[发明专利]虚拟环境中装配工具库建立的方法

摘要

一种虚拟环境中装配工具库建立的方法，本发明分虚拟环境中工具的统一表达、工具的定位时工具与操作对象的约束动态建立、工具对操作对象的精确定位三个步骤来完成，使其到达最终的装配位置，将工具和操作对象看作一个刚体，那么操作对象定位的基本步骤和过程与工具的定位基本一致。本发明根据工具的驱动方式以及与操作对象作用方式对工具进行分类，在虚拟环境中建立工具库，操作者根据需要选择工具，利用虚拟手在虚拟环境中操作工具，动态建立工具与操作对象的几何约束关系，当工具和操作对象的约束关系建立完成，就可以利用工具对操作对象进行交互式的装配。

主权项

1、一种虚拟环境中装配工具库建立的方法，其特征在于，分虚拟环境中工具的统一表达、工具的定位时工具与操作对象的约束动态建立、工具对操作对象的精确定位三个步骤来完成：①虚拟环境中工具的统一表达，为了满足虚拟现实中产品装配的要求，工具的几何和拓扑表达统一采用B-rep方法，为了实现虚拟环境中对零部件的操作，工具类需要具有查询、物理、操作、几何拓扑和操作对象5种属性，能够实现虚拟环境中利用工具对操作对象的交互装配，使其到达最终的装配位置；②工具的定位时工具与操作对象的约束动态建立，在虚拟手驱动工具运动的每一帧，根据工具约束的链表、符合约束类型的几何元素信息和操作对象信息进行动态的约束几何元素关系判别，通过工具与零件之间的约束类型和约束两个几何元素的类型，实时的计算约束两个几何元素之间的位姿关系，当它们的位姿达到设置的约束捕捉误差时，自动将两个约束几何元素高亮显示；操作者工具约束识别的结果发出信号确定此约束成立，此时系统将自动调整工具的位姿使其满足约束关系，在存在作用的约束后就要对工具的运动进行引导；这样的过程反复直到工具和操作对象之间建立了固定关系；③工具对操作对象的精确定位，当工具和装配的零部件的位姿关系固定后，就可以利用工具对零部件进行操作，使其到达最终的装配位置，将工具和操作对象看作一个刚体，那么操作对象定位的基本步骤和过程与工具的定位基本一致。