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硕士论文-基于VRML的典型机构在网络上交互式展示的研究，共97页，42297字
摘 要
本文分析了当今技术发展对产品展示环境设计的影响，提出了以虚拟信息模型为核
心的互动式环境模型。在分析了基于 Internet 的虚拟现实技术的基础上，特别研究了实
现网上互动展示环境设计的相关技术，如：VRML、CAD 系统、ASP 技术等。总结了
构建交互式机械产品网上互动展示环境设计的方法和过程，为设计结果的异地评估提供
一种有效的方法和途径。
凸轮机构和齿轮变速箱都是典型的传动机构，对它们设计制造的研究一直是机构领
域的研究热点。本文以凸轮机构和齿轮变速箱两个典型机构为例，介绍了机械产品在网
上展示环境的设计过程，研究了机构模型的三维建模、虚拟装配、仿真运动和控制、网
络集成等问题，主要做了以下工作：
首先分析并比较了利用 VRML 和 CAD 软件建模和装配的方法。在建模部分简单介
绍了模型的格式转换、单位设置、材质设置和模型优化的方法。在装配部分对机构作了
简单的结构分析，根据其运动特点进行装配。然后研究了机构仿真运动和控制的实现方
法。在仿真运动控制部分，介绍了机构的工作原理，并且利用 VRML 自身的传感器节
点和插值器节点实现机构的简单运动，利用 VRML 提供的内置接口 Script 节点通过
JavaScript 和 VRMLScript 编程实现比较复杂的运动和控制。最后开发网站，实现机构
在网上的交互式展示。由于机构零件模型比较多，需要用到数据库。本文在微软 IIS 的
网络平台上，采用 Access 后台数据库+ASP 服务器端程序+客户端 IE 浏览器精练实用的
组合实现对机构的异地查询和操作。
关键词：VRML；虚拟现实技术；典型机械传动机构；交互式展示环境；运动仿真；模
型数据库；ASP 技术
目 录
摘要..... Ⅰ
英文摘要........... Ⅱ
1 绪论... 1
1.1 问题的提出.. 1
1.2 研究现状与意义........ 2
1.2.1 虚拟现实技术在机械领域的应用与研究现状 ............. 2
1.2.2 研究意义... 5
1.3 研究内容和技术路线图.......... 6
2 基本技术简介. 8
2.1 VRML 虚拟现实建模语言简介 ............ 8
2.1.1 VRML 的概念 ......... 8
2.1.2 VRML 的文件结构 . 9
2.1.3 VRML 的创建和浏览 ......... 10
2.2 计算机辅助设计 CAD 技术简介 ....... 11
2.2.1 CAD 系统组成 ...... 12
2.2.2 常规设计与 CAD 设计过程比较 .... 12
2.2.3 典型 CAD 软件介绍 .......... 13
2.3 本章小结.... 14
3 机构零件的三维建模. 15
3.1 凸轮机构的三维建模............ 15
3.1.1 凸轮机构的参数及轮廓曲线设计... 15
3.1.2 基于 AutoCAD 凸轮机构三维建模 17
3.2 齿轮变速箱各零件的三维建模.......... 17
3.2.1 齿轮变速箱的参数............. 17
3.2.2 基于 Pro/ENGINEER 齿轮变速箱各零件的三维建模............. 19
3.3 三维模型的格式转换以及材质、单位设置 .... 25
3.3.1 模型的格式转换... 25
3.3.2 模型的优化........... 26
3.3.3 模型的材质设置... 27
3.3.4 模型的单位设置... 28
3.4 本章小结.... 30
4 机构的虚拟装配......... 31
4.1 VRML 相关节点介绍 ............ 31
4.2 凸轮机构的装配...... 31
4.3 齿轮变速箱的装配.. 33
4.3.1 齿轮变速箱的结构分析..... 33
4.3.2 齿轮变速箱的虚拟装配..... 34
4.4 本章小结.... 37
5 机构仿真运动和控制的添加... 38
5.1 VRML 实现交互功能的方式 38
5.2 凸轮机构仿真运动的添加.... 39
5.2.1 推杆运动规律分析............. 39
5.2.2 凸轮机构的工作原理......... 40
5.2.3 用 VRML 内部传感器和插补器实现凸轮机构的运动............ 41
5.2.4 用 VRML 的 Script 节点实现凸轮机构的运动.......... 44
5.2.5 联动凸轮组合机构虚拟仿真运动的添加 ..... 47
5.3 齿轮变速箱运动和控制的添加.......... 52
5.3.1 齿轮变速箱的工作原理..... 52
5.3.2 齿轮变速箱在空档位置时的运动... 55
5.3.3 控制齿轮变速箱运动的换档杆....... 56
5.3.4 齿轮变速箱换档时的控制及运动... 57
5.3.5 传递动力齿轮的表示......... 63
5.3.6 换档杆与用户相对位置的控制....... 63
5.4 本章小结.... 64
6 网站开发....... 66
6.1 技术简介.... 66
6.1.1 Web 服务器 IIS...... 66
6.1.2 后台数据库 Access ............ 67
6.1.3 ASP 网站开发技术 68
6.1.4 ASP 访问数据库方式.......... 68
6.2 机构交互式展示网站的实现 70
6.2.1 网页设计. 70
6.2.2 零件模型数据库的建立..... 70
6.2.3 ASP 访问零件模型数据库.. 71
6.2.4 实现效果. 74
6.3 本章小结.... 76
7 结论及展望... 77
7.1 全文总结.... 77
7.2 不足之处和展望...... 77
参考文献........... 79
致谢..... 82
导师组意见....... 83
学位论文独创性声明及学位论文版权使用授权书............. 84