王學(xué)文， 秦 毅， 楊昕宇， 龐新宇， 楊兆建

(1. 太原理工大學(xué)煤礦綜采裝備山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030024；2. 思克萊德大學(xué)設(shè)計(jì)制造與工程管理系，英國(guó) 格拉斯哥 G1 1XQ)

采煤機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)裝配仿真系統(tǒng)研究

王學(xué)文1,2， 秦 毅2， 楊昕宇2， 龐新宇1， 楊兆建1

(1. 太原理工大學(xué)煤礦綜采裝備山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030024；2. 思克萊德大學(xué)設(shè)計(jì)制造與工程管理系，英國(guó) 格拉斯哥 G1 1XQ)

針對(duì)煤礦裝備虛擬裝配應(yīng)用問題，基于VisualStudio 2010、OSG、Cegui、VC++等軟件平臺(tái)和相關(guān)硬件設(shè)備，搭建了功能完整、使用方便、交互性好、沉浸感強(qiáng)的某型號(hào)電牽引采煤機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)裝配應(yīng)用系統(tǒng)，詳細(xì)描述了系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、技術(shù)方案與構(gòu)建方法；針對(duì)構(gòu)建方法中的模型制作技術(shù)，結(jié)合UG與3DsMax的建模優(yōu)勢(shì)，提出先在UG中建立CAD精確模型，后利用3DsMax對(duì)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換、修改、優(yōu)化和渲染，最終生成高質(zhì)量虛擬現(xiàn)實(shí)模型的模型處理方法，彌補(bǔ)了藝術(shù)類模型裝配精度較低和工程CAD模型很難直接生成虛擬現(xiàn)實(shí)模型的不足。

采煤機(jī)；虛擬現(xiàn)實(shí)；虛擬裝配；虛擬模型；立體顯示

作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的典型應(yīng)用，虛擬裝配是將傳統(tǒng)裝配工藝融入虛擬現(xiàn)實(shí)，在高度沉浸感虛擬場(chǎng)景中，按約束關(guān)系將零件模型重新定位，根據(jù)產(chǎn)品的形狀特性與精度特性，逼真地模擬產(chǎn)品三維裝配過(guò)程，并允許用戶在場(chǎng)景中進(jìn)行交互控制，以檢驗(yàn)裝配的可行性和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性，力爭(zhēng)再現(xiàn)最真實(shí)、最直接地裝配過(guò)程，以便在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中盡早發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，縮短開發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)效率[1-2]。

虛擬裝配技術(shù)的研究始于 20世紀(jì) 90年代中期，由于政府的支持及企業(yè)界的積極參與，發(fā)展非常迅速。早在1995年美國(guó)華盛頓州立大學(xué)VRCIM實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(National Institute ofStandards and Technology，NIST)就合作開發(fā)了第一個(gè)具有代表性的虛擬裝配試驗(yàn)系統(tǒng)VADE[3]；隨著虛擬裝配技術(shù)的發(fā)展，逐漸有研究機(jī)構(gòu)針對(duì)CAD和虛擬現(xiàn)實(shí)裝配技術(shù)進(jìn)行了研究，如美國(guó)威奇塔州立大學(xué)(WichitaState University)開發(fā)的產(chǎn)品裝配及夾具設(shè)計(jì)試驗(yàn)系統(tǒng) JIGPRO[4]，意大利博洛尼亞大學(xué)(University of Bologna)開發(fā)的基于CAD的裝配規(guī)劃與驗(yàn)證試驗(yàn)系統(tǒng)PAA[5]。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多高校與研究機(jī)構(gòu)在緊跟國(guó)際虛擬現(xiàn)實(shí)新技術(shù)的同時(shí)也積極投入虛擬裝配領(lǐng)域，如：劉曉暉等[6]提出了一種基于中文語(yǔ)音指令交互輔助控制虛擬裝配的方法；盧麗婷等[7]基于單點(diǎn)式力反饋器進(jìn)行虛擬裝配研究，針對(duì) PHANToM Desktop力反饋器工作空間狹小的問題，提出了改進(jìn)的動(dòng)態(tài)空間匹配算法；張志賢等[8]提出一種虛擬裝配中基于多剛體動(dòng)力學(xué)的物性裝配過(guò)程仿真方法，實(shí)現(xiàn)了以力為輸入?yún)?shù)的零部件裝配過(guò)程仿真。

綜上分析，國(guó)內(nèi)外針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)裝配技術(shù)，研究領(lǐng)域最初主要集中在軍事、航空與尖端制造領(lǐng)域，并逐步延伸到工程裝備制造領(lǐng)域；研究階段較多在實(shí)驗(yàn)室搭建虛擬裝配試驗(yàn)平臺(tái)，建立虛擬裝配系統(tǒng)，并對(duì)產(chǎn)品可裝配性、裝配過(guò)程進(jìn)行分析研究；研究成果多為開發(fā)虛擬裝配應(yīng)用系統(tǒng)[9]。

隨著煤機(jī)行業(yè)的快速發(fā)展和應(yīng)用需求，本文針對(duì)某大采高電牽引采煤機(jī)，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)裝配若干關(guān)鍵技術(shù)，如方案設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、構(gòu)建方法等進(jìn)行研究，特別針對(duì)工程CAD軟件制作的3D模型如何轉(zhuǎn)換為虛擬現(xiàn)實(shí)模型進(jìn)行詳細(xì)描述；在此基礎(chǔ)上，建立具備高度沉浸感與交互性的虛擬裝配應(yīng)用系統(tǒng)，將虛擬裝配應(yīng)用于采煤機(jī)產(chǎn)品裝配生產(chǎn)線，為采煤機(jī)產(chǎn)品開發(fā)提供幫助。

1 功能設(shè)計(jì)

針對(duì)某型號(hào)電牽引采煤機(jī)進(jìn)行虛擬裝配與拆裝試驗(yàn)集成仿真，系統(tǒng)功能組成如圖1所示。

采用自下而上、由簡(jiǎn)入繁的方法，對(duì)簡(jiǎn)單零部件提供單獨(dú)裝配，而后再裝配上一級(jí)部件，在破碎部、截割部、牽引部和機(jī)架等采煤機(jī)4大部件組裝完成后，再進(jìn)行整機(jī)組裝。這樣既方便用戶深入認(rèn)識(shí)采煤機(jī)各層次結(jié)構(gòu)，又可在逐級(jí)裝配過(guò)程中，在開發(fā)環(huán)境中逐步隱藏部件內(nèi)部零件，以降低系統(tǒng)開銷。

2 技術(shù)方案

2.1 總體框架

將采煤機(jī)虛擬裝配試驗(yàn)系統(tǒng)分成軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩大部分。軟件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)各種所需求的功能，提供對(duì)硬件模塊和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的接口，并支持后續(xù)的擴(kuò)展；硬件系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)提供感官的感知和對(duì)系統(tǒng)的控制?？傮w框架如圖2所示。

2.2 軟件平臺(tái)

為實(shí)現(xiàn)總體方案，系統(tǒng)軟件平臺(tái)應(yīng)達(dá)到以下要求：

(1) 建立采煤機(jī)虛擬裝配試驗(yàn)平臺(tái)虛擬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)逼真場(chǎng)景效果、光照和紋理映射處理，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的沉浸感和真實(shí)感；

(2) 建立管理平臺(tái)，支持模塊拓展與集成，并實(shí)現(xiàn)模塊之間的動(dòng)態(tài)切換；

(3) 提供文件管理、模型選擇、立體顯示、硬件連接、自動(dòng)演示、路徑記錄及回放、協(xié)同裝配等菜單功能；

(4) 支持立體顯示并利用鍵盤實(shí)現(xiàn)其效果的微調(diào)；

(5) 確保軟硬件系統(tǒng)的集成性與兼容性，對(duì)軟件平臺(tái)、中央控制器、邊緣融合器、投影機(jī)、立體眼鏡及投影環(huán)幕進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試整合，實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境 的沉浸式被動(dòng)立體顯示。

圖2 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

基于以上軟件平臺(tái)技術(shù)要求，綜合考慮軟件的功能、應(yīng)用廣泛性、市場(chǎng)認(rèn)可度、對(duì)采煤機(jī)系統(tǒng)的適應(yīng)性等，系統(tǒng)開發(fā)方案的軟件選擇如下(見圖3)：

圖3 系統(tǒng)軟件開發(fā)方案

(1) 以Microsoft VisualStudio 2010為開發(fā)平臺(tái)；

(2) 使用UG軟件建立采煤機(jī)模型，并通過(guò)STL導(dǎo)入3DsMax建立場(chǎng)景環(huán)境，利用photograph完成對(duì)貼圖的修改，通過(guò)OSGExp插件將其都導(dǎo)入虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中；

(3) 系統(tǒng)的視覺模塊主要采用基于工業(yè)圖形標(biāo)準(zhǔn)(open graphic library，OpenGL)的三維渲染引擎(openScene graph，OSG)[10]實(shí)現(xiàn)模型的加載、場(chǎng)景的生成及交互、事件的響應(yīng)等場(chǎng)景管理功能，并選擇(Crazy Eddie′s GUI，Cegui)完成界面設(shè)計(jì)；

(4) 系統(tǒng)的聽覺模塊采用 OSG封裝跨平臺(tái)音效庫(kù)(open audio library，OpenAL)后生成的三維聲音庫(kù)osgAL；

(5) 系統(tǒng)的觸覺模塊采用自帶碰撞檢測(cè)系統(tǒng)的剛體動(dòng)力學(xué)庫(kù)(open dynamic engine，ODE)，并支持5DT數(shù)據(jù)手套(glove ultraSDK)和位置跟蹤器Patriot (oolhemusSDK)；

(6) 選擇 Windows下網(wǎng)絡(luò)編程規(guī)范 WindowsSockets實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)同裝配。

2.3 硬件設(shè)計(jì)

搭建采煤機(jī)虛擬裝配試驗(yàn)系統(tǒng)硬件平臺(tái)如圖4所示，主要硬件包括：柱面虛擬三維立體投影顯示系統(tǒng) 3DPS 5000、數(shù)字圖像邊緣融合校正系統(tǒng)VisionOne、柱面漫反射仿真投影幕 PowerWallSim120、智能中央控制系統(tǒng)、環(huán)繞音響、數(shù)據(jù)手套、立體眼鏡和位置跟蹤器等。

圖4 系統(tǒng)硬件設(shè)備組成

3 系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 系統(tǒng)開發(fā)流程

基于三維設(shè)計(jì)軟件UG建立采煤機(jī)模型，并通過(guò)格式轉(zhuǎn)換導(dǎo)入3DsMax中，對(duì)采煤機(jī)模型和裝配場(chǎng)景進(jìn)行渲染， 利用OSG官方提供的插件OSGExp將模型導(dǎo)成OSG可識(shí)別的格式(*.osg，*.ive)。然后在OSG中實(shí)現(xiàn)該裝配系統(tǒng)的主要功能，包括人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、立體顯示、圖形界面和碰撞檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)，最終將其發(fā)布，完成整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)。如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)開發(fā)流程圖

3.2 模型制作

為使采煤機(jī)模型能夠逼真地表現(xiàn)出來(lái)，本文將模型建模分為3個(gè)步驟：①幾何建模，主要建立所需裝配模型的幾何形狀；②物理建模，主要對(duì)幾何模型進(jìn)行顏色、材質(zhì)貼圖、光照等處理；③行為建模，主要處理虛擬模型的運(yùn)動(dòng)和行為描述。

3DsMax等藝術(shù)類軟件建立的模型一般很難達(dá)到機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)要求，不利于機(jī)械產(chǎn)品虛擬原型數(shù)據(jù)信息的提取，該類軟件也不適合對(duì)采煤機(jī)這種大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行集合建模，而UG等CAD軟件無(wú)法直接轉(zhuǎn)換成虛擬現(xiàn)實(shí)模型，需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換[11]。因此，基于優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，本文在UG中建立精模后利用3DsMax對(duì)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換和修改，以生成高質(zhì)量的虛擬模型[12]。

圖6 UG建立的采煤機(jī)模型

圖6為在UG中裝配完成的采煤機(jī)整機(jī)模型，之后選擇STL格式作為采煤機(jī)模型轉(zhuǎn)換格式，轉(zhuǎn)換后進(jìn)行幾何模型優(yōu)化、修復(fù)、渲染、烘培等技術(shù)處理，以增強(qiáng)系統(tǒng)的真實(shí)感，最終得到3DsMax中采煤機(jī)整機(jī)渲染效果圖，如圖7所示。

圖7 3DsMax中采煤機(jī)模型渲染效果圖

以上操作完成后，通過(guò) OSGExp插件將其導(dǎo)出成OSG可識(shí)別的osg或ive格式，利用OSG將模型調(diào)入虛擬裝配場(chǎng)景中完成系統(tǒng)所提供的各項(xiàng)功能。

3.3 立體顯示

基于雙目視差技術(shù)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的被動(dòng)立體顯示，包括以下3個(gè)方面內(nèi)容：①生成一對(duì)具有左右視差的圖像；②通過(guò)偏振等原理使用戶雙眼各看到一幅圖像信息；③經(jīng)過(guò)大腦視覺神經(jīng)融合，產(chǎn)生立體視覺效果。

本文采用OSG技術(shù)使采煤機(jī)虛擬裝配試驗(yàn)系統(tǒng)產(chǎn)生立體顯示效果，通過(guò) OSG 在osg::DisplaySettings類中對(duì)立體顯示的設(shè)置進(jìn)行封裝，通過(guò)setStereo(bool on)函數(shù)設(shè)置立體顯示的開關(guān)，并對(duì)立體顯示的效果進(jìn)行調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)立體顯示設(shè)置界面如圖8所示，肉眼觀察到的顯示效果如圖9所示?？梢钥闯鰣D中的模型顯示是模糊的，這是由于具有左右視差的兩幅圖像疊加所導(dǎo)致的，當(dāng)用戶戴上偏振眼鏡過(guò)濾融合后即可觀察到具有沉浸感的立體顯示效果。

圖8 系統(tǒng)立體顯示設(shè)置界面

圖9 肉眼觀察采煤機(jī)顯示效果(未配戴偏振眼鏡)

4 用戶界面與系統(tǒng)運(yùn)行

采用OSG與Cegui結(jié)合的方式創(chuàng)建系統(tǒng)操作界面，以便用戶根據(jù)需要與系統(tǒng)進(jìn)行交互，并通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊或使用快捷鍵完成相應(yīng)的指令。Cegui是一個(gè)自由免費(fèi)的GUI庫(kù)，在OSG程序中，Cegui相當(dāng)于一個(gè)Drawable，與OSG自身繪制一個(gè)球體沒有區(qū)別。在OSG主程序中通過(guò)addDrawable()函數(shù)將其加入OSG的場(chǎng)景繪制中去，實(shí)現(xiàn)OSG與Cegui的結(jié)合使用，如圖10所示。

系統(tǒng)總體界面如圖 11所示，通過(guò)主界面，可使用：鼠標(biāo)鍵盤、數(shù)據(jù)手套及位置跟蹤器等交互方式進(jìn)行虛擬裝配。

圖10 OSG與Cegui結(jié)合原理圖

圖11 采煤機(jī)虛擬裝配實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體界面

選擇了交互方式后，點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)入虛擬裝配交互界面，如圖12左上角所示，包括“文件”、“編輯”、“選擇模型”、“立體硬件”和“幫助” 5個(gè)菜單選項(xiàng)。界面設(shè)計(jì)將系統(tǒng)所有功能集成在一個(gè)菜單欄中，通過(guò)下拉菜單的形式繼承系統(tǒng)所有功能。菜單將系統(tǒng)能夠執(zhí)行的命令以階層的形式展示，置于系統(tǒng)畫面的最上面，其重要程度從左往右逐漸降低。

圖12 采煤機(jī)虛擬裝配交互界面

其中“文件”菜單主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的退出等操作，“編輯”菜單主要負(fù)責(zé)裝配時(shí)模型位置的重置、對(duì)所選擇的裝配部件進(jìn)行自動(dòng)演示、對(duì)裝配路徑的記錄回放，協(xié)同裝配的實(shí)現(xiàn)(見圖13)。

通過(guò)“選擇模型”菜單可選擇需要的采煤機(jī)部件來(lái)進(jìn)行裝配，“選擇模型”菜單是根據(jù)采煤機(jī)結(jié)構(gòu)拆分情況進(jìn)行分類的(見圖14)。

“立體硬件”菜單主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的立體顯示功能，“幫助”菜單主要對(duì)系統(tǒng)的操作方法進(jìn)行說(shuō)明(見圖15)。

圖13 編輯菜單主要功能

圖15 系統(tǒng)使用說(shuō)明

5 結(jié) 論

(1) 煤礦機(jī)械的特點(diǎn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)水平整體偏低，開發(fā)周期與試驗(yàn)和試用周期較長(zhǎng)。本文設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)在功能設(shè)計(jì)伊始，即以參與和幫助采煤機(jī)設(shè)計(jì)為目的，設(shè)計(jì)思路貫穿采煤機(jī)實(shí)際裝配過(guò)程與生產(chǎn)線，最終完成的系統(tǒng)功能完整，使用方便，可使用戶在虛擬環(huán)境下交互地對(duì)采煤機(jī)的各個(gè)部分進(jìn)行拆裝仿真。

(2) 相對(duì)于桌面電腦虛擬裝配系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在投影與顯示系統(tǒng)支持下，通過(guò)基于軌跡球的場(chǎng)景交互，基于鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)手套和位置跟蹤器的裝配交互等手段，實(shí)現(xiàn)了虛擬場(chǎng)景的全方位瀏覽，以及實(shí)現(xiàn)了對(duì)裝配模型的選擇、高亮、拖拽、裝配等，并基于OSG技術(shù)配合偏振眼鏡完成了場(chǎng)景立體顯示，大大提高了用戶的沉浸式體驗(yàn)和使用興趣。

(3) 采用VisualStudio 2010、OSG、Cegui、VC++等底層編程軟件進(jìn)行采煤機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)裝配系統(tǒng)開發(fā)，這些軟件功能完整、應(yīng)用廣泛、設(shè)計(jì)靈活，既能夠滿足用戶個(gè)性化要求、便于功能擴(kuò)展，又具有良好的適應(yīng)性，可以確保軟硬件系統(tǒng)的集成性與兼容性，可以很好地匹配機(jī)械裝備虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究。

(4) 結(jié)合UG與3DsMax的各自優(yōu)勢(shì)，在UG中建立采煤機(jī)CAD精確模型，后利用3DsMax對(duì)UG完成的基礎(chǔ)模型進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、模型修改和優(yōu)化渲染，結(jié)合OSG技術(shù)生成高質(zhì)量虛擬現(xiàn)實(shí)模型，是一種高效的虛擬現(xiàn)實(shí)模型制作方法。

[1] 劉檢華, 寧汝新, 姚 珺, 等. 面向產(chǎn)品全生命周期的虛擬裝配技術(shù)研究[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS, 2005, 11(10): 1430-1437.

[2] 李建廣, 夏平均. 虛擬裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[J].航空制造技術(shù), 2010, (3): 34-38.

[3] JayaramS, Connacher H I, Lyons K W. Virtual assembly using virtual-reality techniques [J]. Computer Aided Design, 1997, 8(29): 575-584.

[4] Rajan V N,Sivasubramanian K, Fernandez J E. Accessibility and ergonomic analysis of assembly product and jig designs [J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 1999, 23(5-6):473-487.

[5] Liverani A, Amati G, Caligiana G. A CAD-augmented reality integrated environment for assemblySequence check and interactive validation [J]. Concurrent Engineering: Research and Application, 2004, 12(1): 67-77.

[6] 劉曉暉, 萬(wàn)麗莉, 季 紅, 等. 基于中文語(yǔ)音交互的虛擬裝配技術(shù)研究[J]. 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào), 2014, 26(9): 2056-2061.

[7] 盧麗婷, 劉 林, 熊 巍. 基于單點(diǎn)式力反饋器的虛擬裝配研究[J]. 圖學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 35(2): 280-284。

[8] 張志賢, 劉檢華, 寧汝新. 虛擬裝配中基于多剛體動(dòng)力學(xué)的物性裝配過(guò)程仿真[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2013,49(5): 90-99.

[9] 夏平均, 姚英學(xué). 虛擬裝配的研究綜述與分析(II)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2008,40(6): 942-947.

[10] 肖 鵬, 劉更代, 徐明亮. OpenSceneGraph三維渲染引擎編程指南[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010: 1-25.

[11] Wang Qinghui, Li Jingrong, Wu Baoli, et al. Live parametric designModifications in CAD-linked virtual environment [J]. International Journal of AdvancedManufacturing Technology, 2010, 50(9-12): 859-869.

[12] 袁曉紅, 江 濤, 蘇楚奇, 等. 3dsmax多邊形模型向UG工程模型的轉(zhuǎn)換[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 28(5): 95-97.

Study on Virtual AssemblySimulationSystem of CoalShearer

Wang Xuewen1,2, Qin Yi2, Yang Xinyu2, pang Xinyu1, Yang Zhaojian1
(1.Shanxi Key Laboratory of FullyMechanized CoalMining Equipment, Taiyuan University of Technology, TaiyuanShanxi 030024, China; 2. Department of Design,Manufacture, and EngineeringManagement, University ofStrathclyde, Glasgow G1 1XQ,Scotland, UK)

Aimed at the virtual assembly application problems on coalMining equipment, a virtual assemblySimulationSystem was build on a type of electrical traction coalShearer under theSupport of virtual reality hardware equipments andSomeSoftwareSystems of VisualStudio 2010, OSG, Cegui and VC++. The functionalStructure, technologySolution and constructionMethod of the virtual assemblySystem were described in detail. TheSystem has fully functions, highly interactivity and immersive, and is easy to use. Aimed at the virtual realityModel processingMethod of theSystem, aMethod of building high-quality virtual realityModels combining UG with 3DsMax wasStudied. TheMethod firstly established accurate CADModels in UGSoftware, and theseModels were transformed andModified in 3DsMaxSoftware to establish the virtual realityModel. The artModels have poor accuracy and the engineering CADSoftware is difficult to generate virtual realityModels,So theMethods well remedy the above defects.

coalShearer; virtual reality; virtual assembly; virtualModel; 3D display

TD421

A

2095-302X(2015)02-0268-06

2014-08-05；定稿日期：2014-11-19

國(guó)家留學(xué)基金資助項(xiàng)目(201308140087)；山西省“十二五”科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(20111101040)；山西省基礎(chǔ)條件平臺(tái)資助項(xiàng)目(2014091016)；山西省高等學(xué)校創(chuàng)新人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(2014)

王學(xué)文(1979–)，男，山西長(zhǎng)治人，副教授，博士。主要研究方向?yàn)闄C(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、機(jī)械CAD/CAE等。E-mail：wxuew@163.com

楊兆建(1955–)，男，河北高陽(yáng)人，教授，博士。主要研究方向?yàn)闄C(jī)械現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、機(jī)械CAD/CAE、機(jī)械設(shè)計(jì)工況監(jiān)測(cè)與故障診斷、機(jī)械動(dòng)力學(xué)和摩擦學(xué)等。E-mail：yangzhaojian@tyut.edu.cn