基于力反馈设备的虚拟装配

Iloy

虚拟装配是在虚拟环境中，利用虚拟现实技术将设计出来的产品三维模型进行预装配，在满足产品性能与功能的条件下，通过分析、评价、规划、仿真等改进产品的设计和装配的结构，实现产品可装配性和经济性。

虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分，利用虚拟装配，可以验证装配设计和操作的正确与否，以便及早的发现装配中的问题，对模型进行修改，并通过可视化显示装配过程。虚拟装配系统允许设计人员考虑可行的装配序列，自动生成装配规划，它包括数值计算、装配工艺规划、工作面布局、装配操作所模拟等。现在产品的制造正在向着自动化、数字化的反向发展，虚拟装配是产品数字化定义中的一个重要环节。
基于虚拟现实的产品虚拟装配技术在新产品开发、产品的维护以及操作培训方面具有独特的作用。在交互式虚拟装配环境中，用户使用各类交互设备（数据手套，数字头盔、位置追踪器、力反馈设备等）像在真实环境中一样对产品的零部件进行各类装配操作，在操作过程中系统提供实时的碰撞检测、装配约束处理、装配路径与序列处理等功能，从而使得用户能够对产品的可装配性进行分析、对产品零部件装配序列进行验证和规划、对装配操作人员进行培训等。在装配（或拆卸）结束以后，系统能够记录装配过程的所有信息，并生成评审报告、视频录像等供随后的分析使用。
方案特色：
1.逼真的虚拟现实环境提供与真实设备一样的感受
2.不消耗现实资源和能量，零风险、低成本
3.多种交互方式相结合，增强了虚拟操作训练的效果
4.加深人们对生产过程和制造系统的认识和理解，加快对人员的培养速度
5.有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产，即对生产过程、制造系统整体进行优化配置，推动生产力的巨大跃升
6.对制造系统中的要素进行全面仿真，使之达到前所未有的高度集成，为先进制造技术的进一步发展提供了更广大的空间

系统集成 ：
在虚拟装配系统中包含三个个部分，即虚拟现实软件平台部分。
一、虚拟现实软件平台
通过虚拟现实软件平台，使用者可以利用各种交互设备操作虚拟环境中的物体。
1、TechViz虚拟现实支撑平台
TechViz虚拟现实支撑平台将CAD/CAM/CAE软件直接进行多通道显示，使用者可以直接在完整数据的工业模型上进行虚拟装配操作。包含三款软件产品，分别为：人体跟踪、虚拟装配以及手指跟踪软件。
人体跟踪软件
人体跟踪软件可以通过实时全人体跟踪系统显示出人体的虚拟3D模型，能够帮助使用者对人体运动的环境影响因素进行分析，如：分析伸展或人体与3D模型的碰撞情况等。该产品需要配合跟踪器和标记物一起使用。
虚拟装配软件
虚拟装配软件允许用户选择或移动3D模型，查看模型的接触情况，并记录下相关动画以便进行后续分析。该产品适用于部件拆装、维修以及相关培训。

手指跟踪软件
手指跟踪软件采用实时全手动作跟踪系统，可以在3D场景中显示手指的虚拟模型。该产品适用于细节伸展研究以及模型接触分析，需要配合精度手指跟踪器一起使用。
2、Virtools™ 5.0 VR
专为集群式 PC（PC Cluster）而设计，只需使用个人计算机就可以体验「沉浸式虚拟现实」的魅力。

VR Library 拥有VRNR (Virtual Reality Normalized Resources，虚拟现实标准化资源)。
二、3D实时交互
3D实时交互是基于传统的3D立体显示设备及功能，结合实时动作捕捉系统（参考：A.R.T.系统解决方案）、数据手套（参考：CyberGlove II - 22 Sensors）、位置追踪器（参考：Polhemus PATRIOT Wireless 电磁式无线追踪系统）、力反馈设备（参考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等设备。
1、力反馈设备
所谓力反馈（Force Feedback），本来是应用于军事上的一种虚拟现实技术，它利用机械表现出的反作用力，将游戏数据通过力反馈设备表现出来，可以让用户身临其境地体验游戏中的各种效果。

推荐品牌：HAPTION力反馈设备、Sensable力反馈设备。

2、位置追踪器
位置追踪器又称位置跟踪器，是指作用于空间跟踪与定位的装置，一般与其他VR设备结合使用。
推荐品牌：Polhemus 电磁式无线追踪系统、Xsens惯性位置追踪器、Ascension电磁式位置追踪器。
3、数据手套
数据手套是虚拟仿真中最常用的交互工具。数据手套设有弯曲传感器，弯曲传感器由柔性电路板。
推荐品牌：CyberGlove数据手套、DGTech数据数据手套、5DT数据手套。
三、3D立体显示部分
3D立体显示部分可以采用多通道立体展示系统、立体显示器、头戴式立体显示器，用户根据预算及实际需求自行选择。
1、多通道立体展示系统
多通道立体展示系统，或柱面（多墙面）立体投影系统是指是指采用多台投影机组合而成的多通道大屏幕展示系统。
2、立体显示器
立体显示器包括裸眼立体显示器和偏振立体显示器，裸眼立体显示器是建立在人眼立体视觉机制上的新一代自由立体显示设备。
推荐品牌：Exceptional3D裸眼立体显示器、Miracube偏振立体显示器。
3、头戴式立体显示器（数字头盔）
头戴式立体显示器是虚拟现实应用中的3DVR图形显示与观察设备，可单独与主机相连以接受来自主机的3DVR图形信号。如需查看更多内容请点击>>
推荐产品：eMagin Z800 3D Visor头戴立体显示器、Virtual Research VR1280 虚拟现实头戴式显示器、5DT HMD 800-40 3D 虚拟现实头戴式显示器。
应用领域：
虚拟维修，虚拟装配、虚拟培训，虚拟教学、产品展示，工业设计三维仿真，三维可视化等等。