某型舰炮拨弹机虚拟仿真训练维修系统的研究与开发

论文摘要

某型舰炮拨弹机的应用十分广泛,目前该型舰炮拨弹机的培训主要以文字描述和实物训练为主,培训方式方法比较落后。某型舰炮拨弹机虚拟仿真训练维修系统的研究能够将传统的培训方式信息化,满足了新军事变革的需求,对降低培训成本,节约培训资源,提高培训效率和质量具有十分重要的意义。目前某型舰炮拨弹机的培训主要存在着训练场地有限,训练时间不机动,训练设备不足和训练成本高效率低的问题。将虚拟仿真技术应用到某型舰炮拨弹机培训中能够很好的解决上述问题。为达到目的论文从拨弹机的基本零件信息出发,利用pro/e进行了基本零件和装配体建模；建立了拨弹机故障树模型；提出了基于受训人员对装备的熟练度的训练效果评价体系并建立了评价模型；对基于有向约束图的装配序列并行算法进行了改进,得到了拨弹机拆装序列的规划方法；利用pro/toolkit编程简化了pro/e系统装配操作步骤,为人机交互式拆装训练提供了技术保障；利用pro/e相关模块进行了工作原理动画制作并实现了拨弹机机构的装配和拆卸动画仿真；通过对pro/e进行二次开发生成了交互性良好的系统界面,并实现了拨弹机机构的交互式拆装训练。本文结合当前海军部队普遍使用的某型舰炮拨弹机的拆装和维修训练实际,通过分析该型舰炮拨弹机在人员培训过程中存在的问题,设计开发了一套可供训练人员虚拟仿真训练维修的系统。系统已经能够实现辅助教学功能；拆装过程和工作原理仿真动画的演示功能；人机交互式拆装训练并进行评价的功能；基本达到了某型舰炮拨弹机机构学习、动画演示和装备使用人员进行虚拟训练和维修的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作及组织形式
• 第2章 虚拟训练维修的基础理论
• 2.1 虚拟装配和虚拟维修的概念
• 2.2 虚拟装配与虚拟维修的关键技术
• 2.2.1 主要技术领域
• 2.2.2 关键技术
• 2.2.3 对仿真技术的要求
• 第3章 某型舰炮拨弹机系统的描述
• 3.1 某型舰炮拨弹机的组成
• 3.2 某型舰炮拨弹机的工作过程
• 3.3 拨弹机训练与维修对虚拟环境的要求
• 3.4 本章小结
• 第4章 虚拟仿真训练维修系统的建模
• 4.1 3D模型的建立
• 4.1.1 拨弹机机构的结构关系模型
• 4.1.2 3D模型的建立及简化
• 4.2 某型舰炮拨弹机故障树的建立
• 4.3 系统评价模型的建立
• 4.3.1 训练效果评价
• 4.3.2 装备的维修性评价
• 4.4 本章小结
• 第5章 虚拟仿真训练维修系统的关键技术及算法
• 5.1 拆装顺序规划
• 5.1.1 拆装顺序规划的方法
• 5.1.2 基于维修的拆装顺序的生成
• 5.2 拆装路径规划与干涉检查
• 5.2.1 零件的局部拆卸方向
• 5.2.2 路径规划方法
• 5.2.3 装配体的干涉检查
• 5.3 基于pro/e的一键装配技术
• 5.3.1 几何元素的命名
• 5.3.2 一键装配技术的实现
• 5.4 本章小结
• 第6章 虚拟仿真训练维修系统的设计与实现
• 6.1 虚拟仿真训练维修系统的总体设计
• 6.1.1 设计目标
• 6.1.2 框架结构
• 6.1.3 某型舰炮拨弹机的拆装流程
• 6.1.4 开发平台
• 6.2 系统界面
• 6.3 演示动画模块
• 6.4 训练模块
• 6.5 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果