一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

    1、什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

    以現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用高科技手段形成逼真的味覺、嗅覺、觸覺、聽覺和視覺一體化的虛擬環(huán)境的技術(shù)就稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。用戶利用特殊的輸人/輸出設(shè)備，通過自然的方式和虛擬世界中的物體進(jìn)行相互影響，形成一種身臨其境的真實(shí)體驗(yàn)和感受。

    2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

    虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要具有想象性、交互性和沉浸性三大特點(diǎn)。

    所謂的想象性(Imagination)是指通過人的現(xiàn)象來形成虛擬的各種環(huán)境，與此同時這些想象也是設(shè)計者思想的一種體現(xiàn)，因此對實(shí)現(xiàn)特定的目標(biāo)有一定的作用。

    交互性(Interactivitv)是指人與虛擬世界之間以自然的方式進(jìn)行信息互動的過程。其特點(diǎn)包括虛擬環(huán)境中人機(jī)交互的實(shí)時性、人機(jī)交互的有效性、人的參與與反饋。

    沉浸性(Immersion)也叫做侵入性，是指用戶感覺被虛擬世界所包圍，全身心的置身于虛擬世界。其包括味覺沉浸、嗅覺沉浸、觸覺沉浸、聽覺沉浸、視覺沉浸、身體感覺沉浸等。

    3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程

    虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展一般可分為三個階段:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的探索階段(20世紀(jì)70年代之前);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)化、從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱秒A段(20世紀(jì)80年代初期至80年代中期);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)高速發(fā)展階段(20世紀(jì)80年代末期至21世紀(jì)初)。

    二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用

    1、虛擬設(shè)計(產(chǎn)品的布局設(shè)計外形設(shè)計)

    虛擬設(shè)計指的是把虛擬現(xiàn)實(shí)作為基礎(chǔ)把機(jī)械產(chǎn)品作為設(shè)計的手段，通過這樣的方式，利用多種傳感器使設(shè)計人員和多維信息環(huán)境進(jìn)行交互影響，從定量和定性兩個方面對復(fù)雜的環(huán)境進(jìn)行理性和感性的認(rèn)識，從面有助于創(chuàng)新和深化概念。虛擬設(shè)計主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的外形設(shè)計和產(chǎn)品的布局設(shè)計上。

    在傳統(tǒng)的汽車工業(yè)中,一般情況下開發(fā)或設(shè)計一輛汽車，需要經(jīng)過圖紙?jiān)O(shè)計、外形鑄模多次的評測修改等眾多步驟，并且還會花費(fèi)大量的時間與資金。而采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計與制造汽車不需要實(shí)體建模，簡化很多工序,并根據(jù)CAD和CAM程序所收集的有關(guān)汽車設(shè)計的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行仿真，極大地縮短了制造周期。

    而對于大多數(shù)工廠與車間設(shè)計中的物流系統(tǒng)、管道鋪設(shè)、機(jī)器布置等，都需要通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對其布局有個合理的設(shè)計，避免出現(xiàn)很多不合理的問題。

    2、虛擬裝配

    在機(jī)械制造的這個領(lǐng)域中，往往要將成千上萬的零件裝配到一起組成機(jī)械產(chǎn)品，然而機(jī)械產(chǎn)品的配合設(shè)計、可裝配性的錯誤，經(jīng)常要在最后的裝配時才能給發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的錯誤，從工廠和企業(yè)的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)都造成了巨大的損失。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬裝配-機(jī)械產(chǎn)品，產(chǎn)品設(shè)計的精度不同、形狀不同，所模擬的產(chǎn)品的裝配過程也是不同的，并且用戶可以通過交互的方式，對產(chǎn)品的模擬裝配過程進(jìn)行控制，從而檢查產(chǎn)品的設(shè)計和操作過程是否得當(dāng)，及時的發(fā)現(xiàn)裝配過程中所出現(xiàn)的問題，修改模型。

    3、機(jī)械仿真(機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)動仿真，機(jī)械產(chǎn)品的加工過程的仿真)

    對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所進(jìn)行的機(jī)械仿真，其包括有機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)動仿真和機(jī)械產(chǎn)品的加工過程的仿真。前者能夠有效發(fā)現(xiàn)并解決運(yùn)動構(gòu)件在運(yùn)動過程中可能的運(yùn)動干涉檢查、運(yùn)動范圍設(shè)計、運(yùn)動協(xié)調(diào)關(guān)系等問題，而后者則可通過仿真，預(yù)先發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計的加工方法、加工過程等方面的問題，通過修改設(shè)計或采取其他措施，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和工期。

    4、虛擬樣機(jī)

    機(jī)械產(chǎn)品的工作性能及質(zhì)量，往往通過最終樣機(jī)的試運(yùn)轉(zhuǎn)才發(fā)現(xiàn)的。但是此時所出現(xiàn)的很多問題都是沒有辦法改變的，修改設(shè)計就意味著全部或者是大部分的重新試制或報廢。用虛擬樣機(jī)取代傳統(tǒng)的硬件樣機(jī)來檢測機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和工作性能，可大大節(jié)約了新產(chǎn)品開發(fā)的時間與費(fèi)用，并能明顯地改善開發(fā)團(tuán)體成員之間的交流方式，審核最終產(chǎn)品。

    結(jié)語

    在現(xiàn)今的工程機(jī)械領(lǐng)域中、虛擬仿真技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，不僅能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高設(shè)計質(zhì)量。并且由于虛擬仿真技術(shù)的運(yùn)用使得企業(yè)的生產(chǎn)具有了快速的市場反應(yīng)能力和高度的柔性化，明顯增強(qiáng)了市場競爭力。在今后機(jī)械與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)系必將會變得更密不可分、而工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)也定會隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷完善與進(jìn)步發(fā)展得更加強(qiáng)大