摘要
在复杂产品拆装的过程中，由于结构复杂、拆装难度大，单纯看指导书没有直观的拆装印象，效率低且容易出现安全问题。结合虚拟现实技术提升了拆装训练的立体感、沉浸感，但在实际拆装的过程中，认知需要转移，虚拟环境与现实环境存在着隔阂，欠缺触觉反馈、力反馈。混合现实是将虚拟世界与真实世界进行融合，可以与现实世界进行交互，实际结合到拆装操作中，在拆装过程中给予导引信息。本文针对传统拆装及虚拟现实拆装导引存在的不足，以单缸柴油发动机为实验对象，以Unity引擎为开发工具，借助 HoloLens2 眼镜，开展面向复杂产品的混合现实智能拆装导引技术研究。本文的主要研究内容如下： （1）对混合现实拆装导引系统所运用到的技术和理论进行分析，对单缸柴油发动机拆装过程中遇到的问题进行调研，分析用户需求，归纳总结用户模型，提出设计目标。 （2）设计开发一套混合现实智能拆装导引系统，系统包含零件认知、结构原理和拆装导引，建立多模态交互操作，手势、语音和凝视交互结合，适用于拆卸过程中的不同需求。首先进行模型定位，将虚拟的模型信息匹配叠加到真实的拆装环境中，零件认知和结构原理模块讲解了拆装对象的相关知识，拆装导引模块结合语音、文字提示，给出实时的导引信息，按照虚拟模型动画显示出的拆装路径、旋转方向进行拆装。同时设计开发虚拟现实拆装导引系统作为辅助，搭建实验室场景，设计虚拟拆装的交互逻辑和功能，模拟真实拆装。 （3）开展拆装对比实验，分别为混合现实导引、虚拟现实导引和指导书导引拆装，记录导引前后两次拆装的客观数据和用户的主观数据，对导引系统的可用性进行验证。实验结果表明：在混合现实技术导引下，用户获得了更直观的学习方式和导引信息，明显提高了拆装效率和减少了失误次数。
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