 式装配操作难以完成。 Basedon Constraint TechnologyGeometry 要使虚拟装配操作像现实生活中一样逼真和 GAO Bo，ZHANGXiao—gui 自然，几何约束是重要的实现手段1。借助它，不 Instituteof (Beijing GraphicCommunication，Beijing102600，China) 仅能实现零件的精确定位，还可根据几何约束计算 orderto in Abstract：Insolve vir- assemblyoperationproblem 零件的运动自由度，实现零件满足自由度的运动仿 tual constraint·basedis environment，ageometry approachpro· virtual 真，从而使虚拟装配操作过程更加真实，推动虚拟 constrain