本书特色
本书从产品设计出发,针对产品装配中的手工装配,分析了结构可装配性的影响因素、设计原则以及可装配性评价方法。同时,针对产品可装配性的验证,介绍了虚拟现实输入、输出以及虚拟手、碰撞检测和装配约束建模方法,结合Unity3D设计了总体框架,平台架构以及多层级零件建模等内容,通过实例演示了虚拟现实技术对装配设计辅助验证的功能。
内容简介
本书从产品设计出发, 针对产品装配中的手工装配, 分析了结构可装配性的影响因素、设计原则以及可装配性评价方法。同时, 针对产品可装配性的验证, 介绍了虚拟现实输入、输出以及虚拟手、碰撞检测和装配约束建模方法, 结合Unity3D设计了总体框架, 平台架构以及多层级零件建模等内容, 通过实例演示了虚拟现实技术对装配设计辅助验证的功能。
作者简介
姚寿文,男,汉族,博士,副教授,硕士生导师。安徽歙县人。2002年至今任职于北京理工大学机械与车辆工程学院,从事本科生和研究生教学以及科研工作。科研上主要从事虚拟现实辅助设计技术应用研究,包括虚拟装配、虚拟维修、虚拟训练、虚拟设计、虚拟远程控制、人体捕捉、人机交互和用户体验等。主持国家自然科学基金面上项目2项(51275039,51975051),重点实验室基金2项。编著教材7本,发表论文40余篇,发明专利申请10项以上,授权9项,软著登记3项。
目录
第1 章 绪论 ………………………… 1
1. 1 产品设计 ………………………. 001
1. 2 产品装配 ………………………. 004
1. 3 装配的实现 ……………………… 012
1. 4 装配工艺规程 …………………….. 016
1. 5 可装配性设计与评价 ………………….. 017
1. 6 虚拟现实技术 …………………….. 019
1. 7 本书结构 ………………………. 025__
第2 章 产品可装配性设计因素 ……………….. 027
2. 1 零件装配基本概念 …………………… 027
2. 2 产品可装配性对装配工艺的影响 ……………… 033
2. 3 零件数量的影响 ……………………. 035
2. 4 结构设计因素 …………………….. 042
2. 5 公差因素 ………………………. 051
2. 6 防错设计 ………………………. 056
2. 7 人机工程因素 …………………….. 059
第3 章 手工装配的可装配性因素分析…………….. 063
3. 1 影响产品可装配性的因素 ………………… 063
3. 2 影响搬运操作时间的因素分析 ………………. 064
3. 3 影响插入操作时间的因素分析 ………………. 067
第4 章 装配中的连接与紧固 ………………… 076
4. 1 概述 ………………………… 076
4. 2 螺纹连接的工艺性 …………………… 078
4. 3 过盈连接的工艺性 …………………… 085
第5 章 手工装配中的可装配性设计及 DFA 方法 ……….. 089
5. 1 手工装配的工艺特点 ………………….. 089
5. 2 手工装配的一般设计准则 ………………… 091
5. 3 产品的可拆卸性和维修性设计 ………………. 101
5. 4 可装配性评价的 DFA 方法 ………………… 104
第6 章 虚拟现实输入输出及人机交互…………….. 114
6. 1 手势识别设备 Leap Motion 传感器 ……………… 114
6. 2 人体捕捉设备 Kinect ………………….. 121
6. 3 HTC Vive 虚拟现实系统 …………………. 125
6. 4 虚拟手建模与交互 …………………… 134
6. 5 虚拟人体建模与交互 ………………….. 139
第7 章 虚拟现实物理及行为建模 ………………. 147
7. 1 包围盒模型 ……………………… 147
7. 2 包围盒相交性 …………………….. 155
7. 3 刚体碰撞检测 …………………….. 159
7. 4 行为建模 ………………………. 166
第8 章 虚拟现实辅助装配建模 ……………….. 172
8. 1 虚拟现实辅助装配建模结构 ……………….. 172
8. 2 零件数据信息 …………………….. 174
8. 3 零件数据信息的提取及重构 ……………….. 177
8. 4 装配约束的定义和求解算法 ……………….. 182
8. 5 单一及多约束下动态装配的约束识别和约束管理逻辑 ……… 187
第9 章 虚拟现实辅助结构可装配性验证 …………… 191
9. 1 Unity3D 简介 ……………………… 191
9. 2 Unity3D 物理引擎 PhysX …………………. 192
9. 3 虚拟现实辅助装配平台架构 ……………….. 198
9. 4 虚拟现实辅助装配的多层级零件建模 ……………. 201
9. 5 基于自由度限制算法约束计算 ………………. 206
9. 6 虚拟现实辅助装配的人机交互操作 …………….. 210
9. 7 某传动装置装配实例 ………………….. 213
第10 章 3D 数学基础及欧拉角计算 ……………… 224
10. 1 3D 向量运算……………………… 224
10. 2 矩阵运算规则 …………………….. 226
10. 3 3D 几何变换……………………… 230
10. 4 三维观察与投影变换 ………………….. 237
10. 5 从旋转矩阵中计算欧拉角 ………………… 244
参考文献 …………………………. 249