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在863课题(功能表面分解重构原理及应用)研究成果DARFAD基础上,本课题进一步研究探讨虚拟技术在概念设计中的应用技术。概念设计阶段的运动仿真,为设计者和客户提供交流平台,使其获得对产品更直观的认识,并能更早的发现设计中存在的不足,减少返修设计的时间,进而激发设计者的创新思维。 课题全面调研了国内外产品设计研究现状,分析了国内外对虚拟现实的研究,并对各种仿真进行阐述和比较,深入探讨了计算机辅助概念设计研究中存在的问题。 本文研究了DARFAD系统创新平台的功能以及模块结构,论述了分解重构理论、广义定位原理和生长型设计机理,给出了功能表面、功能模式等概念的定义,全面介绍了DARFAD系统下概念设计的生长型设计。 从DARFAD系统平台出发,结合虚拟现实技术,选择出适合DARFAD的VRML仿真平台。分析VRML仿真平台结合JAVA的两种方式,阐述EAI接口的通讯原理。介绍实现运动仿真的动画和编程控制两种控制方法。对VRML虚拟场景下的笛卡儿坐标的表示以及长度、角度、时间单位进行了阐述。建立了多轴转动的运动模型,以及了运动仿真中实现三维转动的编程实现方法。 围绕DARFAD概念设计中的运动表达,制定概念零件的运动协议格式,并设计运动仿真平台。结合设计要求开发出多用户交互仿真平台,对多用户平台下的网络安全问题进行研究并提出解决方案。对仿真运动中的碰撞问题进行研究,根据VRML环境特点,开发出VRML特有的碰撞检测流程。对运动仿真中的技术细节进行研究,使运动仿真达到最佳视觉效果。 最后,本文以数控机床工作台设计为例,对系统的生长型设计过程以及运动仿真进行了演示,验证了本文理论研究与技术实施的正确