基于力反饋設備的虛擬裝配解決方案

本方案由搜維爾VR實驗室推出。虛擬裝配是在虛擬環境中，利用虛擬現實技術將設計出來的產品三維模型進行預裝配，在滿足產品性能與功能的條件下，通過分析、評價、規劃、仿真等改進產品的設計和裝配的結構，實現產品可裝配性和經濟性。

虛擬裝配是虛擬制造的重要組成部分，利用虛擬裝配，可以驗證裝配設計和操作的正確與否，以便及早的發現裝配中的問題，對模型進行修改，并通過可視化顯示裝配過程。虛擬裝配系統允許設計人員考慮可行的裝配序列，自動生成裝配規劃，它包括數值計算、裝配工藝規劃、工作面布局、裝配操作所模擬等。現在產品的制造正在向著自動化、數字化的反向發展，虛擬裝配是產品數字化定義中的一個重要環節。

基于虛擬現實的產品虛擬裝配技術在新產品開發、產品的維護以及操作培訓方面具有獨特的作用。在交互式虛擬裝配環境中，用戶使用各類交互設備（數據手套，數字頭盔、位置追蹤器、力反饋設備等）像在真實環境中一樣對產品的零部件進行各類裝配操作，在操作過程中系統提供實時的碰撞檢測、裝配約束處理、裝配路徑與序列處理等功能，從而使得用戶能夠對產品的可裝配性進行分析、對產品零部件裝配序列進行驗證和規劃、對裝配操作人員進行培訓等。在裝配（或拆卸）結束以后，系統能夠記錄裝配過程的所有信息，并生成評審報告、視頻錄像等供隨后的分析使用。

方案核心：

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方案特色：

1.逼真的虛擬現實環境提供與真實設備一樣的感受
2.不消耗現實資源和能量，零風險、低成本
3.多種交互方式相結合，增強了虛擬操作訓練的效果
4.加深人們對生產過程和制造系統的認識和理解，加快對人員的培養速度
5.有利于對其進行理論升華，更好地指導實際生產，即對生產過程、制造系統整體進行優化配置，推動生產力的巨大躍升
6.對制造系統中的要素進行全面仿真，使之達到前所未有的高度集成，為先進制造技術的進一步發展提供了更廣大的空間

系統集成 ：

在虛擬裝配系統中包含三個個部分，即虛擬現實軟件平臺部分。如需查看更多內容請點擊>>

一、虛擬現實軟件平臺

通過虛擬現實軟件平臺，使用者可以利用各種交互設備操作虛擬環境中的物體。如需查看更多內容請點擊>>

1、TechViz虛擬現實支撐平臺

TechViz虛擬現實支撐平臺將CAD/CAM/CAE軟件直接進行多通道顯示，使用者可以直接在完整數據的工業模型上進行虛擬裝配操作。包含三款軟件產品，分別為：人體跟蹤、虛擬裝配以及手指跟蹤軟件。

人體跟蹤軟件
人體跟蹤軟件可以通過實時全人體跟蹤系統顯示出人體的虛擬3D模型，能夠幫助使用者對人體運動的環境影響因素進行分析，如：分析伸展或人體與3D模型的碰撞情況等。該產品需要配合跟蹤器和標記物一起使用。

虛擬裝配軟件
虛擬裝配軟件允許用戶選擇或移動3D模型，查看模型的接觸情況，并記錄下相關動畫以便進行后續分析。該產品適用于部件拆裝、維修以及相關培訓。

手指跟蹤軟件
手指跟蹤軟件采用實時全手動作跟蹤系統，可以在3D場景中顯示手指的虛擬模型。該產品適用于細節伸展研究以及模型接觸分析，需要配合精度手指跟蹤器一起使用。

2、Virtools? 5.0 VR

專為集群式 PC（PC Cluster）而設計，只需使用個人計算機就可以體驗「沉浸式虛擬現實」的魅力。如需查看更多內容請點擊>>

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VR Library 擁有VRNR (Virtual Reality Normalized Resources，虛擬現實標準化資源)。如需查看更多內容請點擊>>

二、3D實時交互

3D實時交互是基于傳統的3D立體顯示設備及功能，結合實時動作捕捉系統（參考：A.R.T.系統解決方案）、數據手套（參考：Cyberglove II - 22 Sensors）、位置追蹤器（參考：Polhemus PATRIOT Wireless 電磁式無線追蹤系統）、力反饋設備（參考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等設備。如需查看更多內容請點擊>>

1、力反饋設備

所謂力反饋（Force Feedback），本來是應用于軍事上的一種虛擬現實技術，它利用機械表現出的反作用力，將游戲數據通過力反饋設備表現出來，可以讓用戶身臨其境地體驗游戲中的各種效果。 如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：HAPTION力反饋設備、Sensable力反饋設備。

2、位置追蹤器

位置追蹤器又稱位置跟蹤器，是指作用于空間跟蹤與定位的裝置，一般與其他VR設備結合使用。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統、Xsens慣性位置追蹤器、Ascension電磁式位置追蹤器。

3、數據手套

數據手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。數據手套設有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Cyberglove數據手套、DGTech數據數據手套、5DT數據手套。

三、3D立體顯示部分

3D立體顯示部分可以采用多通道立體展示系統、立體顯示器、頭戴式立體顯示器，用戶根據預算及實際需求自行選擇。

1、多通道立體展示系統

多通道立體展示系統，或柱面（多墻面）立體投影系統是指是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統。如需查看更多內容請點擊>>

2、立體顯示器

立體顯示器包括裸眼立體顯示器和偏振立體顯示器，裸眼立體顯示器是建立在人眼立體視覺機制上的新一代自由立體顯示設備。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Exceptional3D裸眼立體顯示器、Miracube偏振立體顯示器。

3、頭戴式立體顯示器（數字頭盔）

頭戴式立體顯示器是虛擬現實應用中的3DVR圖形顯示與觀察設備，可單獨與主機相連以接受來自主機的3DVR圖形信號。如需查看更多內容請點擊>>

推薦產品：eMagin Z800 3D Visor頭戴立體顯示器、Virtual Research VR1280 虛擬現實頭戴式顯示器、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現實頭戴式顯示器。

應用領域：

虛擬維修，虛擬裝配、虛擬培訓，虛擬教學、產品展示，工業設計三維仿真，三維可視化等等。

相關案例：

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搜維爾推薦方案一：

名稱;基于力反饋設備的虛擬裝配解決方案CAVE幕立體展示方案。

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系統優點：滿足虛擬現實技術三維模型進行模擬拆裝，制造行業可視化實現裝配過程，利用力反饋設備表現出反作用力，使用三維制作軟件創建虛擬工廠。

搜維爾推薦方案二：

名稱：基于力反饋設備的虛擬裝配立體顯示器展示方案。

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系統優點：滿足虛擬現實技術三維模型進行模擬拆裝，制造行業可視化實現裝配過程，利用力反饋設備表現出反作用力，使用三維制作軟件創建虛擬工廠。

搜維爾推薦方案三：

名稱：基于力反饋設備的虛擬裝配頭戴顯示器展示方案。

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系統優點：系統整合可以呈現多種效果展示，符合用戶對想要的結果進行論證應用，工作模式運行簡單，可對前期部件模型進行掃描建模，后期交互與虛擬場景搭配實驗等。