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机械系统人机界面虚拟设计方法的研究

顾文艳  
【摘要】: 本文对机械系统人机界面的虚拟设计方法以及相关的关键技术进行了系统的研究和探索,将人工智能、面向对象技术、数据库技术等先进技术引入到人机界面的设计中,从而提高机械系统人机界面的设计水平。 论文首先提出了机械系统人机界面虚拟设计的概念,论述了机械系统人机界面虚拟设计软件系统的开发思想和方法,并对机械系统人机界面设计的关键技术进行了讨论。 论文的核心部分中,首先采用面向对象的方法分析了机械系统人机界面设计的特点,给出了设计知识、虚拟设计的对象(类)及其相互关系,并确定了该软件系统解空间的基本框架;其次,针对一般机械系统人机界面组成结构的特点,研究了用于描述机械系统人机界面的基于多重链表的存储结构和描述人体操纵动作的双向队列的数据处理方法,较好地解决了对于复杂机械系统人机界面的计算机描述问题,大大增加了用户在建造机械系统虚拟人机界面时的灵活性,而且从方法本身保证了设计的简单形式;第三,研究了机械系统人机界面设计中的用户输入元件的构造方法,用户在设计人机界面进行元件输入时只需选择类型、输入尺寸,即可方便地实现元件的建模;解决了元件布置的干涉检验问题。第四,综合应用面向对象的理论和技术,在以往研究成果的基础上,分析设计了一个嵌入于机械系统人机界面虚拟设计系统中的椭球体的三维人体模型,人体更加逼真,使设计更加合理。最后,采用VC++语言和三维图形设计库OpenGL,在基于Windows平台的PC机上开发了机械系统人机界面虚拟设计软件原型系统,并对该软件原型系统进行了初步验证,取得了比较满意的结果。 人机界面虚拟设计方法的研究成果使得在质上提高了计算机技术在机械系统人机界面设计中的应用层次,从量上扩大了计算机技术在机械系统人机界面设计中的应用范围,本课题的研究对高效高质地完成机械系统人机界面的设计任务具有一定的参考价值。


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