CN110175367A - 一种轮胎虚拟拆装系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车维修技术领域,目的是提供一种轮胎虚拟拆装系统,包括主机、人机交互模块及VR展示件,人机交互模块、VR展示件均与主机电性连接;主机包括零件模型数据导入单元、零件三维模型生成单元、虚拟拆装平台及VR数据同步单元;零件三维模型生成单元用于调取零件模型数据导入单元存储的待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息并根据待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息生成待拆装零件的三维模型,零件三维模型生成单元内还设置有用于保存待拆装零件的三维模型的三维模型数据库;VR数据同步平台用于传输虚拟拆装平台的画面信息至VR展示件。本发明具有辅助学生快速掌握轮胎拆装工作的优点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车维修技术领域,具体涉及一种轮胎虚拟拆装系统及方法。
背景技术
汽车底盘维修是汽车运用与维修专业核心专业课程,而汽车轮胎拆装是汽车底盘维修中的重要目,同时,也是汽车维修实际工作中最常见的维修项目。所以,汽车轮胎拆装教学是汽车应用与维修专业的重要操作学习项目。
汽车轮胎拆装操作过程中,主要要注意工具使用的规范性,轮胎拆装的顺序,各轮胎上螺栓拆装的标准顺序和规范操作,举升汽车时的操作安全性,场地的整洁等。在教学中会因为操作工位的限制,不能保证每个学生都能有充分的时间反复训练,达到熟练的目的,所以有必要开发一种虚拟平台来展现这个过程,让学生可以在虚拟平台上进行轮胎拆装工作的反复操作、训练,达到熟练的程度。
发明内容
本发明目的在于提供一种轮胎虚拟拆装系统及方法,具有辅助学生快速掌握轮胎拆装工作的优点。
为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种轮胎虚拟拆装系统,包括主机、人机交互模块及VR展示件,所述人机交互模块、VR展示件均与所述主机电性连接;
所述主机包括零件模型数据导入单元、零件三维模型生成单元、虚拟拆装平台及VR数据同步单元;
所述零件模型数据导入单元用于存储待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息;
所述零件三维模型生成单元用于调取所述零件模型数据导入单元存储的待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息并根据待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息生成待拆装零件的三维模型,所述零件三维模型生成单元内还设置有用于保存待拆装零件的三维模型的三维模型数据库;
所述VR数据同步平台用于传输所述虚拟拆装平台的画面信息至VR展示件,所述VR展示件用于同步展示所述虚拟拆装平台的画面。
通过采用上述技术方案,操作人员通过人机交互模块控制零件模型数据导入单元用于存储待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息,并控制零件三维模型生成单元用于调取所述零件模型数据导入单元存储的待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息并根据待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息生成待拆装零件的三维模型,将待拆装零件的三维模型存储在三维模型数据库内。操作人员在虚拟拆装平台中使用待拆装零件的三维模型进行拆装工作,
优选的,所述零件模型数据导入单元包括CAD图纸预处理子单元、数据提取子单元及零件尺寸信息数据库;
所述CAD图纸预处理子单元用于读取待拆装零件的CAD图纸并滤除CAD图纸中的背景;
所述数据提取子单元用于提取待拆装零件的CAD图纸内关于待拆装零件的长度、宽度及高度等相关数据并保存为文档文件,并生成对应所述文档文件的脚本文件;
所述尺寸信息数据库用于保存待拆装零件的CAD图纸及脚本文件。
通过采用上述技术方案,三维软件读取待拆装零件的CAD图纸及脚本文件,自动生成待拆装零件的三维模型,从而达到减少操作人员建立拆装零件的三维模型的工作量的效果。
优选的,所述CAD图纸预处理子单元读取的待拆装零件的CAD图纸包括轮胎组成零件CAD图纸及拆装工具CAD图纸。
优选的,所述虚拟拆装平台为基于unity的虚拟平台,所述虚拟平台包括场景生成子单元、添加键、移动键、复制键、删除键;
所述场景生成子单元用于生成进行拆装的虚拟场景;
所述添加键用于调取所述三维模型数据库内的待拆装零件的三维模型,再利用AssetBundle对象对模型加载在虚拟场景中;
所述移动键用于利用unity自带的第一人称的模型,利用该模型中任务控制调用的待拆装零件的三维模型进行移动;
所述复制键采用unity的GameObject中的实例化函数可以对选定的待拆装零件的三维模型进行复制;
所述删除件用于采用unity的Destroy()函数可以对选定的待拆装零件的三维模型进行删。
优选的,所述VR数据同步单元包括VR场景建立子单元及场景渲染子单元,所述VR场景建立子单元根据所述虚拟拆装平台调用的待拆装零件的三维模型及待拆装零件的三维模型的位置信息建立VR场景,所述场景渲染子单元对分配材质球、贴图及灯光处理,在所述VR场景中指定需要捕获全景图的观测点,在所述观测点处对所述VR场景进行全景图渲染,并输出VR场景图。
优选的,所述VR展示件为VR眼镜,所述VR眼镜通过USB连接线与所述主机进行数据传输。
优选的,所述主机内还设置有拆装流程记录单元及拆装流程评分单元,所述拆装流程记录单元用于记录操作人员在所述虚拟拆装平台进行拆装的流程,所述拆装流程评分单元内设置有轮胎拆装标准流程,所述拆装流程评分单元用于将操作人员在所述虚拟拆装平台进行拆装的流程与轮胎拆装标准流程进行比较输出比较结果。
通过采用上述技术方案,拆装流程评分单元将操作人员在虚拟拆装平台进行拆装的流程与轮胎拆装标准流程进行比较,。
优选的,一种轮胎虚拟拆装系统及方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:根据多种类型的待拆装零件的二维图纸自动生成多个待拆装零件的三维模型,并建立三维模型数据库,将多个待拆装零件的三维模型保存在三维模型数据库中;
S2:操作人员在虚拟拆装平台上进行轮胎的拆装工作;
S3:使用VR数据同步平台传输虚拟拆装平台的画面信息至VR展示件, 使用VR展示件同步展示虚拟拆装平台的画面。
优选的,所述S1中具体包括以下步骤:
S11:读取待拆装零件的CAD图纸,并去除CAD图纸无用的文字及数据;
S12:提取CAD图纸内关于零件的长度、宽度及高度等相关数据并保存为文档文件,并生成对应文档文件的脚本文件。
综上所述,本发明的有益效果为:
1、本发明具有辅助学生快速掌握轮胎拆装工作的优点;
2、本发明设置有拆装流程记录单元及拆装流程评分单元,用于对操作人员的拆装流程进行评分,具有方便操作人员了解自己的操作熟练度的效果。
附图说明
图1为本发明的一种轮胎虚拟拆装系统的结构示意图;
图2为本发明的一种轮胎虚拟拆装系统及方法的流程示意图;
图3为本发明的一种轮胎虚拟拆装系统及方法中S1的流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1~3,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1,一种轮胎虚拟拆装系统,包括主机、人机交互模块及VR展示件,人机交互模块、VR展示件均与主机电性连接,本实施例中,人机交互模块包括鼠标、键盘及显示屏,VR展示件为VR眼镜,VR眼镜通过USB连接线与主机进行数据传输。
主机包括零件模型数据导入单元、零件三维模型生成单元、虚拟拆装平台及VR数据同步单元;零件模型数据导入单元用于存储待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息;零件三维模型生成单元用于调取零件模型数据导入单元存储的待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息并根据待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息生成待拆装零件的三维模型,零件三维模型生成单元内还设置有用于保存待拆装零件的三维模型的三维模型数据库;VR数据同步平台用于传输虚拟拆装平台的画面信息至VR眼镜,VR眼镜用于同步展示虚拟拆装平台的画面。
参照图,零件模型数据导入单元包括CAD图纸预处理子单元、数据提取子单元及零件尺寸信息数据库;CAD图纸预处理子单元用于读取待拆装零件的CAD图纸并滤除CAD图纸中的背景;数据提取子单元用于提取待拆装零件的CAD图纸内关于待拆装零件的长度、宽度及高度等相关数据并保存为文档文件,本实施例中,文档文件的格式为txt格式,并生成对应文档文件的脚本文件,本实施例中,脚本文件的格式为MAXScript脚本文件;尺寸信息数据库用于保存待拆装零件的CAD图纸及MAXScript脚本文件。本实施例中,零件三维模型生成单元采用3DMax软件读取待拆装零件的CAD图纸及MAXScript脚本文件生成待拆装零件的三维模型。
CAD图纸预处理子单元读取的待拆装零件的CAD图纸包括轮胎组成零件CAD图纸及拆装工具CAD图纸,本实施例中,轮胎组成零件CAD图纸包括车轮螺栓CAD图纸、轮毂CAD图纸、轮盘CAD图纸、轮盘CAD图纸及轮盘CAD图纸,拆装工具CAD图纸包括指针式扭力扳手CAD图纸及套筒CAD图纸。
虚拟拆装平台为基于unity的虚拟平台,虚拟平台包括场景生成子单元、添加键、移动键、复制键、删除键;
场景生成子单元用于生成进行拆装的虚拟场景;
添加键用于调取三维模型数据库内的待拆装零件的三维模型,再利用AssetBundle对象对模型加载在虚拟场景中;
移动键用于利用unity自带的第一人称的模型,利用该模型中任务控制调用的待拆装零件的三维模型进行移动;
复制键采用unity的GameObject中的实例化函数可以对选定的待拆装零件的三维模型进行复制;
删除件用于采用unity的Destroy()函数可以对选定的待拆装零件的三维模型进行删除。
操作人员通过人机交互模块中的鼠标、键盘及显示屏,调用三维模型数据库中的待拆装零件的三维模型,在虚拟拆装平台进行拆装工作。
VR数据同步单元包括VR场景建立子单元及场景渲染子单元,VR场景建立子单元根据虚拟拆装平台调用的待拆装零件的三维模型及待拆装零件的三维模型的位置信息建立VR场景,场景渲染子单元对分配材质球、贴图及灯光处理,在VR场景中指定需要捕获全景图的观测点,在观测点处对VR场景进行全景图渲染,并输出VR场景图。
主机内还设置有拆装流程记录单元及拆装流程评分单元,拆装流程记录单元用于记录操作人员在虚拟拆装平台进行拆装的流程,拆装流程评分单元内设置有轮胎拆装标准流程,拆装流程评分单元用于将操作人员在虚拟拆装平台进行拆装的流程与轮胎拆装标准流程进行比较输出比较结果。
参照图2,一种轮胎虚拟拆装系统及方法,包括以下步骤:
S1:根据多种类型的待拆装零件的二维图纸自动生成多个待拆装零件的三维模型,并建立三维模型数据库,将多个待拆装零件的三维模型保存在三维模型数据库中;
S2:操作人员在虚拟拆装平台上进行轮胎的拆装工作;
S3:使用VR数据同步平台传输虚拟拆装平台的画面信息至VR展示件, 使用VR展示件同步展示虚拟拆装平台的画面。
参照图3,S1中具体包括以下步骤:
S11:读取待拆装零件的CAD图纸,并去除CAD图纸无用的文字及数据;
S12:提取CAD图纸内关于零件的长度、宽度及高度等相关数据并保存为文档文件,并生成对应文档文件的脚本文件。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种轮胎虚拟拆装系统,其特征在于:包括主机、人机交互模块及VR展示件,所述人机交互模块、VR展示件均与所述主机电性连接;
所述主机包括零件模型数据导入单元、零件三维模型生成单元、虚拟拆装平台及VR数据同步单元;
所述零件模型数据导入单元用于存储待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息;
所述零件三维模型生成单元用于调取所述零件模型数据导入单元存储的待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息并根据待拆装零件的二维图形及零件的尺寸信息生成待拆装零件的三维模型,所述零件三维模型生成单元内还设置有用于保存待拆装零件的三维模型的三维模型数据库;
所述VR数据同步平台用于传输所述虚拟拆装平台的画面信息至VR展示件,所述VR展示件用于同步展示所述虚拟拆装平台的画面。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎虚拟拆装系统,其特征在于:所述零件模型数据导入单元包括CAD图纸预处理子单元、数据提取子单元及零件尺寸信息数据库;
所述CAD图纸预处理子单元用于读取待拆装零件的CAD图纸并滤除CAD图纸中的背景;
所述数据提取子单元用于提取待拆装零件的CAD图纸内关于待拆装零件的长度、宽度及高度等相关数据并保存为文档文件,并生成对应所述文档文件的脚本文件;
所述尺寸信息数据库用于保存待拆装零件的CAD图纸及脚本文件。
3.根据权利要求2所述的一种轮胎虚拟拆装系统,其特征在于:所述CAD图纸预处理子单元读取的待拆装零件的CAD图纸包括轮胎组成零件CAD图纸及拆装工具CAD图纸。
4.根据权利要求1所述的一种轮胎虚拟拆装系统,其特征在于:所述虚拟拆装平台为基于unity的虚拟平台,所述虚拟平台包括场景生成子单元、添加键、移动键、复制键、删除键;
所述场景生成子单元用于生成进行拆装的虚拟场景;
所述添加键用于调取所述三维模型数据库内的待拆装零件的三维模型,再利用AssetBundle对象对模型加载在虚拟场景中;
所述移动键用于利用unity自带的第一人称的模型,利用该模型中任务控制调用的待拆装零件的三维模型进行移动;
所述复制键采用unity的GameObject中的实例化函数可以对选定的待拆装零件的三维模型进行复制;
所述删除件用于采用unity的Destroy()函数可以对选定的待拆装零件的三维模型进行删除。
5.根据权利要求1所述的一种轮胎虚拟拆装系统,其特征在于:所述VR数据同步单元包括VR场景建立子单元及场景渲染子单元,所述VR场景建立子单元根据所述虚拟拆装平台调用的待拆装零件的三维模型及待拆装零件的三维模型的位置信息建立VR场景,所述场景渲染子单元对分配材质球、贴图及灯光处理,在所述VR场景中指定需要捕获全景图的观测点,在所述观测点处对所述VR场景进行全景图渲染,并输出VR场景图。
6.根据权利要求1所述的一种轮胎虚拟拆装系统,其特征在于:所述VR展示件为VR眼镜,所述VR眼镜通过USB连接线与所述主机进行数据传输。
7.根据权利要求1所述的一种轮胎虚拟拆装系统,其特征在于:所述主机内还设置有拆装流程记录单元及拆装流程评分单元,所述拆装流程记录单元用于记录操作人员在所述虚拟拆装平台进行拆装的流程,所述拆装流程评分单元内设置有轮胎拆装标准流程,所述拆装流程评分单元用于将操作人员在所述虚拟拆装平台进行拆装的流程与轮胎拆装标准流程进行比较输出比较结果。
8.一种轮胎虚拟拆装系统及方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:根据多种类型的待拆装零件的二维图纸自动生成多个待拆装零件的三维模型,并建立三维模型数据库,将多个待拆装零件的三维模型保存在三维模型数据库中;
S2:操作人员在虚拟拆装平台上进行轮胎的拆装工作;
S3:使用VR数据同步平台传输虚拟拆装平台的画面信息至VR展示件, 使用VR展示件同步展示虚拟拆装平台的画面。
9.根据权利要求8所述的一种轮胎虚拟拆装系统及方法,其特征在于,所述S1中具体包括以下步骤:
S11:读取待拆装零件的CAD图纸,并去除CAD图纸无用的文字及数据;
S12:提取CAD图纸内关于零件的长度、宽度及高度等相关数据并保存为文档文件,并生成对应文档文件的脚本文件。
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