面向大科學(xué)裝置的虛擬裝配技術(shù)研究.pdf

1、大科學(xué)裝置規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)部空間緊湊。其建造過程涉及資源數(shù)量龐大、協(xié)調(diào)關(guān)系和建造流程復(fù)雜,增加了建造方案的設(shè)計(jì)難度和復(fù)雜度。虛擬裝配技術(shù)為解決大科學(xué)裝置的建造規(guī)劃和方案驗(yàn)證提供了一種高效、快速、可靠的手段。本文以此為切入點(diǎn),研究適用于大科學(xué)裝置的虛擬裝配技術(shù),主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):
　　為輔助大科學(xué)裝置建造過程的決策,將虛擬裝配方法引入建造方案的規(guī)劃和評(píng)估中。通過詳細(xì)分析大科學(xué)裝置的建造特點(diǎn),比較了機(jī)械產(chǎn)品裝配和大科學(xué)裝置建

2、造過程的異同及虛擬裝配方法的不同,給出了一個(gè)大科學(xué)裝置的虛擬裝配體系框架及各功能模塊。
　　通過分析大科學(xué)裝置虛擬裝配路徑規(guī)劃中路徑的特點(diǎn),基于傳統(tǒng)人工勢(shì)場(chǎng)法,研究自動(dòng)規(guī)約策略的改進(jìn)三維人工勢(shì)場(chǎng)法。通過構(gòu)型空間法對(duì)三維裝配空間進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述,將障礙物進(jìn)行“膨脹”,從而將裝配對(duì)象抽象為構(gòu)型空間中具有一定位姿的質(zhì)點(diǎn)。將人工勢(shì)場(chǎng)法擴(kuò)展到三維,克服局部極小問題,提出自動(dòng)規(guī)約策略,使裝配對(duì)象質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)路徑沿坐標(biāo)軸方向避開障礙物到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。<

3、br>　　采用面向?qū)ο笏枷?將多自由度工裝作為完整對(duì)象,對(duì)其組成結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)形式進(jìn)行分析,引入運(yùn)動(dòng)構(gòu)件層次結(jié)構(gòu)對(duì)多自由度工裝進(jìn)行統(tǒng)一建模和管理;設(shè)計(jì)一種節(jié)點(diǎn)單元結(jié)構(gòu)構(gòu)建虛擬環(huán)境下的工裝模型,并建立了適用于多自由度工裝建模的模板;分析并闡述了多自由度工裝虛擬仿真的特點(diǎn)及策略。
　　采用集成開發(fā)平臺(tái)Visual C++6.0和三維圖形開發(fā)包Open Inventor6.0開發(fā)了虛擬裝配建模與工藝規(guī)劃仿真原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于大科學(xué)裝置虛