第1章　概述001
1.1　虛擬現(xiàn)實設(shè)計簡述001
1.1.1　虛擬現(xiàn)實技術(shù)001
1.1.2　虛擬設(shè)計005
1.1.3　機械產(chǎn)品設(shè)計007
1.2　虛擬現(xiàn)實設(shè)計的意義009
1.2.1　目的009
1.2.2　意義010
1.3　國內(nèi)外相關(guān)研究概述011
1.3.1　國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)研究動態(tài)011
1.3.2　國內(nèi)外機械產(chǎn)品虛擬現(xiàn)實設(shè)計研究動態(tài)013
1.4　主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)018

第2章　VR模型構(gòu)建技術(shù)020
2.1　模型調(diào)研與分析020
2.2　基于CAD軟件的建模021
2.3　基于藝術(shù)設(shè)計軟件的建模024
2.4　模型資源庫下載和導(dǎo)入模型025
2.5　機械產(chǎn)品虛擬現(xiàn)實模型資源庫026
2.6　模型構(gòu)建方法與技術(shù)對比分析030

第3章　VR場景構(gòu)建技術(shù)031
3.1　場景需求與CAD模型031
3.1.1　場景需求031
3.1.2　CAD模型033
3.2　模型修補技術(shù)033
3.3　模型轉(zhuǎn)換技術(shù)036
3.4　模型導(dǎo)入042
3.5　位置布置042
3.6　場景渲染技術(shù)043
3.6.1　模型的渲染043
3.6.2　場景渲染043
3.6.3　粒子制作理論044
3.6.4　粒子系統(tǒng)設(shè)置045
3.6.5　后期屏幕渲染特效046
3.6.6　天空盒系統(tǒng)047
3.6.7　光照模擬與遮擋剔除048
3.7　場景構(gòu)建方法與技術(shù)對比分析049

第4章　VR裝配設(shè)計技術(shù)051
4.1　虛擬裝配技術(shù)概述與功能規(guī)劃051
4.1.1　虛擬裝配的定義051
4.1.2　虛擬裝配的特征051
4.1.3　虛擬裝配的分類053
4.1.4　虛擬裝配的構(gòu)成053
4.1.5　功能規(guī)劃054
4.2　裝配序列與路徑規(guī)劃技術(shù)057
4.2.1　破碎部裝配序列058
4.2.2　截割部裝配序列059
4.2.3　牽引部裝配序列060
4.3　裝配模型操縱技術(shù)062
4.3.1　模型的選擇063
4.3.2　模型的重置066
4.4　路徑記錄與回放技術(shù)067
4.4.1　路徑記錄067
4.4.2　路徑回放068
4.5　自動定位約束技術(shù)069
4.6　虛擬裝配人機交互子系統(tǒng)072
4.6.1　技術(shù)路線072
4.6.2　虛擬手模型的建立073
4.6.3　位置跟蹤器和數(shù)據(jù)手套的關(guān)系建立078
4.6.4　虛擬手裝配操作079
4.6.5　基于虛擬手的裝配交互實現(xiàn)086
4.7　網(wǎng)絡(luò)協(xié)同裝配技術(shù)086
4.7.1　工作流程086
4.7.2　基于WindowsSockets的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同裝配087
4.7.3　具體實現(xiàn)流程088
4.8　裝配系統(tǒng)設(shè)計與集成089
4.8.1　基于UG的采煤機虛擬裝配系統(tǒng)總體設(shè)計089
4.8.2　系統(tǒng)集成094

第5章　VR運動仿真設(shè)計技術(shù)096
5.1　運動仿真總體思路096
5.2　采煤機運動仿真096
5.2.1　采煤機姿態(tài)解析096
5.2.2　采煤機虛擬聯(lián)動實現(xiàn)097
5.2.3　采煤機虛擬記憶截割方法099
5.3　液壓支架運動仿真103
5.3.1　液壓支架姿態(tài)解析103
5.3.2　液壓支架虛擬現(xiàn)實運動求解104
5.3.3　液壓支架虛擬聯(lián)動實現(xiàn)109
5.4　刮板輸送機運動仿真111
5.4.1　刮板輸送機姿態(tài)解析111
5.4.2　刮板輸送機彎曲段計算111
5.4.3　刮板輸送機虛擬聯(lián)動實現(xiàn)112
5.5　如何規(guī)劃產(chǎn)品的運動仿真115

第6章　VR多設(shè)備配套運動仿真技術(shù)116
6.1　配套運動仿真技術(shù)概述與規(guī)劃116
6.2　多設(shè)備配套運動軟件實現(xiàn)方法117
6.3　綜采工作面工藝分析與三機虛擬協(xié)同整體思路117
6.3.1　綜采工作面工藝分析117
6.3.2　三機虛擬協(xié)同整體思路118
6.4　液壓支架群協(xié)同119
6.4.1　液壓支架相互感知與記憶姿態(tài)方法119
6.4.2　液壓支架群協(xié)同運動實現(xiàn)125
6.5　采煤機與刮板輸送機協(xié)同126
6.5.1　采煤機與刮板輸送機進刀姿態(tài)耦合方法126
6.5.2　采煤機和刮板輸送機聯(lián)合定位定姿方法136
6.5.3　采煤機與刮板輸送機協(xié)同運動實現(xiàn)149
6.6　采煤機與液壓支架群協(xié)同150
6.6.1　采煤機與液壓支架群動作耦合策略150
6.6.2　采煤機與液壓支架群速度匹配計算151
6.6.3　采煤機與液壓支架群協(xié)同運動實現(xiàn)152
6.7　液壓支架與刮板輸送機協(xié)同153
6.7.1　液壓支架推移油缸解析模型153
6.7.2　液壓支架與刮板輸送機彎曲段協(xié)同與速度協(xié)同153
6.7.3　液壓支架與刮板輸送機協(xié)同運動實現(xiàn)161

第7章　VR虛實雙向映射技術(shù)163
7.1　綜采工作面裝備數(shù)字孿生理論163
7.1.1　數(shù)字孿生理論介紹163
7.1.2　綜采工作面裝備與DigitalTwins融合164
7.2　傳感器布置與感知信息獲取165
7.2.1　采煤機傳感器布置與位姿信息獲取165
7.2.2　液壓支架傳感器布置與位姿信息獲取166
7.2.3　刮板輸送機傳感器布置與位姿信息獲取167
7.2.4　傳感信息數(shù)據(jù)的二次融合和修正167
7.3　實時交互通道接口關(guān)鍵技術(shù)168
7.3.1　多軟件實時耦合策略168
7.3.2　分布式協(xié)同的驅(qū)動模式171
7.4　虛擬環(huán)境下綜采工作面三機虛擬重構(gòu)與監(jiān)測172
7.4.1　虛擬環(huán)境下綜采裝備單機驅(qū)動方法172
7.4.2　采運裝備協(xié)同仿真與實時數(shù)據(jù)驅(qū)動172
7.4.3　支運裝備協(xié)同仿真與實時數(shù)據(jù)驅(qū)動174
7.4.4　液壓支架群協(xié)同仿真與虛擬驅(qū)動174
7.5　虛擬環(huán)境下綜采工作面三機反向控制175
7.5.1　綜采裝備單機動作控制設(shè)計175
7.5.2　綜采裝備自適應(yīng)控制和協(xié)同控制186
7.5.3　基于GUI的虛擬控制面板設(shè)計196
7.5.4　虛擬系統(tǒng)與PLC數(shù)據(jù)通信198

第8章　VR人機交互技術(shù)201
8.1　VR人機交互技術(shù)概述與規(guī)劃201
8.2　基于HTCVive的機械產(chǎn)品人機交互技術(shù)202
8.2.1　基于HTCVive的全景虛擬現(xiàn)實漫游技術(shù)202
8.2.2　基于HTCVive的機械產(chǎn)品巡檢培訓(xùn)技術(shù)207
8.3　基于Kinect的機械產(chǎn)品人機交互技術(shù)219
8.3.1　基于Kinect體感交互的機械產(chǎn)品虛擬操縱技術(shù)219
8.3.2　基于Kinect體感交互的機械產(chǎn)品虛擬巡檢技術(shù)230

第9章　基于Web的VR網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技術(shù)243
9.1　VR網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述與規(guī)則243
9.2　ActiveX控件技術(shù)244
9.2.1　編寫OSG-ActiveX控件244
9.2.2　服務(wù)器端控件發(fā)布244
9.2.3　客戶端環(huán)境配置245
9.3　基礎(chǔ)界面設(shè)計245
9.4　后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計247
9.5　公共服務(wù)版設(shè)計248
9.5.1　選擇視頻錄制軟件248
9.5.2　選擇播放的格式248
9.5.3　網(wǎng)絡(luò)播放代碼與效果測試249
9.5.4　多視角播放249

參考文獻251