基于VR技术的设备拆装系统设计

胡 畔，姜 睐，李依桐

（1.东北电力大学 输变电技术学院，吉林 吉林132012；2.北京邮电大学 计算机学院，北京 100876）

0 引 言

由于机电产品价格昂贵、设计精密，对实物的设备拆装实训不易开展。传统的设备拆装实训教学一般是通过指导教师在图纸、模型上的原理讲解与实物演示相配合完成，其缺点是实训互动性不强，受训者缺乏参与体验和主动探索的积极性，而且拆装过程中的某些重要细节不易展示，实训活动存在一定的局限[1]，效果不理想。

基于虚拟现实技术（VR：Virtual Reality）的设备拆装实训系统可在虚拟环境中对设备拆装过程进行演示和虚拟操作，从而帮助受训人员掌握设备构造、拆装规程等方面的知识，为实物拆装实训提供必要的补充和准备，并辅助相关理论知识的理解和实践技能的形成，提高学习兴趣与动力，为培养空间思维能力、实践动手能力、创新能力和工程意识提供帮助。

在虚拟设备拆装系统环境中，可以使用各类交互设备（如：数据手套、位置跟踪器和力反馈操作设备等）模拟真实环境中对设备零部件的各类拆装操作[2]。系统提供实时的碰撞检测、装配约束处理、装配路径指示等功能规范操作过程，受训者可以随时停止拆装活动，通过可视化的装配过程对设备部件进行多角度、近距离观察，并参加零部件拆装序列验证和规划等；拆装结束后，系统记录拆装过程的所有信息，并生成评审报告、视频录像等，进而验证拆装操作的正确与否，以便发现在拆装过程中存在的问题，及时进行修改，从而避免实物拆装实训中对设备造成不可挽回的损坏。……