基于力反饋設(shè)備的虛擬裝配解決方案

本方案由搜維爾VR實(shí)驗(yàn)室推出。虛擬裝配是在虛擬環(huán)境中,，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將設(shè)計出來的產(chǎn)品三維模型進(jìn)行預(yù)裝配,，在滿足產(chǎn)品性能與功能的條件下，通過分析,、評價,、規(guī)劃、仿真等改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計和裝配的結(jié)構(gòu),，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可裝配性和經(jīng)濟(jì)性,。

虛擬裝配是虛擬制造的重要組成部分，利用虛擬裝配,，可以驗(yàn)證裝配設(shè)計和操作的正確與否,，以便及早的發(fā)現(xiàn)裝配中的問題，對模型進(jìn)行修改,，并通過可視化顯示裝配過程,。虛擬裝配系統(tǒng)允許設(shè)計人員考慮可行的裝配序列，自動生成裝配規(guī)劃,，它包括數(shù)值計算,、裝配工藝規(guī)劃、工作面布局,、裝配操作所模擬等?，F(xiàn)在產(chǎn)品的制造正在向著自動化、數(shù)字化的反向發(fā)展,，虛擬裝配是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個重要環(huán)節(jié),。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品虛擬裝配技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品的維護(hù)以及操作培訓(xùn)方面具有獨(dú)特的作用,。在交互式虛擬裝配環(huán)境中,，用戶使用各類交互設(shè)備（數(shù)據(jù)手套，數(shù)字頭盔,、位置追蹤器,、力反饋設(shè)備等）像在真實(shí)環(huán)境中一樣對產(chǎn)品的零部件進(jìn)行各類裝配操作，在操作過程中系統(tǒng)提供實(shí)時的碰撞檢測、裝配約束處理,、裝配路徑與序列處理等功能,，從而使得用戶能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可裝配性進(jìn)行分析、對產(chǎn)品零部件裝配序列進(jìn)行驗(yàn)證和規(guī)劃,、對裝配操作人員進(jìn)行培訓(xùn)等,。在裝配（或拆卸）結(jié)束以后，系統(tǒng)能夠記錄裝配過程的所有信息,，并生成評審報告,、視頻錄像等供隨后的分析使用。

方案核心：

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方案特色：

1.逼真的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境提供與真實(shí)設(shè)備一樣的感受
2.不消耗現(xiàn)實(shí)資源和能量,，零風(fēng)險,、低成本
3.多種交互方式相結(jié)合，增強(qiáng)了虛擬操作訓(xùn)練的效果
4.加深人們對生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)的認(rèn)識和理解,，加快對人員的培養(yǎng)速度
5.有利于對其進(jìn)行理論升華,，更好地指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，即對生產(chǎn)過程,、制造系統(tǒng)整體進(jìn)行優(yōu)化配置,，推動生產(chǎn)力的巨大躍升
6.對制造系統(tǒng)中的要素進(jìn)行全面仿真，使之達(dá)到前所未有的高度集成,，為先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更廣大的空間

系統(tǒng)集成 ：

在虛擬裝配系統(tǒng)中包含三個個部分,，即虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺部分。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

一,、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺

通過虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺,，使用者可以利用各種交互設(shè)備操作虛擬環(huán)境中的物體。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

1,、TechViz虛擬現(xiàn)實(shí)支撐平臺

TechViz虛擬現(xiàn)實(shí)支撐平臺將CAD/CAM/CAE軟件直接進(jìn)行多通道顯示,，使用者可以直接在完整數(shù)據(jù)的工業(yè)模型上進(jìn)行虛擬裝配操作。包含三款軟件產(chǎn)品,，分別為：人體跟蹤,、虛擬裝配以及手指跟蹤軟件。

人體跟蹤軟件
人體跟蹤軟件可以通過實(shí)時全人體跟蹤系統(tǒng)顯示出人體的虛擬3D模型,，能夠幫助使用者對人體運(yùn)動的環(huán)境影響因素進(jìn)行分析，如：分析伸展或人體與3D模型的碰撞情況等,。該產(chǎn)品需要配合跟蹤器和標(biāo)記物一起使用,。

虛擬裝配軟件
虛擬裝配軟件允許用戶選擇或移動3D模型，查看模型的接觸情況,，并記錄下相關(guān)動畫以便進(jìn)行后續(xù)分析,。該產(chǎn)品適用于部件拆裝、維修以及相關(guān)培訓(xùn),。

手指跟蹤軟件
手指跟蹤軟件采用實(shí)時全手動作跟蹤系統(tǒng),，可以在3D場景中顯示手指的虛擬模型,。該產(chǎn)品適用于細(xì)節(jié)伸展研究以及模型接觸分析，需要配合精度手指跟蹤器一起使用,。

2,、Virtools? 5.0 VR

專為集群式 PC（PC Cluster）而設(shè)計，只需使用個人計算機(jī)就可以體驗(yàn)「沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)」的魅力,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

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VR Library 擁有VRNR (Virtual Reality Normalized Resources,，虛擬現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化資源)。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

二,、3D實(shí)時交互

3D實(shí)時交互是基于傳統(tǒng)的3D立體顯示設(shè)備及功能,，結(jié)合實(shí)時動作捕捉系統(tǒng)（參考：A.R.T.系統(tǒng)解決方案）、數(shù)據(jù)手套（參考：Cyberglove II - 22 Sensors）,、位置追蹤器（參考：Polhemus PATRIOT Wireless 電磁式無線追蹤系統(tǒng)）,、力反饋設(shè)備（參考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等設(shè)備。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

1,、力反饋設(shè)備

所謂力反饋（Force Feedback）,，本來是應(yīng)用于軍事上的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它利用機(jī)械表現(xiàn)出的反作用力,，將游戲數(shù)據(jù)通過力反饋設(shè)備表現(xiàn)出來,，可以讓用戶身臨其境地體驗(yàn)游戲中的各種效果。 如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

推薦品牌：HAPTION力反饋設(shè)備,、Sensable力反饋設(shè)備,。

2、位置追蹤器

位置追蹤器又稱位置跟蹤器,，是指作用于空間跟蹤與定位的裝置,，一般與其他VR設(shè)備結(jié)合使用。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統(tǒng),、Xsens慣性位置追蹤器,、Ascension電磁式位置追蹤器。

3,、數(shù)據(jù)手套

數(shù)據(jù)手套是虛擬仿真中最常用的交互工具,。數(shù)據(jù)手套設(shè)有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

推薦品牌：Cyberglove數(shù)據(jù)手套,、DGTech數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)手套、5DT數(shù)據(jù)手套,。

三,、3D立體顯示部分

3D立體顯示部分可以采用多通道立體展示系統(tǒng)、立體顯示器、頭戴式立體顯示器,，用戶根據(jù)預(yù)算及實(shí)際需求自行選擇,。

1、多通道立體展示系統(tǒng)

多通道立體展示系統(tǒng),，或柱面（多墻面）立體投影系統(tǒng)是指是指采用多臺投影機(jī)組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng),。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

2、立體顯示器

立體顯示器包括裸眼立體顯示器和偏振立體顯示器,，裸眼立體顯示器是建立在人眼立體視覺機(jī)制上的新一代自由立體顯示設(shè)備,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

推薦品牌：Exceptional3D裸眼立體顯示器、Miracube偏振立體顯示器,。

3,、頭戴式立體顯示器（數(shù)字頭盔）

頭戴式立體顯示器是虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的3DVR圖形顯示與觀察設(shè)備，可單獨(dú)與主機(jī)相連以接受來自主機(jī)的3DVR圖形信號,。如需查看更多內(nèi)容請點(diǎn)擊>>

推薦產(chǎn)品：eMagin Z800 3D Visor頭戴立體顯示器,、Virtual Research VR1280 虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器,。

應(yīng)用領(lǐng)域：

虛擬維修,，虛擬裝配、虛擬培訓(xùn),，虛擬教學(xué),、產(chǎn)品展示，工業(yè)設(shè)計三維仿真,，三維可視化等等,。

相關(guān)案例：

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搜維爾推薦方案一：

名稱;基于力反饋設(shè)備的虛擬裝配解決方案CAVE幕立體展示方案。

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系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：滿足虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)三維模型進(jìn)行模擬拆裝,，制造行業(yè)可視化實(shí)現(xiàn)裝配過程,，利用力反饋設(shè)備表現(xiàn)出反作用力，使用三維制作軟件創(chuàng)建虛擬工廠,。

搜維爾推薦方案二：

名稱：基于力反饋設(shè)備的虛擬裝配立體顯示器展示方案,。

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系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：滿足虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)三維模型進(jìn)行模擬拆裝，制造行業(yè)可視化實(shí)現(xiàn)裝配過程,，利用力反饋設(shè)備表現(xiàn)出反作用力,，使用三維制作軟件創(chuàng)建虛擬工廠。

搜維爾推薦方案三：

名稱：基于力反饋設(shè)備的虛擬裝配頭戴顯示器展示方案,。

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系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)整合可以呈現(xiàn)多種效果展示,，符合用戶對想要的結(jié)果進(jìn)行論證應(yīng)用，工作模式運(yùn)行簡單,，可對前期部件模型進(jìn)行掃描建模,，后期交互與虛擬場景搭配實(shí)驗(yàn)等。