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一(yī)、虛擬現實(shí)技術
1、什麽是虛擬現實技術
以現代的計算機技術為基礎,利用高科(kē)技手段形成逼真的(de)味覺、嗅覺、觸覺(jiào)、聽覺和視覺一體化的虛(xū)擬環境的技術就稱為虛擬現實技術。用戶(hù)利用特殊的輸(shū)人/輸出設備,通過自然的方式和虛擬世界中的物體(tǐ)進行相互影響,形成一(yī)種身臨其境的真實體驗和感受。
2、虛擬現實技術的特點
虛擬(nǐ)現(xiàn)實技術主(zhǔ)要具(jù)有想象性、交互性(xìng)和沉浸性三大(dà)特點(diǎn)。
所謂(wèi)的想象性(Imagination)是指通過人的現象(xiàng)來形成虛擬的各種環境,與此同時這些想象也是設計者思想的一種體現,因此對實現特定的目標(biāo)有一定的作用(yòng)。
交互性(Interactivitv)是指人與虛擬(nǐ)世界之間以自然的方式(shì)進行信息(xī)互動的過程。其(qí)特點包(bāo)括虛擬環(huán)境中人機交互的(de)實時性、人機交互的有效性、人的參與與反饋。
沉浸性(Immersion)也叫做侵入性,是指用戶感覺被虛擬世界所包圍,全身心的置身於虛擬世界。其包括(kuò)味覺沉(chén)浸、嗅覺沉(chén)浸、觸覺沉浸、聽覺沉浸、視覺沉浸、身體感覺沉浸等。
3、虛擬現實技術的發展曆程
虛擬現實技術的發展一般可分為三個階段:虛擬(nǐ)現實(shí)技術的探索階段(20世紀70年代之前);虛(xū)擬現實技術(shù)係統化(huà)、從實(shí)驗室走向實用階段(20世紀80年代初期至(zhì)80年代中期(qī));虛擬現實技術高速發展階段(20世紀80年代末期至21世紀初)。
二(èr)、虛(xū)擬現實技(jì)術在工程機械領域的應(yīng)用
1、虛擬設計(產品的布局設計外形設計)
虛擬設計指的是把虛擬現實(shí)作(zuò)為基礎(chǔ)把機械產品作為設計的手段,通過這樣的方式,利用多種傳感(gǎn)器(qì)使設計人員和(hé)多維(wéi)信息環境進行交互影響,從定(dìng)量和定性(xìng)兩個方麵對複雜的環境進行理性和感性的認識,從麵有助於創新和深化(huà)概念。虛擬設計主要體(tǐ)現在產品的外形設計和產品的布局設計上。
在傳統的汽車工(gōng)業中,一般情況(kuàng)下開發或(huò)設計一輛汽車,需要(yào)經過圖紙設計(jì)、外形鑄模(mó)多(duō)次的評(píng)測修改等眾多步驟,並(bìng)且還會花(huā)費大量的時間(jiān)與資(zī)金。而采用虛(xū)擬現(xiàn)實技術設計與製造汽車不需要實體建模,簡化(huà)很多工序,並根據CAD和CAM程(chéng)序所收集的有(yǒu)關汽車設(shè)計的數據庫進行仿真,極大地縮短了製造周期。
而對於大多數工廠與車間設計中的物流係統、管(guǎn)道鋪設(shè)、機器布置等,都需要(yào)通過(guò)虛擬現實技術對其布局有個(gè)合理的設計,避免出現很多不合理(lǐ)的(de)問題。
2、虛擬裝配
在機械製造的這(zhè)個領域中,往往要將成千上萬的零件裝配到一起組成機械產品,然(rán)而機械產品(pǐn)的配合設計、可裝配性的錯誤,經常要在(zài)最後的裝配(pèi)時才能給發現(xiàn)產品的錯誤,從工廠和企業的信譽和經濟都造成了巨大的損失。采用虛擬現實技術虛擬裝配-機械產品,產品設計的精度不同、形狀不同(tóng),所模擬的產品的裝(zhuāng)配過程(chéng)也是不同的,並且用(yòng)戶可以通過交(jiāo)互的方式(shì),對產品的模擬裝配過程進行控製,從而檢查產(chǎn)品的設計和操作(zuò)過程是否得(dé)當,及時的發現裝配過程中所出現的(de)問題,修改模型。
3、機械仿真(機(jī)械產品的運動(dòng)仿真,機(jī)械產品的加工過程的(de)仿真)
對(duì)於虛擬現實技術所進行的機(jī)械仿真,其包括有機械產品的運動仿(fǎng)真和機械(xiè)產品的加工過程的仿真。前者能夠有效發現並解決運動構件在運動過程中可能的運(yùn)動幹涉檢查、運動範圍設計、運動協調關係等問題,而後者則可通過仿真,預先發(fā)現產(chǎn)品設計的加工(gōng)方法、加工過程等方麵的問題,通過修改設計或采取其(qí)他措施,確保產品的質量和工期。
4、虛擬樣機
機械產(chǎn)品的工作性能及質量(liàng),往往通過最終樣機的試運轉才發現的。但是此時所出現的很多問題都是沒有辦法改變的,修改設計就意味著全部或者(zhě)是大部分的重新試(shì)製或報廢。用虛擬樣機取代傳統的硬件(jiàn)樣機來檢(jiǎn)測機械產(chǎn)品(pǐn)的質量和工作性能,可(kě)大大節約了新產品開(kāi)發的時(shí)間與費用,並(bìng)能明(míng)顯地改善開發團體(tǐ)成員之(zhī)間的交流方式,審核最(zuì)終產品。
結語
在現今的工程機(jī)械領域中、虛擬仿真技術得到廣泛的應用,不僅能夠提高企業的生產效率(lǜ),縮短產品的(de)生產周期,降低生產成本,提高設計質量。並且由於(yú)虛擬仿真技術的運用使得(dé)企業的生產具有了快速的市場反應能(néng)力和高度的(de)柔性化,明顯增強了市(shì)場競爭力。在今後機械與虛擬(nǐ)現實技術的關係必(bì)將會變得更密不可分、而工程機械產業也定(dìng)會隨著虛擬現實技(jì)術(shù)的不(bú)斷完(wán)善(shàn)與進步發展得更加強大