迈烁科技是瑞士Force Dimension公司力反馈产品的中国区授权经销商,从事力反馈的销售、培训及系统开发,为国内的力触觉、虚拟机器人、机器人遥操作及医疗机器人等领域的客户提供服务。
从汽车设计过程中衍生出来的虚拟油泥模造型技术,已经推广到各类工业产品的设计中,设计人员利用虚拟现实技术实现产品外形的设计。虚拟现实技术使创作者的创作灵感得到了充分的发挥。由于力反馈技术的加入油泥造型被赋予了真实感。通过虚拟现实技术创作者,可以实现刮削、填补、挂补等操作流程。
力反馈模型的创建是根据刮削的力反馈因子计算得到的反馈力再由反馈因子计算得到反馈力与填补力。我们可以通过弹性有限元模型建立油泥模的力反馈仿真模型。
填补力度的模拟 与传统油泥模的涂抹材料类似,虚拟油泥模填补根据虚拟的位置在模型上添加油泥材料。填补过程力反馈仿真模型认为,虚拟工具在填补油泥的过程中产生的反馈力与填补材料的体积有关,可以通过填补过程中油泥的被填补量来计算出产生的反馈力。
刮补力模拟根据刮补操作过程的特点, 刮补操作就是综合了刮削和填补两个操作, 将去除材料与填补材料集于一体的造型方法, 其作用就是在刮削油泥的同时又能起到填补虚拟油泥的作用。 该方法能够有效地简化虚拟 油泥造型的操作过程, 使设计师对油泥模型的修改更 加方便。 由于刮补操作是刮削与填补两个操作的叠 加, 因此在计算其反馈力时, 先分别利用上述公式计 算刮削和填补反馈再计算这两种力的合力得到刮补过程反馈力。 力反馈系统的建立为了将力反馈技术应用到虚拟油泥造型系统, 实现虚拟油泥造型过程中反馈力的输出, 将造型系统中的力反馈模块分为图形场景和力觉场景, 开发了基于力反馈技术的虚拟油泥造型系统。
刮补力模拟根据刮补操作过程的特点, 刮补操作就是综合了刮削和填补两个操作, 将去除材料与填补材料集于一体的造型方法,其作用就是在刮削油泥的同时又能起到填补虚拟油泥的作用。该方法能够有效地简化虚拟油泥造型的操作过程,使设计师对油泥模型的修改更加方便。
当设计人员移动力反馈设备终端时, 图形场景能够实时获取设备终端位置信息, 并将位置信息传递给虚拟油泥造型系统进行造型,构造工具扫描体,进行布尔运算,完成虚拟操作。 力觉场景工具库建立, 根据基于体素刮削率的力反馈仿真模型, 在造型过程中计算反馈力, 并实时输出。 形场景建立 使用力反馈设备进行虚拟油泥造型, 需要建立与其对应的图形场景。 力反馈模块中图形场景建立在虚 拟油泥造型系统的基础上, 同时需要各响应模块之间 相互协调配合。 基于图形库建立现有的虚拟油泥造型系统的虚拟场景,以获取的设备位置信息作为造型工具的相关信息,刷新工具位置,建立力反馈模块中的图形场景,设置响应函数, 使图形场景具有使 用力反馈设备进行交互操作的功能。
力觉场景建立 进行虚拟油泥力反馈造型时, 系统根据体素刮削率计算反馈力并输出。 因此, 需要建立与之相对应的 力觉场景。 因为简化的弹性理论模型不能满足虚拟油泥造型 技术的要求, 所以在引入力反馈技术的过程中, 采用了基于体素刮削率的力反馈仿真模型。 在响应函数中创建反馈力仿真模型, 在造型过程中实时获取造型工具采样时间Δt内产生的体素刮削率,计算造型反馈力,并对造型反馈力进行实时输出。