针对汽车主减速器虚拟装配系统的开发需求,以Unity作为开发工具,结合HoloLens设备,对主减速器虚拟装配中的着色器、碰撞检测和人机交互等关键技术进行研究。通过分析不同光照模型及其所实现的渲染效果引入Half Lambert光照模型,并将其与Blinn-Phong光照模型相结合实现能够获取逼真场景的着色器渲染技术,并根据Unity中基本碰撞器和网格碰撞器的使用特点提出了一种针对主减速器虚拟装配的碰撞检测方法,此外还基于HoloLens的凝视、手势和语音等三大基本输入方式实现了一整套简单、自然、人性化的全新人机交互方式。

融合机器视觉感知,研究了交互式虚拟装配技术。首先建立虚拟装配平台,构建零件与虚拟手仿真模型,根据行为推理规则实现交互;然后基于颜色空间分割手部图像,通过SVM分类器识别手势命令,并根据三角测量原理计算手部位置信息;最后应用该系统进行视觉系统验证以及交互式虚拟装配试验。经试验可知,所构建SVM分类器的分类成功率为92.45%,F1值为92.41%;算法耗时分布于(65~80)ms;零件装配成功率为90%。结果表明系统可以快速准确地跟踪手部,完成交互式虚拟装配。

针对增强现实(AR)装配技术中进行手动零件装配时,其零件配合环节装配位置不准确且操作复杂的问题,这里提出基于特征识别的AR装配配合方法简化装配过程,提高虚拟装配的效率。首先使用随机采样一致性(RANSAC)算法进行模型的平面与轴孔特征识别,然后将零件模型与其特征的对应向量导入到Unity3D物理引擎中对配合方法进行设计,最后将完成的装配系统在HoloLens AR眼镜中进行操作实验。实验表明,使用自动配合方法的AR装配系统在装配效率上比传统CAD装配效率更高,操作方式便捷且AR装配者操作沉浸感更好。

电气柜的虚拟装配离不开装配信息建模和装配信息提取技术,装配信息模型的合理性和准确性是实现电气柜虚拟装配的前提和基础。通过分析电气柜中零件的基本信息和装配信息,研究了电气柜数字模型拓扑层次结构,提出了物元-关系模型结构,建立了面向虚拟装配的电气柜物元-关系模型。最后,基于电气柜的物元-关系模型,以抽屉柜中的一层抽屉为例,实现了在装配模型中零件的调用、组装、替换,模型的可拓推理特性为后续装配和拆卸序列求解打下了基础。

得益于虚拟现实技术的蓬勃发展,文中将VR技术应用在机械加工教学实训中,融合VR技术、数据库技术、网络编程等技术,构建多维度、多场景、交互性强、沉浸感高的"VR机械加工虚拟仿真教学空间"。采用VR技术仿真各类机加工设备,通过直观形象展示和操作,拓展了学生的认知领域,较好地满足了高校在机加工教学、实训中的需求。为了更加清晰地描述其搭建流程,以CM6140卧式车床为例进行详细介绍。分别对其进行三维建模装配、虚拟仿真装配、人机交互操作,最后配合教学过程中的信息反馈,不断优化教学空间的功能和体验。最后,对该研究现阶段存在的问题进行了总结和反思,相关问题有待未来进一步的探索与研究。

加工误差的存在使得以设计尺寸建立的引信虚拟样机不能反映引信产品实际性能。针对这个问题,基于数据库和CAD二次开发技术,以无返回力矩钟表机构为研究对象,对钟表结构的加工误差进行统计,设计了随机尺寸生成模块,开发了计入加工误差的引信钟表机构虚拟试验系统,极大缩短了引信钟表机构的研究开发时间。

利用SolidWorks软件可建立齿轮减速器所有零件的三维模型；在虚拟装配的基础上，高度仿真减速器的运动，完成了模拟设计减速器。通过该设计方法，可以大大提高产品的设计开发效率。节约开发成本。

阐述了计算机仿真技术在重型机床设计中应用的两个方面——设计过程仿真和功能及物理特性仿真。结合某重型卧式车床设计过程，利用SolidWorks和Ansys软件实现了车床虚拟装配过程和主轴系性能分析，为车床主轴设计改进提供了理论依据。实例证明，计算机仿真技术在重型机床设计方面具有较大优越性。

利用Creo软件的三维实体建模、机构仿真和有限元分析等模块的无缝集成技术，对山地车后悬架进行了虚拟装配、动态仿真和支点的结构强度分析。结果表明本研究方案提高了后悬架结构的设计效率，优化了零部件的结构，降低了成本，也为其它机械产品的研制和开发提供了一种手段。

建立一个集成度高、信息完善的虚拟装配模型是液压集成块CAD设计的重要环节之一，该文通过介绍虚拟装配技术，提出了完成液压集成块虚拟装配的具体思想，实现了基于MDT的集成块虚拟装配，该虚拟装配的实现对液压集成块的自动化设计具有一定的现实作用。