基于VRML和Java的虚拟装配复杂控制的实现概要.docx

1、基于VRML和Java的虚拟装配复杂控制的实现概要第1期(总第158期2010年2月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &AU TOM A T I ON N o 11Feb 1文章编号:167226413(20100120024203基于V RM L 和J ava 的虚拟装配复杂控制的实现张本生,刘海光,黄波(海军潜艇学院,山东青岛266071摘要:详细研究了Scri p t 节点工作机制及其在Java 中的定义,以及实现复杂控制用到的Java Scri p t 类、事件类及方法,并对V RM L 、Java 间的通讯方式、编程实现进行了研究。最后

2、采用研究结果,实现了某典型部件的虚拟装配。关键词:V RM L ;Java ;虚拟装配中图分类号:T P 39119文献标识码:A 收稿日期:2009205213;修回日期:2009210213作者简介:张本生(19722,男,山东平度人,讲师,博士。0引言基于V RM L 的虚拟装配方法,是一种在计算机网络上实现异地跨平台协同直接预装配的方法,它能够恢复基础装配件和零部件的主要几何信息,使V RM L 在具有网络浏览功能的同时又具有可装配性。它能够准确地实现装配的约束,完成对异构CAD 系统生成的V RM L 模型完整装配操作,实现异地协同装配,且具有易于实现、计算效率高、计算误差小等优点。

3、但是V RM L 语言内插器节点计算功能薄弱,对于基于物理的动画缺乏描述能力,再加上其造型和动画都有一定的随意性,在动态仿真、科学计算可视化、虚拟装配等要求精确复杂控制的领域表现得不尽人意,限制了V RM L 在虚拟装配中的应用。本文就V RM L 与Java 程序结合实现虚拟装配中复杂控制的方法进行了研究,最后应用上面的研究成果实现了某部件的虚拟装配。1Scr ipt 工作机制及定义111Scri p t 节点工作机制研究Scri p t 节点工作机制见图1。它帮助Java 程序从V RM L 场景中获取字段并对数据进行操作。V RM L 代码和Java 代码是两个不同的模块,Scri p

4、t 节点可以将这两个模块有效地进行连接。当事件到达Scri p t 节点的even t In 事件入口,浏览器对事件在程序之间进行事件分配,程序根据它获取的特定事件信息展开工作,并返回计算结果,被加工的信息由Scri p t 节点的even tO u t 事件出口送出去。112Scri p t 节点定义Scri p t 节点定义如下:Scri p t #expo sedF ield M FString url #field SFBoo l D irectO ut FAL SE #field SFBoo l m ust Evaluate FAL SE #event In eventT ypeN

5、am e eventN am e #field fieldT ypeN am e fieldnam e initial V alue 其中:u rl 域值用来指定多个按照优先级区分的u rl 列表;D irectO u t 域用来通过设定真或假来说明程序脚本的输出是否受限制;m u st Evaluate 域用来通过设定真或假来制订脚本是如何进行求值的;field 、even t In 等用来定义u rl 域值显示的在Scri p t 节点和程序脚本之间的接口。图1Scri p t 工作机制2Java Scr ipt 类、事件类及方法211Java Scri p t 类、Even t 类的定义

6、Java程序要想访问V RM L场景中节点,首先要访问Scri p t节点。Java的V RM L类包定义了一个Scri p t 类,要对V RM L场景产生控制的Java程序都必须继承这一个类1。Scri p t类的定义如下:public abstract class Scri p t extends BaseN odepublic vo id initialize(; 程序脚本初始化时调用p ro tected final F ield getF ield(String fieldN am e; 获得一个接口域的句柄p ro tected final F ield getEventO ut

7、(String eventO utN am e; 获得EventO ut事件接口的句柄public vo id p rocessEvent(Event event; 程序脚本接收到一组事件,自动被调用public vo id shutdow n(; 程序被终止时被调用In itialize(方法用于程序脚本没有接收过任何事件,并且在其被第一次读入时初始化内部数据, getF ield(方法将in itialize(中的字段同外部Scri p t(中字段建立联系,p rocessEven t(Even t even t用于与外部事件建立联系,shu tdow n(方法用于清除程序终止时残留的东西

8、,如该脚本所创建的线程。事件类定义:class Eventpublic string getN am e(; 将Scri p t节点的一个event In字段作为字符串类返回public ConstSFF ieldgetV alue(; 返回一个V RM L字段的参考值,并将这个值赋给字段类的只读对象public double getT i m eStampp(; 用于捕获时间212Java字段类方法Java字段和它的子类用以下方法取值和赋值: getSize(返回每个多值字段的元素个数;getV alue(将V RM L类的值转化为Java类的值并返回;setV alue (value将Ja

9、va类型值转化为V RM L类型值,并在V RM L中设置;addV alue(value将Java类型值转化为V RM L类型值,并添加到最后一个元素后面; in setV alue(in t index,value从Java类型值转换为V RM L类型值,并插入到第Index个元素。3Scr ipt和Java间的通讯研究Scri p t和Java间的通讯包括从V RM L场景到Java 代码和Java程序对V RM L场景控制2,3。311从V RM L场景到Java场景中任一事件经路由传到Scri p t节点的even t In,浏览器会自动指向关于Scri p t节点的u rl字段,这

10、样Java代码就开始工作了。Java通过以下方法访问Scri p t节点的字段:F ield getF ield(string fieldnam e:调用这个方法返回一个名为fieldN am e的Scri p t节点字段的参考值。Con stSFBoo lgetV alue(:调用这个方法从Scri p t 节点获取even t In字段的布尔值。F ield geteven tO u t(String fieldnam e:调用这个方法能将返回even tO u tfield事件输出字段的参考值转化为相应的Java类。F ield geteven t In(string fieldnam

11、e:调用这个方法将返回even t Infield事件输出字段的值转换为相应的Java类。通过这些方法就可以实现数据从V RM L代码到达Java程序,下面代码实现了从V RM L到Java的通讯: #V RM L V2.0utf8T ansfo r mD EF A ssem Scri p t Scri p turl“T estScri p t.class”event InSFBoo l clickedfield SFString sceneEnt“A sseble”field SFF loat f8field SFN ode T heN ode U SE T SROU T E T S.cti

12、ve TO A ssem Scri p t.clickedi m po rt vr m l.3;i m po rt vr m l.field;i m po rt vr m l.node;public class T estScri p t extends Scri p tp rivae SFString c;p rivate SFF loat f;public vo id p rocessEvent(Event eConstSFBoo l v=(ConstSFBoo le.getV alue(;If(v.getV alue(C=(SFStringgetF ield(SceneEnt;F=(SF

13、F loatgetF ield(f;312Java程序对V RM L场景控制Java程序到V RM L场景控制方法,就是将Java程序从Scri p t节点处获取的事件经进一步的加工,再将在Java程序中实现了操作者逻辑的信息通过方法setV alue(反馈到Scri p t节点中,由Scri p t节点的even tO u t事件出口通过路由对场景进行控制,最终实现Java程序对V RM L场景的复杂控制。下面的代码实现了数据首先从V RM L到达Java 程序,Java程序通过代码实现操作者逻辑,最后由“c1setV alue(pu tting”方法通过路由实现了对V RM L 场景的控制

14、。#V RM L V2.0T ransfo r mpo siti on D EF vary Po siti onD EF touchm e TouchSenso rD EF Scri p ting Scri p turl“SetPo siti on.class”event In SFT i m e geteventO utSFPo sti on setpo siti onfield SFBoo l on FAL SEROU T E touchm e.is A ctive To start.enabledROU T E start.ti m e To scri p ting.getROU T E

15、 scri p ting.setpo siti on TO vary.po sti oni m po rt vr m l.3;i m po rt vr m l.field.3i m po rt vr m l.node.3;public class SetPo siti on extends Scri p tpublic vo id initialize(522010年第1期张本生,等:基于V RM L和Java的虚拟装配复杂控制的实现P rivate SFF loat f ;Public vo id p rocess Event (Event e c .setV aluded (newpo s

16、iti on ;4典型应用通过以上研究,实现了某部件的虚拟装配过程。图2为典型部件虚拟装配实现过程 。图2典型部件虚拟装配实现过程5结论本文研究了基于V RM L 和Java 的虚拟装配复杂控制,介绍了Scri p t 节点的工作机制及其在Java 中的定义;研究了复杂控制中用到的类事件及方法;研究了V RM L 和Java 的通讯及实现方法;最后实现了典型部件的虚拟装配。从研究的结果看,实现异地虚拟装配复杂控制是可行的。参考文献:1B ruce Eckel .Java 编程思想M .陈昊鹏,饶若楠,译.北京:机械工业出版社,2005.2萨日娜.基于V RM L 和Java 的虚拟装配技术J

17、.计算机辅助工程,2006,15(1:12214.3杜培富,刘衍聪,朱晓娟.基于V RM L 和Java A pp let 的虚拟装配平台的实现J .机械工程与自动化,2008(3:50251.Usi ng Java and VR ML to Ach ieve Com plicatedAction i n V irtual A ssem blyZHANG Ben -sheng ,L I U Ha i -guang ,HUANG Bo(N avy Subm arine A cadem y ,Q ingdao 266071,Ch ina Abstract :In th is paper ,base

18、d on the definati on and w o rk ing m echanis m of Scri p t node ,the Java Scri p t class ,events and functi onsw ere studied ,and the comm unicati on betw een V RM L and Java w as discussed in detail.A t last ,using the theo ry above ,the virtual assem bly of a typ ical part w as ach ieved .Key wor

19、ds :V RM L ;Java ;virtual assem bly(上接第23页图6数据收发操作试验截图5结束语R TL 8019A S 芯片具有性价比高、连接方便等特点,是进行嵌入式以太网设计时首选的控制芯片,本文利用单片机控制R TL 8019A S 来实现网络通信,主要解决了硬件电路连接和以太网驱动程序设计的问题。该方法在工业自动化系统、远程分散式设备控制、网络家电等方面具有广阔的应用前景。参考文献:1黄金生.构建基于以太网及Internet 技术的嵌入式W EB服务器D .天津:天津工业大学,2004:34237.2袁学文,庞辉肖.以太网控制器R TL 8019A S 工作原理及应

20、用J .电子质量,2003,5(4:34236.Application of RT L 8019AS i n the Ethernet Comm un icationM A Y ou -chun 1,2,L E IM i ng 1,L I J i n -m i ng 1(1.Key L ab on D ynam ic M easurem ent of the M inistry of Educati on of Ch ina ,N o rth U niversity of Ch ina ,T aiyuan 030051,Ch ina ;2.Instrum entScience and Pho

21、toelectricity Engineering Co llege,Beijing U niversity of A eronautics and A stronautics,Beijing 100191,Ch ina Abstract :T h is paper p resented a concrete i m p lem entati on schem e of the netw o rk comm unicati on betw een the M CU and Internet .F irstly ,it designed a hardw are circuit of the ne

22、tw o rk interface card ,then described each interface circuit (including the interface circuit betw een the M CU and the external data m emo ry ,the interface circuit betw een the M CU and ethernet contro ller in detail ,and then designed the co rresponding ethernet driver acco rding to the internal structure of the R TL 8019A S .F inally ,the co rrectness of the design w as verified by a si m p le transceiver experi m ent .Key words :Internet ;R TL 8019A S ;ethernet driver62机械工程与自动化2010年第1期