[發明專利]減速器虛擬現實裝配系統

有效

• 申請號: 201711127851.2
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107731081B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 李海慶;唐明哲;袁容;龔自成;李偉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種減速器虛擬現實裝配系統。其綜合應用了三維建模軟件SolidWorks、虛擬現實軟件Unity3d和虛擬現實硬件HTCvive及面向對象語言C#編程的方式完成了系統各功能模塊的制作，主要包括裝配信息模塊、裝配實訓模塊和導航模塊，裝配實訓模塊中又包含手動裝配單元、手動拆卸單元、自動裝配單元、自動拆卸單元。本發明具有高度的靈活性，使使用者不需要進入實驗室去手動操作各部件就可以了解減速器的結構，各部件的工作原理，將其應用到教學培訓領域，可以大幅度減少培訓費用，提升教學和培訓質量，沉浸式的操作效果也能極大地激發學生的學習興趣和求知欲。

技術領域

本發明屬于虛擬裝配領域，尤其涉及一種減速器虛擬現實裝配系統。

背景技術

現在產品的制造正在向著自動化、數字化的方向發展，虛擬裝配是虛擬制造中的一個關鍵部分，是產品數字化定義中的一個重要環節。但相對于虛擬制造的其他部分而言，他又是最薄弱的環節。虛擬裝配技術發展落后使得虛擬制造技術的應用性大大減弱，因此對虛擬裝配技術的發展也就成為目前虛擬制造領域內研究的主要對象這一技術的解決將使虛擬制造技術形成一個完善的理論體系。試生產真正在高效、高質量、短時間、低成本的環境下完成。作為虛擬制造的關鍵技術之一，虛擬裝配技術近年來受到了學業界和工業界的廣泛關注，而虛擬現實技術的飛速發展更將使得虛擬裝配技術對敏捷制造、虛擬制造等先進制造模式的實施具有深遠影響。

隨著計算機技術的發展，計算機模擬仿真逐漸廣泛應用于當今的機械領域，而虛擬裝配技術作為計算機模擬仿真學科中應用于機械中的翹楚，被引進作為機械學科的一項重要實踐課程——減速器拆裝實驗課程中，在科研和教學方面都有著重要的作用。傳統的減速器裝配、維修課程的培訓一直是理論教學與實際訓練相結合。而實訓中的減速器模型要么過于簡單達不到真正認識減速器和鍛煉學生動手操作能力目的，要么減速器模型還原的好導致螺釘、墊片等小型零件眾多造成丟失和安全隱患。而且由于實踐課程的特殊性，實訓室只有在老師的帶領下才對學生開放，老師需要將減速器各組零部件進行拆卸、分解再安裝重復演示操作數次才能讓學生自己動手操作，而且往往無法對每個學生在操作過程中出現的問題都做出詳細指導，不能很好的滿足學生邊學邊做從實踐中學習的需求，這對老師的授課和學生的學習是一種極大的限制，加之培訓時間的局限、裝配器材的損耗、人多設備少等缺點，現階段的減速器裝配實踐教學迫切需要一種新型的教學方式來解決上述問題。

發明內容

本發明的發明目的是：為了解決現有技術中存在的以上問題，本發明提出了一種減速器虛擬現實裝配系統。

本發明的技術方案是：一種減速器虛擬現實裝配系統，采用SolidWorks軟件建立減速器模型，導入Unity3d軟件中進行模型渲染、動畫錄制、及各零件拆裝功能設置，通過虛擬現實設備與減速器模型進行實際交互；具體包括：

虛擬環境模塊，其用于對減速器與操作環境進行渲染與優化，模擬現實實訓室環境；

裝配信息模塊，其用于記錄操作時間、顯示減速器模型中各裝配體的信息，在通過虛擬現實設備選擇減速器模型中裝配體時顯示對應裝配體的信息；

裝配實訓模塊，其用于通過虛擬現實設備與減速器模型進行實際交互，通過控制減速器模型中裝配體的移動旋轉進行具體的裝配拆卸操作；

導航模塊，其用于對用戶的操作進行相應提示，及在各個模塊之間進行切換跳轉。

進一步地，所述虛擬環境模塊在模擬現實實訓室環境時至少包含一組DirectionLight平行光光源和PointLight點光源，同時對裝配零件按類別進行放置。

進一步地，所述裝配信息模塊顯示減速器模型中各裝配體的信息具體包括裝配體的名稱、功能、工作原理與注意事項文字信息。