雷达结构交互式虚拟装配系统研究
研究人员创造出具备自愈功能的计算机芯片
图１ ２ 自然人通过 交互式装 配系统操作
４ 结 束 语
交互 式虚 拟装 配系 统是针 对雷 达结 构虚 拟样 机进 行装 配设 计 和评估 的一 种有效 手段 。本 文结 合虚 拟装
配信息模型的构建技术 ， 重点阐述 了在虚拟环境下 的 自 然人交互式操作技术 ， 通过系统集成和开发， 实现了
・
计算机应用技术 ・
电 子 机 械 工 程
２ ０ １ ３ 年６ 月
频 率 等参数 。 图 １ ２所 示 为 自然 人 通过 交 互 式 外设 进
［ ２ ］ 陈帝江 ， 张红旗 ．地 面雷达 结构 高效率 虚拟维 修技 术研
究［ Ｊ ］ ．雷达科学 与技术 ， ２ ０ １ ０ （ ６ ） ： ５ ７ ７ — ５ ８ ２ ．
（ ａ ）交 互 式 虚拟 装 目 Ｂ 系统音 分 硬 件
陈帝江（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 男， 工程 师， 主要从事 雷达结构 设计、 智能 Ｃ Ａ Ｄ和数 字样机 技 术研 究工作 。 张红旗（ １ ９ ７ ５一 ） ， 男， 高级工程师， 主要从事 雷达 结构设 计 、 智能 Ｃ Ａ Ｄ和数 字样机技 术研 究工作 。
完全 在 虚拟环 境下 针对 雷达结 构 虚拟样 机模 型进 行 的 装配 设计 和仿 真 ， 为设 计 师 提供 了一 种 在 产 品设 计 早
期发现并优化装配的新型高效 的手段 ， 在一定 程度上
提高 了雷 达结 构 的一次 装配 成功 率 。
参 考 文 献
［ １ ］ Ｊ Ａ Ｙ Ａ Ｒ Ａ Ｍ Ｓ ， Ｃ Ｏ Ｎ Ｎ Ａ Ｃ Ｈ Ｅ Ｒ Ｈ， Ｌ Ｙ Ｏ Ｎ Ｓ Ｋ ．Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ａ ｓ ｓ ｅ ｍ— ｂ ｌ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ［ Ｊ ］ ．Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａ ｉ ｄ ｅ ｄ Ｄ ｅ —
基于虚拟装配方法的大型科学装置建造技术框架研究
【 要】 科学 摘 大型 装置 膜 巨 结构复杂、 部空间紧 规 大、 内 凑。 其建造过程涉 及资源数量庞大、 协调关 系 和建造流程复 增 杂， 加了 建造方案的 设计难 度和复 杂度。 虚拟装配 技术为解决大 型科学装置的建造 规划 和方 案验 证提供了 一种高 快速、 效、 可靠的手 为 段。 辅助大型科学装置建造 过程的决策， 将虚拟装配方法引 入建设方案的规划和评估中。 详细分析了大型科学装置的建造特点， 比较了 机械产品装配和大型科学装置
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；Ｍｕ ｉ ｅｒ ｅ ｏ ｓ ｂ ｕ ｍ ｎ ｌ ｄｇ ｅ ｆｒ ｄｍａ ｅ ｌｅ ｉ ｅｔ ｔ － ｅ ｏｆ ｅ ｓｍ ｙｑ ｐ ｓ
二维格式的施工文档和图纸 ， 采用传统的方法来审查建造可行ｌ 生。操 虚拟环境下进行建造流程规划 ， 并对不 同的建筑策略进行考核ｌ 引 。 作人员要花较长时间掌握二维施工文档， 很难与具体施工部位对应 ， 香港某大学的一些科研人员对虚拟原型系统在建筑业 的应用进
并且二维图很难检测三维空间冲突。 此外 ， 研究者提 出４ — Ａ Ｄ Ｃ Ｄ技 行 了广泛而深入的研究。 一些科研人员提出了应用虚拟原型系统 术， 将施工进度和三维几何图形相结合 ， 重点描述工程项 目的施工 进行集成设计和建造的方法 。依托 Ｄ ｓａｈ系统 的 Ｄ Ｌ Ａ和 ａｓｕ Ｅ ＭＩ
行 ， 杂 的 结构 导致 装 配 作 业 空 间 有 限 ， 操 作 性 差 、 度 大 ， 复 可 难 因
此需要充分考虑和验证装配工人的空间可操作性 、操作方式 、 操 作效率 和安全性等 因素。
功能结构一体化技术在雷达结构设计中的应用
积 最小化 。
关键 词 ： 雷达 ； 功 能结构 一体化 ； 轻 量化 ； 轻质 夹层 材料
中图分类 号 ： Ｔ Ｎ ９ ５ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ８ — ５ ３ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ４ ０ — ０ ５
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｔ ｏ
ｏ ｆ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ．Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｃ ｈ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ — ａ ｌ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒａ ｇ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｄ ｅ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｍｅ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｉ ｓ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｔ ｏ ｍｉ ｎ ｉ ｍｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｒ ａ ｄ ａ ｒ ；ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｗ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ；ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ
基于WEB的虚拟装配技术的研究
１ ＭＬ ＶＲ 简介 Ｖ Ｍ虚 拟现 实造 型语 言是 描述 虚拟 环境 中场 景 的一种 标 准 ，利用 它可 ＲＬ 以在 Ｉｔｒ ｅ上建 立 交互式 三维 多媒 体虚拟 境 界 。Ｖ 札文 件 （ ｒ ）本身 ｎｅ ｎｔ Ｒ ．ｗ １ 是文 本文 件 ，它采 用 了 “ 可执 行代 码 技术 ”，实 现在 Ｉｔ ｒｅ 上 的三 维场 ｎ ｅ ｎｔ 景传 输 ，即ＶＭ 文 件本 身只 定义 了客户 端应 如 何渲 染 的指 令而 不是 渲 染后 ＲＬ 的场 景 ，这样 ，Ｖ Ｍ文 件 比表 示相 同三 维对 象 的其 他 文件 格式 要小 得 多 ， ＲＬ
这些 缺 陷 ，在 设 计 阶 段 就可 以检 查 各 部件 的干 涉 情 况及 结 构 设 计 的合 理
性 。 但 目前 很 多虚 拟 装 配 都 是 建 立 在 大 型Ｃ Ｄ 用 软 件 （ Ｕ 、Ｐ ｏ Ｅ Ａ应 如 Ｇ ｒ ／ 等 ） 的基 础上 ，不 但 软 、硬 件 价 格 昂 贵 ，生 成 的 三 维 图形 文 件 庞 大 ，而 且对 人 员 的 专业 素 质 要 求也 很 高 ， 不 适 于推 广 。 目前 设计 正 在 向 网络 化 虚拟 产 品开 发 （Ｐ ，Ｖ ｒｕ ｌ Ｐ ｏｕ ｔ Ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔ 的 方 向 发展 ，如 ＶＤ ｉ ｔａ ｒ ｄｃ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ） 何提 供 一 种 实 用 短 小 面 向Ｗ Ｂ 虚 拟 装 配 方 法 ？ Ｒ Ｌ（ ｉｔ ａ ｅ ｌｔ Ｅ的 Ｖ Ｍ Ｖ ｒ ｕ ｌ Ｒａ ｉ ｙ Ｍ ｄ ｌ ｎ ａ ｇａ ｅ 虚拟 现 实建 模 语 言 ）提 供 了一 种很 好 的解 决 方 案 ， ｏ ｅ ｉｇ Ｌ ｎｕ ｇ ， 它是 一 种 面 向Ｗ ｂ 三维 造 型 语 言 ， 本文 以球 为 例 介 绍基 于Ｗ Ｂ ｅ的 Ｅ 实现 虚 拟
基于VRML-JAVA的网络交互式虚拟装配环境构建
基于VRML-JAVA的网络交互式虚拟装配环境构建
金侠杰;邢科礼;林财兴
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2004(21)10
【摘要】虚拟现实建模语言(VRML)作为构建网络虚拟现实的国际标准,其应用得到了越来越多的关注.该文讨论了VRML虚拟场景与外界交互的手段和方法,着重研究了通过VRML外部编程接口EAI利用Java Applet来实现交互式网络虚拟装配环境的方法和实现过程,并给出了运行实例,通过该平台可以实现异地设计信息交流.【总页数】4页(P126-129)
【作者】金侠杰;邢科礼;林财兴
【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院,上海,200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海,200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海,200072
【正文语种】中文
【中图分类】TP393;TP391.9
【相关文献】
1.基于社交网络构建大学英语交互式英语教学环境 [J], 王力维
2.基于VRML-JAVA的通用虚拟装配场景交互操作的研究与实现 [J], 卜莹琼;李世国;胡文明
3.网络环境下组合夹具虚拟装配平台的构建 [J], 魏园园;瞿畅;王君泽
4.基于VRML-Java的虚拟装配系统开发 [J], 张刚;李火生;侯强
5.基于VRML-Java的机械产品虚拟装配技术研究 [J], 胡茶根;王晓军;赵刚;李国臣
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《北京交通大学学报》2011年总目次第35卷1—6期
峰， 董
平， 张宏科（６ ３）
分离机 制下 一种 互联 网安全 接入方 法 …… …… …… ……… …… ……… …… ……… 王 凯 ， 高阳 阳， 秦雅 娟 （２ ４）
介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法……………………………………… 程紫尧， 云（８ 刘 ４） 对等网络视频点播系统中的用户行为研究 …………………………………………… 郑 毅 ， 陈常嘉， 黄
Ｃ ￣３ 列控 系统 车地交 互流程 形式 化建模 与验 证 ＴＣ 级
……… …… ……… ……… … 刘 中田 ， 吕继 东 ， 孙伟 亮 （６ ７）
电压暂降对单相 Ｖ 、牵引变压器的影响 ……………………………………………………… 李华伟 ， ／厂 范 Ｖ Ｍ 动态响应特性 的研究 Ｒ
瑜（２ ８）
模块 组合 型多 电平变 换器 的控 制策略 … …… …… ……… ……… …… …… …… 杨 晓峰 ， 孙
迅 ， 中平 ， １３ 杨 等（３ ）
Ｑ Ｎ Ｏ Ｓ网络最大延时性能分析［ ］ ………………………………………… 熊 轲 ， Ｔ ＰＳ 英 裘正定， 张 【 ３ 】 第 期
具 有液 晶相 的 四烷 氧基 苯并 菲一，一 醌 的合成 １４二 ……… …… …… ……… ……… 孔翔 飞 ， 志群 ， 何 许
伟 （３ ） １２
涛， 裴晓辉 ， （３ ） 等 １６
同 向平行 双螺 杆挤 出机 传动 齿轮 系 的多 目标优 化 … …… …… …… …… …… ……… …… … 温伟 刚 ， 张金 鹏 （４ ） １０
基 于虚拟装配体绑定的产品层次化装配序列生成…………………………………… 宋泾舸 ， 查建 中， 陆一平（４ ） １５
试论虚拟装配关键技术及其发展
试论虚拟装配关键技术及其发展结合轨道客车装配工作需要，介绍了虚拟装配关键技术的目标、体系结构和关键技术。
实际应用表明，虚拟装配技术满足具体工作需要，实际应用中取得良好效果。
随着技术创新发展，虚拟装配技术的虚拟化程度进一步提高，实现标准化、集成化、工具化、智能化，并面向网络协调发展。
标签：虚拟装配技术；体系结构；标准化；集成化0 引言产品装配是轨道客车设计和制造的关键环节，通过采取合理的工艺技术措施，科学安排装配顺序、路径、工艺方法、所用的工具和夹具等。
不仅有利于顺利完成装配任务，还能促进轨道客车制造水平提升。
随着技术的创新与发展，为提高人们的产品装配工作水平，虚拟装配技术出现并得到越来越广泛的应用，在轨道客车装配过程中发展着十分重要的作用。
本文将结合轨道客车装配工作需要，就虚拟装配的关键技术进行探讨分析，并对其发展趋势进行展望，希望能为类似工作开展提供启示。
1 虚拟装配关键技术虚拟装配技术是许多先进科学领域知识的集成与应用，它以数字化建模技术，计算机仿真技术，分析优化技术为基础，以CATIA、Pro/E代表的商用CAD 系统中的产品装配建模过程为典型代表，结合其他虚拟现实开发平台，适用于产品装配过程模拟、装配训练操作。
在轨道客车产品装配中，通过虚拟技术的应用，能实现装配过程仿真，并对装配场景进行创建和管理，模拟整个检测、演示和编辑装配的全过程，进而促进轨道客车零部件装配水平提高。
同时，场景创建与管理、虚拟设备接入与管理等工作流程，都依赖于各虚拟现实开发平台。
零件表达采用混合模型，装配层次管理、约束管理也基于特征模型。
由于具有上述特点，虚拟装配技术有效满足实际工作需要，在轨道客车装配过程中也得到越来越广泛的应用。
1.1 目标通过虚拟装配技术的应用，把握关键内容，能推动轨道客车装配工作顺利开展下去。
可以模拟装配过程，开展装配工作训练，让工作人员通过虚拟操作训练，把握要点，提高操作水平。
从而更好适应将1.2 体系结构虚拟装配关键技术包括设置、依赖、交互、装配信息、面片信息、位姿信息、零件信息、模拟信息等组成部分，每个部分分别发挥不同作用，为产品虚拟装配创造条件。
雷达结构虚拟产品研发技术研究
第 ４期 ２ ０ １ ３年 ８月
雷 达 科 学 与技 术
Ｒ ａｄａ ｒ Ｓｃ ｉ ｅｎｏｅ ａｎｄ Ｔ ｅｃｈｎｏ Ｉ ｏｇｙ
Ｖｏ １ ．１ １ Ｎ ｏ． ４ Ａｕ ｇｕｓ ｔ ２ ０１ ３
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ２ ３ ３ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ２ ０
ｓ ｕ ａｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ＣＡ Ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｗａ ｓ ｐｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ． Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖｅ ｖｉ ｒ ｔ ｕａ ｌ ａ ｓ ｓ ｅ ｍ ｂｌ ｙ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｙ ｈｕ— ｍ ａｎ， ａ ｄ ｖａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄｉ ｇｉ ｔ ａ ｌ ｐｒ ｏ ｔ ｏｔ ｙ ｐｉ ｎｇ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｕａ ｌ ｉ ｚ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ＣＡ Ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｗａ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ． Ａｎｄ ａ ｌ ｓ ｏ， ｔ ｈｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｐｒ ｏ ｂｌ ｅ ｍｓ ｏｆ ｔ ｈｅ ａ ｕ ｔ ｏ — ａ ｓ ｓ ｅｍ ｂｌ ｙ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｏ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｙ ｈｕｍ ａ ｎ，ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｉ ｎｔ ｅ ｇｒ ａ ｔ ｅ ｄ
基于虚拟现实技术的机械装配仿真系统研究与开发
基于虚拟现实技术的机械装配仿真系统研究与开发虚拟现实（Virtual Reality）技术作为一种新兴的交互式数字化技术，已经在各个领域取得了广泛的应用。
在工业制造领域，虚拟现实技术为机械装配提供了全新的解决方案。
本文将探讨基于虚拟现实技术的机械装配仿真系统的研究与开发。
一、介绍虚拟现实技术是一种通过计算机生成的人机交互环境，模拟和仿真现实世界中的各种感官体验。
机械装配仿真系统基于虚拟现实技术，可以在虚拟环境中模拟机械装配过程，为装配人员提供培训和实践的平台。
二、虚拟现实技术在机械装配中的应用1.可视化操作基于虚拟现实技术的机械装配仿真系统可以将机械装配过程呈现在虚拟环境中，装配人员可以通过虚拟现实设备进行可视化操作，模拟真实的装配操作流程。
这样的系统可以大大减少装配错误和事故的发生，提高了装配的效率和质量。
2.实时反馈通过虚拟现实技术，机械装配仿真系统可以为装配人员提供实时反馈。
在装配过程中，系统可以对装配操作进行实时监测和分析，并及时提供指导建议，帮助装配人员纠正错误，提高装配的准确性和速度。
三、机械装配仿真系统的开发1.需求分析在开发机械装配仿真系统之前，需要对装配过程进行详细的需求分析。
包括装配任务的复杂程度、装配步骤的顺序、装配工具的选择等。
通过对这些需求进行分析，可以为系统的开发制定合理的设计方案。
2.系统设计根据需求分析的结果，可以进行系统设计。
系统设计包括虚拟环境的建模与渲染、用户交互界面的设计、实时反馈系统的设计等。
在系统设计过程中，需要考虑装配过程的真实性和仿真效果，保证系统的稳定性和可靠性。
3.系统开发系统开发是整个过程的关键环节。
开发团队需要根据设计方案，利用虚拟现实技术进行程序编写和测试。
在开发过程中，需要注重系统的性能优化和用户体验，确保系统的稳定运行和操作流畅。
四、系统应用与展望1.系统应用基于虚拟现实技术的机械装配仿真系统可以应用于工业制造领域的机械装配培训、装配过程优化等方面。
虚拟装配——精选推荐
虚拟装配1定义和分类1.1虚拟装配的定义虚拟装配一般定义为:无需产品或支撑过程的物理实现,只需通过分析、先验模型、可视化和数据表达等手段,利用计算机工具来安排或辅助与装配有关的工程决策。
虚拟装配是一种将CAD 技术、可视化技术、仿真技术、决策理论及装配和制造过程研究、虚拟现实技术等多种技术加以综合运用的技术。
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。
虚拟装配技术的发展是虚拟制造技术的一个关键部分，但相对于虚拟制造的其它部分而言，它又是最薄弱的环节。
虚拟装配技术发展滞后，使得虚拟制造技术的应用性大大减弱，因此对虚拟装配技术的发展也就成为目前虚拟制造技术领域内研究的主要对象，这一问题的解决将使虚拟制造技术形成一个完善的理论体系，使生产真正在高效、高质量、短时间、低成本的环境下完成，同时又具备了良好的服务。
虚拟装配从模型重新定位、分析方面来讲，它是一种零件模型按约束关系进行重新定位的过程，是有效的分析产品设计合理性的一种手段;从产品装配过程来讲，它是根据产品设计的形状特性、精度特性，真实的模拟产品三维装配过程，并允许用户以交互方式控制产品的三维真实模拟装配过程，以检验产品的可装配性。
1.2虚拟装配的分类根据虚拟装配过程中出现的不同侧重点,可以将虚拟装配归纳成三种主要的类别。
(1)以设计为中心的虚拟装配以设计为中心的虚拟装配是指在产品三维数字化定义应用于产品研制过程中,结合产品研制的具体情况,突出以设计为核心的应用思想,这表现在以下三个方面：1）面向装配设计:在设计初期把产品设计过程与制造装配过程有机结合,从设计的角度来保证产品的可装配性。
基于DELMIA的航空发动机虚拟装配技术研究
基于 DELMIA的航空发动机虚拟装配技术研究摘要：传统的航空发动机装配工艺基本都是采用二维工艺规划，现场的装配工作也都是由人工方式来完成。
经常会出现碰撞干涉现象、装配工艺规划不合理、装配工人不易操作等一系列问题。
采用虚拟装配仿真提前对航空发动机装配工艺进行验证，改进不合理的装配工艺，可以有效避免在实际装配中可能会出现的问题，提高工人的装配效率。
基于此，对基于DELMIA的航空发动机虚拟装配技术进行研究，仅供参考。
关键词：ＤＥＬＭＩＡ；航空发动机；虚拟装配技术引言航空发动机燃油附件是一种复杂的产品，在特殊的工作条件下，部件小，数量大，装配复杂，装配精度高。
三维技术在设计制造中的应用使发动机燃油附件结构变得更加灵活和复杂，从而对装配拆卸、使用和维护设计方案提出了更高的要求。
1概述虚拟装配技术是虚拟制造技术的关键组成部分。
没有实际的产品部件和工艺装备资源，就可以根据数字模型对产品进行虚拟装配规划、验证和技术决策。
这是一种高效且经济实惠的设计技术。
虚拟装配技术在发动机燃油附件设计阶段的应用可以提高装配、维护和修理过程的效率和过程仿真验证，实现功能设计和工艺设计的并行研究开发目标，缩短发动机燃油附件产品设计的迭代周期，降低加工和试验生产成本。
2航空发动机装配仿真基础为了将物理装配映射到数字三维空间中，航空发动机虚拟装配技术方案流程，包括创建航空发动机产品资源等模型、装配工艺规划、装配总成仿真验证、人机工程技术分析、结果分析与总结。
航空发动机装配的第一步，是要建立虚个单元体的三维模型，将航空发动机划分为１２个单元体，各单元体之间由紧固件连接，分别为进口整流罩、风扇叶片、动力齿轮箱、联轴器、低压压气机、风扇机匣、中介机匣、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮和涡轮排气机匣。
采用ＣＡＴＩＡＶ５软件按照工厂实际尺寸与布局情况对航空发动机各单元体、工具、装配工装等各类资源进行建模，通过ＣＡＴＬＯＧ分类管理资源。
基于人工智能的雷达设备虚拟维修训练仿真模型
基于人工智能的雷达设备虚拟维修训练仿真模型许诚;李小年;赵鹏;卢坤【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2024(47)8【摘要】雷达设备是重要的电子设备,但在工作过程中可能会出现各种故障。
通过开发虚拟维修训练仿真模型,可以提供一个实际环境下的虚拟场景,使维修人员能够在虚拟的情境下进行维修训练,以此提高维修人员的操作技能和判断能力,在面对实际故障时能更高效和准确地进行维修,提升雷达设备维修效果。
为此,文中设计一种基于人工智能的雷达设备虚拟维修训练仿真模型。
依据用户输入的雷达设备虚拟维修训练的相关设计参数,以及线性激光扫描仪采集的点云数据,采用人工智能中的三维重建技术构建雷达设备和维修场景三维模型。
利用人工智能中的粒子群算法对仿真过程进行碰撞检测,得到维修训练路径规划结果。
对仿真过程展开维修性检验,判断雷达设备是否符合维修性要求,并利用投影仪呈现虚拟维修训练仿真过程的相关数据,显示雷达设备虚拟维修训练结果。
实验结果表明:所设计模型可有效实现雷达设备的三维点云重建,得到雷达设备三维模型,完成雷达设备虚拟维修训练仿真。
【总页数】5页(P182-186)【作者】许诚;李小年;赵鹏;卢坤【作者单位】空军预警学院;陇东学院【正文语种】中文【中图分类】TN957.524-34;TP391.9【相关文献】1.电气设备虚拟维修训练系统中电路实时仿真方法的研究2.基于虚拟仿真技术的某型航空相机虚拟维修训练系统3.通用雷达设备虚拟维修系统中仿真模型信息管理研究4.基于虚拟技术的地面气象探测设备维修保障仿真技能训练系统设计5.航空装备虚拟维修训练仿真模型快速开发技术因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
虚拟装配技术在雷达装配中的应用
配 割集 法 、基 于层次 图 的配合 条件法 、 网络表示 装 配 序 列路 径及 基 于知识 的装 配序列 规划 方法 。 装 配序列 规 划确定 了零 件装 配 的顺 序 ，但没 有确 定 零件 按照 什么 方 向或路 径装 配 以及 装 配是否发 生 干 涉 。装 配路 径规 划是 在装 配建模 和装 配序 列规 划 的基 础 上 ，充 分 利用装 配 信息进 行路 径分 析和求 解 ，判 断 并 生成一 条 合理 的装 配路径 ，为设计 人员 提供 可视化 的 辅助设 计 工具 。装 配路径 规 划主要 包括装 配体 及其 相 关 的数 据 结构模 型 的前置 处 理 、 分离 方 向的确 定 、 分 离 平移量 的 确定 、拆 分方 向的确 定和 干涉检 查 。 目前 国内外 对 装 配 路 径规 划 的 研究 可 归 纳 为 以下 方 法Ｌ ： ３ ］ 可 视 图法 （ ＶＭａ ｐ法 ） Ｔ－ Ｉｎ 法 （ 动边界 线法 ） 方 、－ ｅ 移 ｉ 、 向多面锥 代数 法 、位姿 空 间方法 等等 。
部件 装 配过程 进行仿 真模 拟 ，检查 产 品零部 件之 间的 正确装 配关 系 ，包括 可达 性 、顺 序 性 、方 向性 、干涉 情况 以及公 差配 合 等方面 的 内容 ，即 以可视化 的方 式 研究 和解决 产 品的可装 配 性 问题 。 目前 ， 一部 雷达 由几 万甚 至几 十万个 零部 件组 成 ， 其结 构复 杂 ，装 配工 作量 约 占整部 雷达 制造 工作量 的 ５ ％～６ ，可 见雷 达装 配 已成 为雷达 快速 制造 的瓶 ０ ０ 颈 。如何通 过虚 拟装 配技 术来 减少 制造样 机数 目、优 化装 配过程 已经 成 为越 来 越突 出 的问题 。因此 ，针对 实际 工作 ，对 虚 拟装 配技 术在 雷达装 配 中的应 用进 行 研究具 有重 要意 义 。
虚拟装配技术在飞机装配中的应用
虚拟装配技术在飞机装配中的应用摘要：飞机制造是一个装配精确度要求高，结构、装配协调关系极其复杂的过程，而飞机装配是飞机制造过程中一个非常重要的环节，不但工作量大、装配技术难度大，而且协调困难。
因此在传统飞机装配基础上，采用先进制造技术对提高装配工艺质量，缩短研制周期、降低研制成本具有重要的意义。
基于此，本文主要对虚拟装配技术在飞机装配中的应用进行分析探讨。
关键词：虚拟装配技术；飞机装配；应用前言飞机装配过程就是将大量的飞机零件按照设计图纸、数模及技术文件等进行组合、连接的过程，由于飞机结构复杂，零件数量巨大，协调关系繁多，因此飞机装配是一项难度大、标准高、技术要求极其严格的制造技术。
现阶段，飞机研制开始实施设计成熟度阶段工艺并行工作，飞机装配工艺人员在此过程中对于产品设计起着决定性作用，因此飞机装配工艺人员在并行工作中就要考虑如何提高飞机装配水平这一不可逾越的问题。
1、虚拟装配技术概述及其意义虚拟装配（VirtualAssembly，VA）是指利用虚拟现实技术、计算机工具、人工智能技术和仿真技术等构造虚拟环境，通过分析，预测产品模型，对产品数据进行交互分析并仿真产品装配过程和装配结果。
虚拟装配技术使得飞机装配人员能够影响产品设计，从而减少制造成本并避免由于设计问题影响飞机装配周期和成本。
仿真技术能够在设计成熟度早期阶段发现潜在问题，消除潜在的装配缺陷；飞机装配工艺可利用虚拟仿真技术进行装配过程仿真，从而对飞机的设计和工艺进行评价和优化，可提高生产效率，缩短产品装配周期，降低成本，从而大幅提高飞机装配专业水平。
在飞机装配过程中，会出现各种不协调问题，如零件制造误差、工装制造误差、铆接变形等，虚拟装配可基于实测模型进行数字化装配，通过对每个装配件的关键特征进行采集、分析，提取装配件的实际关键尺寸，根据虚拟技术进行实测值的预装配，从而提前发现干涉和不协调问题，并分析出最优协调结果，将零件最优装配姿态反映在实际装配中，从而进一步提升装配质量。
基于GprMax的交互式电磁仿真与教学软件系统
第４１卷㊀第５期２０１９年１０月电气电子教学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥＶｏｌ.４１㊀Ｎｏ.５Ｏｃｔ.２０１９收稿日期:２０１８￣１０￣０８ꎻ修回日期:２０１９￣０６￣２９基金项目:教育部产学合作协同育人项目(２０１８０１２３８０２９)ꎬ湖北省教学研究项目(２０１７１４８)ꎬ中国地质大学(武汉)教学研究项目(２０１７Ａ１８).中国地质大学(武汉)教学改革项目ꎬ 电磁场与电磁波课程教学方法改革研究 (２０１９Ａ２２)第一作者:周峰ꎬ(１９７９－)ꎬ男ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ主要从事电磁学教学和科研工作ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｚｈｏｕｆｅｎｇ６１７＠１６３.ｃｏｍ基于ＧｐｒＭａｘ的交互式电磁仿真与教学软件系统周㊀峰ꎬ汪㊀文ꎬ李杉杉ꎬ李杏梅(中国地质大学机械与电子信息学院ꎬ湖北武汉４３００７４)摘要:电磁学课程抽象㊁深奥ꎬ应用软件可以起到辅助教学的作用ꎮ本文基于面向探地雷达开发的开源电磁数值模拟程序ＧｐｒＭａｘꎬ开发了交互式㊁可视化的程序界面ꎬ形成一套用户友好㊁操作简便的电磁仿真软件系统ꎬ以应用于电磁学的辅助教学和相关科学研究ꎮ关键词:电磁学ꎻ数值模拟ꎻＧｐｒＭａｘ中图分类号:Ｇ４３４㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８￣０６８６(２０１９)０５￣０１２８￣０６ＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＡｓｓｉｓｔｅｄＴｅａｃｈｉｎｇＳｏｆｔｗａｒｅＳｙｓｔｅｍｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓＢａｓｅｄｏｎＧｐｒＭａｘＺＨＯＵＦｅｎｇꎬＷＡＮＧＷｅｎꎬＬＩＳｈａｎ￣ｓｈａｎꎬＬＩＸｉｎｇ￣ｍｅｉ(ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓꎬＷｕｈａｎ４３００７４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｓａｐｒｏｆｏｕｎｄａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｃｏｕｒｓｅꎬａｎｄｔｈｕｓｉｔｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅａｓｓｉｓｔｅｄｔｅａｃｈ￣ｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ.ＴｈｉｓｓｔｕｄｙｄｅｖｅｌｏｐｓａｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅａｎｄｖｉｓｕａｌｉｚｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎａｎｏｐｅｎｓｏｕｒｃｅｃｏｄｅｏｆＧｐｒＭａｘꎬｗｈｉｃｈｉｓｉｎｉｔｉａｌｌｙｆｏｒｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｒａｄａｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｉｓｕｓｅｒ￣ｆｒｉｅｎｄｌｙａｎｄｓｉｍｐｌｅｔｏｏｐｅｒａｔｅꎬａｎｄｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｌａｔ￣ｅｄｔｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓꎻｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻＧｐｒＭａｘ０㊀引言电磁场与电磁波 不仅是电子通信类专业的一门重要专业基础课ꎬ对于其它理工科专业ꎬ如地球物理等也是重要的专业必修课ꎮ然而ꎬ由于其理论深奥ꎬ教材上往往以大量的公式推导进行讲解ꎬ在课堂教学时生涩难懂ꎬ极大地影响了学生的学习热情和积极性ꎮ适当地引入多媒体手段有助于生动㊁清晰地展示出电磁场分布状态及电磁波的波动过程ꎮ林志立等人尝试在教学过程中引入Ｍａｔｌａｂ程序对电磁场和电磁波的静态分布及动态传播进行生动直观的展示[１]ꎮ安爱民等人采用Ｃ＋＋对繁琐的电磁公式进行程序实现ꎬ并进行可视化展示[２]ꎮ黄治等人采用时间域有限差分方法(ＦｉｎｉｔｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＴｉｍｅ￣ＤｏｍａｉｎꎬＦＤＴＤ)对电磁学的波场公式进行编程实现ꎬ并进行了简单的天线实物设计和测试[３]ꎮ肖春燕㊁张祥军等人引入了更为专业的Ａｎｓｙｓ和Ａｎｓｏｆｔ等商业化的有限元仿真软件对电磁场与电磁波的简单应用进行数值模拟和演示[４~５]ꎮ这些教学方法极大地提高了学生的学习兴趣和动手能力ꎬ有利于学生深入透彻地理解电磁学理论ꎮ然而ꎬ为了展示出电磁场和电磁波的可视化效果ꎬ任课教师不得不花费大量的时间从公式的推导和离散入手ꎬ然后再进行繁琐的编程工作ꎮ商业性的软件虽然无需教学者进行第５期周峰ꎬ汪文ꎬ李杉杉ꎬ李杏梅:基于ＧｐｒＭａｘ的交互式电磁仿真与教学软件系统１２９㊀编程ꎬ但是价格昂贵ꎮ若是可以利用现有电磁波数值模拟代码ꎬ那么就可以极大地减少课前工作量而得到同样的效果ꎮ基于此思路ꎬ昌彦君等人在前期开发的瞬变电磁代码基础上ꎬ开发出了针对地球物理专业的可视化电磁教学软件系统[６]ꎮ他们又基于自己开发的探地雷达代码ꎬ开发了用于教学的探地雷达数值模拟试验代码[７]ꎮ这些都是很好的尝试和借鉴ꎮＧｐｒＭａｘ是爱丁堡大学的ＡｎｔｏｎｉｓＧｉａｎｎｏｐｏｕｌｏｓ博士自２００５年起开发的一套基于ＦＤＴＤ的电磁仿真软件ꎬ历经数十年的改进和提高ꎬ功能强大㊁应用很广ꎬ虽然初期应用主要针对探地雷达的数值模拟ꎬ但是也同样可以对其他电磁波的传播和散射现场进行高效可靠的数值模拟[８]ꎮ该软件的核心代码成熟高效ꎬ并且完全免费使用ꎬ对于电磁学相关的教学和科研而言ꎬ是理想的仿真软件ꎮ但是ꎬ该软件采用命令行的形式进行参数的设置(如图１所示)ꎬ不具备交互式操作和可视化显示的能力ꎬ主程序的操作需要在命令终端进行ꎬ仿真后的结果需要单独的Ｍａｔｌａｂ脚本程序打开ꎬ因此适合于更加专业的科研环境ꎬ而不适用于教学演示ꎮ图１㊀基于命令行的ＧｐｒＭａｘ操作界面针对以上问题ꎬ本课题以ＧｐｒＭａｘ为核心代码ꎬ采用Ｃ＃语言对其进行二次开发ꎬ增加交互式㊁可视化的操作界面ꎬ同时对输入的命令行进行格式化的标准定值ꎬ增加模型绘制区域以及介质参数设定区域ꎬ并对ＧｐｒＭａｘ的部分数据读取工具代码进行重写ꎬ使得可以直接在界面上对输出文件和数据进行成像处理ꎬ让用户使用起来更加方便ꎬ同时也大大降低对操作者的使用要求ꎮ本课题该软件不仅可以用于电磁学的辅助教学教ꎬ还有可以用于相关的科研工作ꎮ１㊀设计方案该二次开发的软件系统是在ＧｐｒＭａｘ的２.０版本电磁数值模拟代码的基础上建立的二维交互式和可视化用户操作界面ꎮ具有的功能有:①对数据格式和命令行进行规范化ꎬ避免因数据输入不合理㊁命令行格式有误或文件路径错误而导致ＧｐｒＭａｘ不能正常运行ꎻ②加入几何模型的交互式构建模块ꎬ操作者可以用鼠标手动的建立起地质体或探测目标的几何模型ꎻ③增加介质参数设置模块ꎬ使用者可以直接从系统中导入常用介质参数ꎻ④集成了数据后处理模块ꎬ基于ＧｐｒＭａｘ附带的Ｍａｔｌａｂ脚本ꎬ对输出数据和的何模型文件进行可视化读取操作ꎬ并集成在图形用户界面上ꎮ本系统的图形用户界面主要分为四个模块ꎬ包括:基本参数模块㊁介质参数模块㊁模型绘制模块㊁可视化处理模块(如图２所示)ꎮ基本参数模块包含了拟仿真模型的时间和空间尺度及离散步长㊁天线激励源参数及收发天线空间坐标㊁输出文件名定义㊁测量及采集方式等ＧｐｒＭａｘ运行所需的基本变量和参数ꎮ介质参数模块将一些常用介质的电性参数以列表形式在用户界面中列出供用户选择ꎬ并可随时添加介质种类和修改介质参数ꎮ模型绘制模块使用鼠标点击和拖动来建立不同几何形态的目标体ꎬ避免采用命令行建立几何形体时的不可见性ꎮ可视化处理模块用于对输出的几何数据文件和电磁数据文件进行成图ꎬ便于对天线的接收信号波形与预设的几何模型进行对比观测ꎮ整个软件系统的流程如图３所示ꎮ图２㊀系统模块组成２㊀功能与实现本系统程序设计在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下以ＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ为开发平台ꎬ用Ｃ＃语言来实现[９]ꎮ其交互式设计和可视化开发主要基于Ｃ＃的Ｗｉｎｆｏｒｍ框架和ＧＤＩ＋应用程序编程接口[１０~１１]ꎮ用户界面包含四个部分ꎬ通过用户界面可以调用各个子功能模块得１３０㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀电气电子教学学报㊀㊀㊀㊀第４１卷图３㊀系统操作流程以完成参数输入和选取操作ꎬ启动界面如图４所示ꎮ图４㊀程序启动界面当用户点击相应的菜单时ꎬ程序会执行相应的功能ꎬ原则上每个模块的操作可以独立进行ꎬ然而从仿真运行的角度考虑ꎬ建议在操作时按照图３所示流程进行ꎮ文本框选项中设计了很多默认参数ꎬ是用户使用频率较高的选项ꎬ极大地方便了用户操作ꎮ其中介质参数部分支持Ｅｘｃｅｌ表格导入数据ꎬ用户可以在不熟悉软件操作的情况下ꎬ自行编辑Ｅｘｃｅｌ表格以完成介质的电性参数导入ꎬ增强了该系统的用户友好性和易用性ꎮ此类的细节优化ꎬ在用户界面上还有诸多体现ꎮ２.１㊀基本参数模块ＧｐｒＭａｘ原有的命令行操作对于命令的格式和参数的设置有着严格的要求ꎬ一旦命令书写有误或者参数设置不合理ꎬ整个程序就会停止运行ꎬ而且不具有报错和纠错能力ꎮ倘若模型较为复杂ꎬ采用命令行的方式进行建模就显得非常复杂和繁琐ꎮ本模块将ＧｐｒＭａｘ命令行以控件形式进行交互式处理ꎬ用户只需要在界面上对应的参数设置选项中输入或者选择需要设置的参数值ꎬ系统即可自动将该操作在后台转为标准的ＧｐｒＭａｘ命令行格式ꎬ避免了直接采用命令行脚本编辑时拼写容易出错的问题ꎻ而对于设置参数的数值ꎬ则增加了报错功能ꎮ这样设计方案可以大大减少建模时产生的错误ꎬ降低调试和查错的时间和难度ꎮ例如:若忘记设置时间步长ꎬ系统不会报错ꎬ但是会提醒将按照默认的时间步长来运行(如图５所示)ꎻ若是采集道数与天线移动步距不匹配ꎬ则系统也会提示重设采集道数(如图６所示)ꎻ在参数设置完成后ꎬ若需要观测激励源是否为所希望的波形ꎬ则按下 显示波形 按键对波形进行检查ꎬ点击波形图的任一位置ꎬ就可以将其保存在自定义的文件中ꎬ方便后续使用(如图７所示)ꎮ图５㊀提示按默认算法生成时间离散步长图６㊀提示采集道数过多第５期周峰ꎬ汪文ꎬ李杉杉ꎬ李杏梅:基于ＧｐｒＭａｘ的交互式电磁仿真与教学软件系统１３１㊀图７㊀激励源波形检查２.２㊀介质参数模块由于介质的电性参数具有多样性ꎬ为了简化参数设置过程并避免出错ꎬ本系统设计了一个独立的模块对其进行操作ꎮ用户可以按照既定格式预先在本地Ｅｘｃｅｌ表格中设定自己常用介质的电性参数ꎬ并在介质参数界面中点击 打开介质文件 按钮来导入存有介质参数的Ｅｘｃｅｌ文档(如图８所示)ꎮ用户可以修改介质的相关参数ꎬ或者在表格中增加介质或删除已有的介质ꎬ修改完成后ꎬ点击 更新介质文件 按钮ꎬ就可以将更新后的介质文件导入系统ꎬ这些介质的电性参数将在下一步的模型绘制模块中直接读入到目标介质中ꎮ图８㊀介质参数设置界面２.３㊀模型绘制模块模型绘制模块包含三个部分ꎬ分别是:模型绘制区域(如图９左上侧)㊁脚本文件显示区域(如图９右上侧)和程序执行区(如图９左下侧)ꎮ在模型绘制区域ꎬ仿真区域的大小已由基本参数模块所确定ꎬ用户可在该区域中继续以 添加图层 的方式用鼠标对仿真区域增设分层结构ꎬ然后继续在绘制区域下方的下拉框中选择填充该区域的介质ꎮ同样地ꎬ在绘制地下目标体时ꎬ可在窗体左侧选择相应的目标体形状按键ꎬ在模型绘制区域构建目标体ꎬ该区域下方可以实时显示出鼠标所到之处的位置坐标及对象的几何参数ꎮ脚本文件显示区(如图９右上区)的主要功能是在左侧部分设置完毕后可以直接产生出所对应的ＧｐｒＭａｘ的命令ꎬ而且该脚本中的命令也包含了在基本参数模块设置中所产生的命令和参数ꎬ形成ＧｐｒＭａｘ运行所需的完整 .ｉｎ 文件ꎮ所有设置完成后ꎬ则可以直接点击 导入配置文件ꎬ启动ＧＰＲＭＡＸ 按键(如图９左下角)ꎬ调用ＧｐｒＭａｘ并运行设定的仿真模型ꎮ采用这种构建几何形体的方式ꎬ实现了模型参数的交互性操作ꎬ所绘即所得ꎬ避免了手工输入时造成的错误ꎬ克服了纯文本输入时的不直观性ꎮ图９㊀模型绘制模块界面２.４㊀可视化处理模块程序运行完毕后ꎬ进入可视化处理模块ꎮ点击打开.ｇｅｏ文件 按钮ꎬ读取ＧｐｒＭａｘ运行后写出的 .ｇｅｏ 几何模型文件ꎬ直接观测构建的几何模型图ꎻ点击 打开.ｏｕｔ文件 按钮ꎬ对ＧｐｒＭａｘ运行后的电磁数据各个分量的波形进行观测ꎮ单击图像即可另存为所需格式的图片ꎬ如图１０所示ꎮ图１０㊀可视化处理模块界面１３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀电气电子教学学报㊀㊀㊀㊀第４１卷３ 实例仿真为了验证该系统的可操作性ꎬ这里选取了一个较为复杂的利用井下雷达探测泥浆侵入的算例ꎮ背景情况介绍如下:在石油钻井过程中ꎬ为了保持井壁的稳定性ꎬ需要维持钻井液的压力稍大于地层的压力ꎬ钻井时泥浆滤液侵入到渗透性储层ꎬ在井壁附近形成一个渐变的流体过渡带ꎻ点源天线放置在井下的钻杆上ꎬ为避免金属体对电磁信号的影响ꎬ需要在钻杆上开槽并填充特定的绝缘介质ꎮ在这样的应用环境下ꎬ背景介质和天线的设置都会比较复杂ꎮ基本参数配置如表１所示ꎬ其中发射源的激励波形为Ｒｉｃｋｅｒ小波ꎬ文件输出为二进制形式ꎮ表１㊀基本参数设置参数名参数值单位激励源幅值１.０Ａ激励源中心频率２ˑ１０８Ｈｚ仿真区域长度１.０ｍ仿真区域宽度０.３２ｍ空间离散步长０.００２５ｍ时窗１０ｓ发射源空间坐标(０.０８２５ꎬ０.１６)ｍ发射源移动步距(０ꎬ０)ｍ天线激活时间０.０ｓ天线停止工作时间１０ｓ接收点空间坐标(０.０８２５ꎬ０.１６)ｍ接收点移动步距(０ꎬ０)ｍ采集道数１－㊀㊀渐变流体的电性参数根据混合介质的电性公式进行计算出来ꎬ在进行目标体设置时采用共圆心㊁半径依次减少㊁电性参数逐渐变化的诸多圆环来模拟井筒附近渐变的流体分布ꎬ实际上就是用诸多精细划分的分层环状介质来模拟流体分布ꎮ采用流体数值模拟代码仿真得到井下流体饱和度分布图如图１１(ａ)所示ꎮ该分布若采用ＧｐｒＭａｘ的命令行操作将会非常复杂和难以实现ꎻ使用本系统进行交互式建模后得到的储层及井筒电性参数分布的模型如图１１(ｂ)所示ꎮ通过对比可以看出ꎬ采用本系统的交互式操作建立的模型非常接近流体数值模拟得到的分布状态ꎮ基于上述模型ꎬ采用收发双置的天线设置ꎬ激励源的工作频率分别设置为２００Ｍ㊁３００Ｍ㊁５００Ｍ和(ａ)原始流体分布图(ｂ)本系统构建的流体分布图图１１㊀原始流体分布图与本系统构建的流体分布图的对比８００Ｍꎬ运行ＧｐｒＭａｘ后得到接收电场分量的时间域波形如图１２ａ￣ｄ所示ꎮ从图中可以看出ꎬ接收到的回波信号的波形不再是与源信号相似的波形ꎬ而变得更加复杂ꎬ这主要是由于渐变的介质分布造成的ꎻ并且随着天线工作频率的不断增大ꎬ所得到信号的幅度也逐渐减少ꎬ这主要是由于在非理想介质中ꎬ电磁波的衰减系数随着电磁波频率的增加而变大ꎮ上述运行结果与理论分析相吻合ꎬ因此ꎬ建立的交互系统具有实际可用性ꎮ(ａ)频率为２００ＭＨｚ的信号波形第５期周峰ꎬ汪文ꎬ李杉杉ꎬ李杏梅:基于ＧｐｒＭａｘ的交互式电磁仿真与教学软件系统１３３㊀(ｂ)频率为３００ＭＨｚ的信号波形(ｃ)频率为５００ＭＨｚ的信号波形(ｄ)频率为８００ＭＨｚ的信号波形图１２㊀不同频率对应的接收电场分量４ 结语基于时域有限差分法的开源代码ＧｐｒＭａｘ虽然在电磁数值模拟方面显示出强大的功能ꎬ但是无法实现用户交互操作和错误检查等功能ꎮ本课题使用Ｃ＃编写了基于ＧｐｒＭａｘ核心代码的交互式及可视化系统ꎮ通过收集和分析一些典型的地质模型以及对ＧｐｒＭａｘ命令进行规范化的分析来设计系统的整体框架ꎻ把系统操作界面分为了基本参数设置模块㊁介质参数设置模块㊁模型绘制模块以及可视化处理模块ꎬ使ＧｐｒＭａｘ拥有良好的交互式设置及可视化功能ꎬ极大方便了用户的使用ꎮ本文通过对一个复杂的井下雷达泥浆探测的例子进行建模和仿真ꎬ验证了该系统可以快速方便地建立起复杂介质下的电磁波传播与散射模型ꎬ并可以方便直观地对运行的结果进行可视化观测ꎮ本课题开发的交互式可视化电磁仿真系统不仅可以运用在 电磁场与电磁波 的教学上ꎬ也可以运用在相关科研上ꎮ参考文献:[１]㊀林志立ꎬ朱大庆ꎬ蒲继雄.电磁理论类课程可视化教学中的ＭＡＴＬＡＢ动画技术研究[Ｊ].北京:中国现代教育装备ꎬ２０１７(０３):３０￣３２.[２]㊀安爱民ꎬ张爱华ꎬ黄玲等.可视化数字模拟创新教学在 电磁场与电磁波 中的探索与实践[Ｊ].北京:电工技术学报ꎬ２０１３ꎬ２８(Ｓ２):２０４￣２０８.[３]㊀黄冶ꎬ张建华ꎬ戴剑华.电磁仿真在 场 类实验教学中的应用[Ｊ].上海:实验室研究与探索ꎬ２０１２ꎬ３１(４):３２２￣３２６.[４]㊀肖春燕. 电磁场 课程教学改革的研究[Ｊ].南京:电气电子教学学报ꎬ２０１０ꎬ３２(１):２９￣３１.[５]㊀张祥军.电磁仿真软件在 电磁场与电磁波 课程教学中的应用[Ｊ].北京:中国电力教育ꎬ２０１０(Ｓ１):１５０￣１５２.[６]㊀昌彦君ꎬ张莹ꎬ肖明顺.瞬变电磁法数值模拟实验教学软件研究[Ｊ].北京:实验技术与管理ꎬ２０１５ꎬ３２(７):１３１￣１３４.[７]㊀昌彦君ꎬ张莹ꎬ曹中林.探地雷达数值模拟实验研究[Ｊ].北京:实验技术与管理ꎬ２００９ꎬ２６(４):６９￣７２.[８]㊀ＧｉａｎｎｏｐｏｕｌｏｓＡ.ＭｏｄｅｌｌｉｎｇｇｒｏｕｎｄｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇｒａｄａｒｂｙＧｐｒＭａｘ[Ｊ].Ｅｎｇｌａｎｄ:ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２００５ꎬ１９(１０):７５５￣７６２.[９]㊀白文涛ꎬ刘正捷.用户界面的需求分析与设计原则[Ｊ].大连:大连海事大学学报ꎬ２００４ꎬ３０(４):８６￣８８.[１０]㊀孙涛.ＵＩ的设计与测试[Ｄ].天津:天津大学ꎬ２００６.[１１]㊀陈本峰ꎬ苏琦.ＷｉｎｄｏｗｓＧＤＩ＋的研究与应用[Ｊ].成都:计算机应用研究ꎬ２００３ꎬ２０(３):５６￣５９.。
基于AR技术的辅助装配系统
基于 AR技术的辅助装配系统摘要：装配活动是复杂产品生产中极具重要性的一环,利用AR技术辅助的装配引导能够将虚拟的三维引导信息和真实装配环境结合起来,提供给用户一个虚实叠加的装配融合环境,使用户能够在线实时获取与装配操作过程相关的多种类引导信息,从而显著提高产品装配效率,缩短产品装配时间。
本文针对传统将AR 技术应用于装配过程，以某高铁地梁安装模型为实际应用对象,开展了面向复杂产品的增强装配引导的关键技术研究与应用，采用AR眼镜的形态，这种图形化数据可以非常容易地被一线人员接收，而不像使用类似手机的传统工业智能终端那样影响具体操作，从而更好地实现人与物的实时连接。
同时，在整合必要的眼球追踪、图像识别和状态传感器后，系统可以随时监控一线人员的操作和状态，实现了人的数据采集，补齐了工业大数据中设备物联网以外的信息短板。
关键词：AR技术；辅助装配0前言增强现实（AR）技术是将计算机渲染生成的虚拟场景与真实世界中的场景无缝融合起来的一种技术，它通过视频显示设备将虚实融合的场景呈现给用户，使人们与计算机之间的交互更加自然，具有广泛的应用前景，因此成为近年来的一个研究热门。
增强现实技术发展很快，但是大多应用于游戏领域，在精度要求较高的工业领域如智能装配领域等应用较少。
本文针对复杂设备的装配特点，研究了基于AR技术的复杂装配过程辅助操作系统，以提高复杂装配环境下的作业质量和效率。
该系统实现了3D数字化装配工艺建模与仿真、视点定位、物体追踪、虚实融合显示，采用三脚架+工业相机+专业笔记本电脑+AR眼镜联动交互数据的方式进行装配设计位置建模、标注、校准。
最终实现某高铁地梁安装的典型场景，有力的支持了装配过程的操作和训练。
1系统组成基于AR技术的智能装配辅助系统软件主要包括移动端和PC端两部分组成。
移动端主要模块有工作安装（地梁等安装工作），作业指导书，远程指导，设置。
PC端主要模块有包括地梁安装、作业指导书、滑块安装、远程指导、同步。
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ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ；ｖ ｉ ｔ ｒ ｕ ａ ｌ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ ；ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ
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（ 中国电子科技集团公司第三十八研究所 ， 安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ８ ８ ） 摘 要： 文中针对雷达结构传统装配设计 中 存在的效率低 、 一次装配成功率不高等 问题 ， 提 出了一种基
于虚拟 现 实技 术 的交 互式虚 拟 装 配 系统 构 建方案 。该 系统 集成 交互式 外设在 不 需要任 何 雷达 实物 的情 况下 ， 完全在 虚 拟环 境 下通过 用户 的 自然操作 ， 实现 雷达 结构装 配 的全过 程 。文 中介 绍 了 系统 中虚拟装
（ Ｔ ｈ ｅ ３ ８ ｔ ｈ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｅ Ｔ Ｃ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ８ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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电 子 机 械 工 程
Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｖ０ｌ ＿ ２ ９． Ｎｏ． ３
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ３
雷达结构交互式 虚拟装 配系统研究
陈帝江 ， 张红旗 ， 张祥祥 ， 程五 四
引 言
现代 雷 达装 备正 呈现 出大 型 化 、 集 成化 、 机 动化 的 发展 趋势 。雷达 产 品的多 品种 、 变 批量 、 多 批次 的研 制 特点 导致 了研 制 任务 重 、 产 品研 发 周期 长 、 研 制成 本 高
配功 能模 型的 构建 方 法 ， 重 点分析 了虚拟 手在 系统 中的动作 实现 过程 ， 阐述 了雷达 结构 装 配仿 真规 划 的
方法， 最后还 介 绍 了原 型 系统 的开发过 程 和 系统 功能 的 实现 。
关键 词 ： 雷 达结 构 ； 虚拟装 配 ； 体 系结 构 中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ ８ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ８ — ５ ３ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ５ ３ — ０ ８