试论数字媒体技术中的虚拟现实设计在农业机械设计的应用
导读：在对数字媒体技术的分析和认识中，硕士毕业论文范文本文以虚拟现实设计为研究的论点进行了阐述，并就这项技术在农业机械设计中的重要作用提出了探讨。
1农机的虚拟现实设计流程
1．1总体设计
1．1．1农机总体设计的人机工程学目标农机总体设计的人机工程学目标是在深入研究人、机和环境3个要素各自性能及特征的基础上，从全系统的整体性能出发，应用系统论、控制论和优化论对系统进行优化。
1．1．2农机人机系统的组成农机人机系统的组成如图2所示。在操作过程中，机器将信息通过听觉、触觉和嗅觉感觉器官传输给人，人将信息通过中枢神经进行处理，然后指挥手脚等运动器官操纵机器。由此可见，人机系统是一个闭合的系统。
1．1．3农机总体设计的人机工程学指导原则一是工作空间和工作设备的设计，包括与身体尺寸有关的设计，有关身体姿势、肌力和身体动作的设计，有关信号、显示器和控制器的设计;二是工作环境设计，包括工作场所的大小、通风、气候条件、照明、颜色、声学环境、振动与冲击以及辐射等;三是工作过程设计，应该注意避免劳动超载和负载不足，以保证农机使用者的健康和安全，保证顺利和便于完成工作。
1．1．4农机总体设计的人机系统程序
人机系统程序如图3所示。该程序包括分析用户需求，明确设计对象的功能要求以及系统的任务、目标、使用的环境条件，构建系统功能框架，进行运动功能分配、结构布局设计以及控制功能设计，研究人与机的合理分工，进行人、机与环境各要素的确定。分析构成系统各要素特性及约束条件，如人的最大操作力、人的作业效率、容易导致疲劳以及能量消耗等因素。利用人机工程学标准对系统的方案进行评价，选出合理的评价方法，对农机系统进行安全性、高效性、可靠性、完整性及经济性等方面的综合评价，最终确定设计对象的总体设计方案以及各个主要部件的设计方案。
1．2模型构建工业设计人员从分析解决农机产品整体性能及其相关问题的角度出发，利用CAD等数字媒体技术系统所提供的各种零部件的物理信息及其几何信息，在计算机上定义零部件间的约束关系，并对机械系统、控制系统和排气系统在内的多体动力学分析，毕业论文范文建造出产品的整体数字模型。建模时，必须根据模型的准确性、真实性、安全性、经济性和是否满足人机工程学等准则去评价模型。在涉及人机智能结合时，应满足人机工作任务按最大最小原则分配［6］。所谓最大最小原则，是指minΣβihEih=A－maxΣβicEic，βihi=1。其中，A，Eih和Eih分别为任务的
1．3 CAD向3DS MAX的图形转换在CAD中对各个零件的剖面图建模，然后将数据转换到3DS MAX中进行虚拟样机外型设计和动画制作。通常将DWG文件导入(Import)为3DS文件格式，通过拉伸(extrude)等命令建模。建模时注意分段次数越大越光滑，但段数不能太大，以免影响计算机运行速度。
1．4系统仿真与测试、评估与优化通过嵌入人机工程评价系统，基于运动学和生理学等模拟人的使用方式，实现实时评价体系，包括工作地环境布局、试验人体测量学的辨识、工作地的精确姿态图和服务分析等方面。以建立的数字模型为基础，在数字模型中添加各种仿真信息和数据后建立完整的仿真模型，包括结构仿真、运动仿真及加工仿真模型等。对完成的虚拟样机设计进行分析与效果评估，针对产品在投入使用后的各种工况进行仿真，分析其运动和受力情况，对产品多种设计方案进行测试和评估，观测并试验各组成部分的相互运动情况，预测产品的整体性能。若最终仿真结果不能满足要求，则将反馈信息返回进行方案调整，或者返回进行设计参数修正和改进，以使最终设计能满足用户所要求的性能并顺利投产［7］。农业机械虚拟现实设计应考虑操作的舒适性。在振动的评价方面，国际标准化组织提出的《人对手传动暴露的测量和评价指南》(ISO/DIS 5349)规定:每班接触振动时间以4h计，不足4h者以4h等量频率计权加速度表示;如果接振时间不足4－8h，则不论是否连续接振，均按表1所示的校正系统进行加权计算后评价。
表1中系数为各频带范围4－8h容许接触界限的倍数。根据接触时间，对应图3相应的局部振动评价曲线进行评价。图4中的1～5是不同修正系数时的容许界限。3结语进入21世纪，信息和知识的高速发展要求制造企业以最短的产品开发时间(Time)、最优的产品质量(Quality)、最低的成本和价位(Cost)、最优的服务(Service)、最清洁的环境(Environment)、快速的市场适应性(Flexibility)—TQCSEF来盈得用户和市场，实现可持续快速发展［8］。实现这一目标要求人们将制造技术与飞速发展着的系统科学、计算机科学、虚拟现实和人工智能等有机融合，形成全新概念的具有信息化、自动化、智能化和敏捷化等特点的基于数字媒体技术的虚拟设计技术。应用3DS MAX和CAD进行农业机械产品虚拟设计，不仅能实现产品工作状态的模拟，而且可以进行虚拟装配和动态干涉检查，使设计过程更加直观合理，提高了设计质量，缩短了设计周期，减少了试验费用，并且便于通过网上的虚拟漫游来介绍和推销产品，展现产品形象，提高产品的市场竞争力。
摘要:在传统的农业机械产品设计中，手绘设计不够精确和真实，同时设计进度缓慢，返工和修改工作量大，而基于数字媒体技术及人机工程学的虚拟现实设计具有高效、快捷、直观、网络化和资源易于共享等特点。设计师们通常使用CAD和3DS MAX进行虚拟现实设计，毕业论文用CAD对零部件截面进行建模，用3DS MAX进行零件及外型建模、产品效果图、虚拟装配和机构运动动画仿真，形成全新概念的具有信息化、自动化、智能化和敏捷化等特点的现代虚拟现实设计技术。
关键词:农业机械;虚拟现实设计;数字媒体技术;人机工程学
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