机械产品虚拟现实设计

第1章　概述001
1.1　虚拟现实设计简述001
1.1.1　虚拟现实技术001
1.1.2　虚拟设计005
1.1.3　机械产品设计007
1.2　虚拟现实设计的意义009
1.2.1　目的009
1.2.2　意义010
1.3　国内外相关研究概述011
1.3.1　国内外虚拟现实技术研究动态011
1.3.2　国内外机械产品虚拟现实设计研究动态013
1.4　主要研究内容与结构018

第2章　VR模型构建技术020
2.1　模型调研与分析020
2.2　基于CAD软件的建模021
2.3　基于艺术设计软件的建模024
2.4　模型资源库下载和导入模型025
2.5　机械产品虚拟现实模型资源库026
2.6　模型构建方法与技术对比分析030

第3章　VR场景构建技术031
3.1　场景需求与CAD模型031
3.1.1　场景需求031
3.1.2　CAD模型033
3.2　模型修补技术033
3.3　模型转换技术036
3.4　模型导入042
3.5　位置布置042
3.6　场景渲染技术043
3.6.1　模型的渲染043
3.6.2　场景渲染043
3.6.3　粒子制作理论044
3.6.4　粒子系统设置045
3.6.5　后期屏幕渲染特效046
3.6.6　天空盒系统047
3.6.7　光照模拟与遮挡剔除048
3.7　场景构建方法与技术对比分析049

第4章　VR装配设计技术051
4.1　虚拟装配技术概述与功能规划051
4.1.1　虚拟装配的定义051
4.1.2　虚拟装配的特征051
4.1.3　虚拟装配的分类053
4.1.4　虚拟装配的构成053
4.1.5　功能规划054
4.2　装配序列与路径规划技术057
4.2.1　破碎部装配序列058
4.2.2　截割部装配序列059
4.2.3　牵引部装配序列060
4.3　装配模型操纵技术062
4.3.1　模型的选择063
4.3.2　模型的重置066
4.4　路径记录与回放技术067
4.4.1　路径记录067
4.4.2　路径回放068
4.5　自动定位约束技术069
4.6　虚拟装配人机交互子系统072
4.6.1　技术路线072
4.6.2　虚拟手模型的建立073
4.6.3　位置跟踪器和数据手套的关系建立078
4.6.4　虚拟手装配操作079
4.6.5　基于虚拟手的装配交互实现086
4.7　网络协同装配技术086
4.7.1　工作流程086
4.7.2　基于WindowsSockets的网络协同装配087
4.7.3　具体实现流程088
4.8　装配系统设计与集成089
4.8.1　基于UG的采煤机虚拟装配系统总体设计089
4.8.2　系统集成094

第5章　VR运动仿真设计技术096
5.1　运动仿真总体思路096
5.2　采煤机运动仿真096
5.2.1　采煤机姿态解析096
5.2.2　采煤机虚拟联动实现097
5.2.3　采煤机虚拟记忆截割方法099
5.3　液压支架运动仿真103
5.3.1　液压支架姿态解析103
5.3.2　液压支架虚拟现实运动求解104
5.3.3　液压支架虚拟联动实现109
5.4　刮板输送机运动仿真111
5.4.1　刮板输送机姿态解析111
5.4.2　刮板输送机弯曲段计算111
5.4.3　刮板输送机虚拟联动实现112
5.5　如何规划产品的运动仿真115

第6章　VR多设备配套运动仿真技术116
6.1　配套运动仿真技术概述与规划116
6.2　多设备配套运动软件实现方法117
6.3　综采工作面工艺分析与三机虚拟协同整体思路117
6.3.1　综采工作面工艺分析117
6.3.2　三机虚拟协同整体思路118
6.4　液压支架群协同119
6.4.1　液压支架相互感知与记忆姿态方法119
6.4.2　液压支架群协同运动实现125
6.5　采煤机与刮板输送机协同126
6.5.1　采煤机与刮板输送机进刀姿态耦合方法126
6.5.2　采煤机和刮板输送机联合定位定姿方法136
6.5.3　采煤机与刮板输送机协同运动实现149
6.6　采煤机与液压支架群协同150
6.6.1　采煤机与液压支架群动作耦合策略150
6.6.2　采煤机与液压支架群速度匹配计算151
6.6.3　采煤机与液压支架群协同运动实现152
6.7　液压支架与刮板输送机协同153
6.7.1　液压支架推移油缸解析模型153
6.7.2　液压支架与刮板输送机弯曲段协同与速度协同153
6.7.3　液压支架与刮板输送机协同运动实现161

第7章　VR虚实双向映射技术163
7.1　综采工作面装备数字孪生理论163
7.1.1　数字孪生理论介绍163
7.1.2　综采工作面装备与“DigitalTwins”融合164
7.2　传感器布置与感知信息获取165
7.2.1　采煤机传感器布置与位姿信息获取165
7.2.2　液压支架传感器布置与位姿信息获取166
7.2.3　刮板输送机传感器布置与位姿信息获取167
7.2.4　传感信息数据的二次融合和修正167
7.3　实时交互通道接口关键技术168
7.3.1　多软件实时耦合策略168
7.3.2　分布式协同的驱动模式171
7.4　虚拟环境下综采工作面“三机”虚拟重构与监测172
7.4.1　虚拟环境下综采装备单机驱动方法172
7.4.2　采运装备协同仿真与实时数据驱动172
7.4.3　支运装备协同仿真与实时数据驱动174
7.4.4　液压支架群协同仿真与虚拟驱动174
7.5　虚拟环境下综采工作面“三机”反向控制175
7.5.1　综采装备单机动作控制设计175
7.5.2　综采装备自适应控制和协同控制186
7.5.3　基于GUI的虚拟控制面板设计196
7.5.4　虚拟系统与PLC数据通信198

第8章　VR人机交互技术201
8.1　VR人机交互技术概述与规划201
8.2　基于HTCVive的机械产品人机交互技术202
8.2.1　基于HTCVive的全景虚拟现实漫游技术202
8.2.2　基于HTCVive的机械产品巡检培训技术207
8.3　基于Kinect的机械产品人机交互技术219
8.3.1　基于Kinect体感交互的机械产品虚拟操纵技术219
8.3.2　基于Kinect体感交互的机械产品虚拟巡检技术230

第9章　基于Web的VR网络设计技术243
9.1　VR网络技术概述与规则243
9.2　ActiveX控件技术244
9.2.1　编写OSG-ActiveX控件244
9.2.2　服务器端控件发布244
9.2.3　客户端环境配置245
9.3　基础界面设计245
9.4　后台数据库设计247
9.5　公共服务版设计248
9.5.1　选择视频录制软件248
9.5.2　选择播放的格式248
9.5.3　网络播放代码与效果测试249
9.5.4　多视角播放249

参考文献251