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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
虚拟装配技术在新产品开发、产品的维护以及操作训练方面具有重要的作用，是虚拟现实的重要应用之一。由于航空发动机结构复杂，价格昂贵，不能投入大量实装用于拆装维护及训练，而融合力觉和视觉显示的虚拟装配技术可以有效地克服上述题目。因此，研究具有力觉和视觉反馈的航空发动机虚拟拆装技术具有重要的应用价值。本文通过研究用于飞机发动机虚拟装配的力觉渲染算法，构建了涡喷7-乙型航空发动机的虚拟装配系统。 本文讨论了基于VPS（Voxmap-PointShell）的力觉渲染算法。介绍了VPS方法的原理，并通过一系列实验评估了VPS方法的特点。实验结果表明，VPS方法虽然是一种通用的六自由度力觉渲染算法，能够得到稳定的力输出，但是图形显示依旧存在嵌套，同时装配精度有一定的限制，不能进行高精度的虚拟装配模拟。 本文设计了一种新颖的用于虚拟装配的力觉渲染算法——基于解析模型的力觉渲染方法，该方法的的核心思想是在保持力觉感受精度的前提下进行物体模型简化和装配模型简化。物体模型简化就是用若干基本几何体素（圆柱，长方体，球等）来表达机械零件的CAD模型，以此减少碰撞检测需要的时间；装配模型简化就是将装配过程分为常见的装配特征（轴-轴对准装配，面-面贴合装配，花键特征装配，螺纹特征装配）的结合，并用解析方法表述这些装配特征，可以快速地得到精确的碰撞响应。 本文利用基于解析模型的力觉渲染方法完成了花键轴装配实验和螺栓装配实验。实验过程中的反馈力和反馈力矩曲线，验证了基于解析模型的力觉渲染算法的稳定性。通过花键轴实验得到该算法可以模拟轴线对准精度为0.3度，位置重合度为0.1mm的精密装配，高于同功能其他算法的精度。分析了螺栓装配实验中的两种理论失真情况（反馈拉力失真和反馈阻力失真），依据该算法进行螺纹装配模拟时，反馈阻力失真在实际操作中并不明显，应选择合适的螺距避免反馈拉力失真。 本文利用基于解析模型的力觉渲染技术，设计了一套融合力觉、视觉和听觉的面向飞机发动机维修培训的虚拟装配系统，并在涡喷7-乙型航空发动机上的两个任务（花键螺栓的装配和低压联轴器的装配）上得到了应用。本文分析了复杂场景内带有力反馈的虚拟装配的特点（力反馈更新频率要求较高、场景复杂、所涉及的物体比较规则、对力渲染算法精度要求高等）。根据这些特点，本文选用了基于解析模型的力觉渲染方法。通过对复杂的发动机模型进行简化处理，设计合理的模型数据结构，并且采用双机网络通讯的方式，提高了复杂场景的更新频率。此外，本虚拟装配系统具有可移植性和一定的通用性，不仅可在商用的力反馈设备上成功实现，还可在本实验室自主设计开发的iFeel6 - BH1500绳驱动设备上完成演示。 |
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发表于 2022-7-27 16:02:13
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