基于虛擬維修仿真的發(fā)動(dòng)機(jī)航線可更換單元維修性驗(yàn)證研究

白則群 陳乃威 顧海健 盧婷婷 邵傳金

摘要：基于三維模型仿真平臺(tái)，對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件典型航線可更換單元（LRU）進(jìn)行虛擬維修仿真，通過可達(dá)性、可視性、維修姿態(tài)及操作空間分析，評(píng)估了目標(biāo)LRU維修性水平，初步建立了基于虛擬維修仿真的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)LRU維修性驗(yàn)證優(yōu)化流程，基于該流程，針對(duì)后續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)LRU維修性設(shè)計(jì)要求，持續(xù)優(yōu)化外部管路維修性設(shè)計(jì)過程。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；模型；LRU；維修性設(shè)計(jì)

Keywords：engine；model；LRU；maintainability design

0 引言

維修性設(shè)計(jì)分析與驗(yàn)證運(yùn)用維修性試驗(yàn)演示等分析手段發(fā)現(xiàn)維修性設(shè)計(jì)缺陷，對(duì)設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行維修性影響程度分析，進(jìn)而采取糾正措施改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特征并通過驗(yàn)證，是系統(tǒng)的維修性設(shè)計(jì)分析驗(yàn)證閉環(huán)過程。該項(xiàng)活動(dòng)的有效實(shí)施可為設(shè)計(jì)人員最終設(shè)計(jì)決策提供有力依據(jù)[1]。

依托虛擬仿真技術(shù)，上述活動(dòng)可有效規(guī)避制造滯后于產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)更改的客觀制約因素，避免設(shè)計(jì)資源的浪費(fèi)，有利于設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化。但該技術(shù)在國(guó)內(nèi)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用還處于起步階段，特別是基于虛擬維修仿真的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)航線可更換單元（LRU）維修性分析與驗(yàn)證流程尚不完善，無法對(duì)航發(fā)產(chǎn)品具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到正向迭代作用，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)維修性設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并行進(jìn)程，降低產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性。

本文針對(duì)某型民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件LRU進(jìn)行基于虛擬維修仿真的維修性分析與驗(yàn)證，并給出量化的分析結(jié)果，評(píng)估周圍管路布局對(duì)目標(biāo)LRU維修性水平的影響，為發(fā)動(dòng)機(jī)外部管路設(shè)計(jì)提供必要設(shè)計(jì)輸入。初步建立基于虛擬維修仿真的LRU維修性設(shè)計(jì)分析流程，隨著后續(xù)研制型號(hào)不斷迭代虛擬仿真維修性分析設(shè)計(jì)流程，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)外部管路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為降低航發(fā)產(chǎn)品航線維修時(shí)間提供一種解決思路。

1 基于虛擬維修仿真的維修性分析

1.1 虛擬維修仿真建模

虛擬維修仿真可為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)和評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)維修性及維修性工藝過程的支持環(huán)境，利用虛擬仿真維修技術(shù)構(gòu)建包含發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字樣機(jī)與維修人員三維人體模型的虛擬環(huán)境，并借助必要手段與虛擬環(huán)境中的維修對(duì)象進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)維修的模擬。主要包括虛擬維修樣機(jī)建模及維修過程建模。

1）虛擬維修樣機(jī)建模

虛擬維修樣機(jī)建模過程分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、樣機(jī)建模和樣機(jī)成熟三個(gè)階段，具體建模過程如圖1所示。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，提取CAD幾何數(shù)據(jù)和裝配關(guān)系等信息，同時(shí)初步建立仿真維修任務(wù)及過程描述。

樣機(jī)建模階段，CAD幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化及簡(jiǎn)化處理，完成虛擬樣機(jī)幾何建模，形成初步虛擬維修樣機(jī)。

樣機(jī)成熟階段，進(jìn)行維修拆卸過程建模、人機(jī)交互過程建模及相關(guān)應(yīng)用模型建模，輸出到虛擬維修仿真系統(tǒng)。

2）維修過程建模

在進(jìn)行維修過程建模時(shí)，維修人員憑借其對(duì)維修程序的理解、經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)觀察來完成具體的操作，并沒有包含關(guān)于維修性人員操作、零部件運(yùn)動(dòng)、工具使用的所有信息。正因?yàn)槿绱耍F(xiàn)有的虛擬仿真軟件還不能完成對(duì)最小步驟的仿真。為實(shí)現(xiàn)虛擬維修仿真，需要對(duì)維修過程進(jìn)行進(jìn)一步分解，在確保分解層次結(jié)構(gòu)最底層具有明確語義的同時(shí)，還能方便地通過軟件實(shí)現(xiàn)仿真。因此，須以最基本維修動(dòng)素為對(duì)象，針對(duì)不同維修過程進(jìn)行分解，形成維修過程清單，依據(jù)維修過程清單進(jìn)行維修仿真。

1.2 基于虛擬維修仿真的發(fā)動(dòng)機(jī)維修性分析技術(shù)

基于虛擬維修仿真的發(fā)動(dòng)機(jī)維修性分析技術(shù)包括對(duì)維修對(duì)象的可達(dá)性分析、可視性分析、維修人員操作空間分析、工作姿態(tài)分析和維修時(shí)間估算，通過以上分析技術(shù)給出分析評(píng)價(jià)結(jié)果和修改建議。

可達(dá)性分析是指實(shí)體可達(dá)性分析，是考慮維修人員在不同身體姿態(tài)和輔助手段條件下與維修對(duì)象發(fā)生直接或間接接觸的能力，主要采用打分法和指標(biāo)量化法進(jìn)行評(píng)判。可視性分析可根據(jù)人的生理視野區(qū)域特性建立可視錐進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可基于維修觀察部位，繪制可觀測(cè)角度的極限平面，通過截平面上顯示的可觀測(cè)角度來確定可視性好壞。維修操作空間分析是基于維修人員可能使用的工具、可能采用的維修姿態(tài)及維修對(duì)象的尺寸等相關(guān)要求，對(duì)維修過程中是否發(fā)生干涉進(jìn)行評(píng)判，主要分析方法包括干涉與碰撞分析法[4]和指標(biāo)量化法。工作姿態(tài)分析的內(nèi)容是判斷維修人員能否處于最佳作業(yè)姿勢(shì)、運(yùn)用最佳作業(yè)動(dòng)作進(jìn)行維修作業(yè)，主要采用快速上肢分析（RULA）、OWAS法[2]。維修時(shí)間估算采用沉浸式仿真時(shí)間、MTM仿真時(shí)間和人工輸入時(shí)間等方式對(duì)各維修動(dòng)素進(jìn)行估算，并按照具體任務(wù)串并聯(lián)方式進(jìn)行統(tǒng)一加權(quán)得出總的估算時(shí)間。

1.3 基于虛擬維修仿真的發(fā)動(dòng)機(jī)維修性分析流程

借助基于虛擬維修仿真方法進(jìn)行與設(shè)計(jì)相關(guān)的維修性分析與評(píng)定工作時(shí)，應(yīng)符合相關(guān)維修方案、使用與維修環(huán)境、人員技術(shù)水平和維修級(jí)別等方面的約束與要求。虛擬維修分析工作的實(shí)施流程如圖2所示[3]，主要包括：

1）分析任務(wù)的確定，依據(jù)具體的維修性分析對(duì)象，確定維修性分析的目的、類別、項(xiàng)目；

2）維修場(chǎng)景建模，建立包含維修性分析對(duì)象、維修工具、地面設(shè)備、維修人員的維修場(chǎng)景，并建立維修工具庫(kù)；

3）維修可視性分析，通過遍歷虛擬人的位置和姿態(tài)，分析維修過程是否滿足可視性要求，若無法滿足，反饋到設(shè)計(jì)部門，建議設(shè)計(jì)更改；

4）維修可達(dá)性分析，通過遍歷虛擬人的位置和姿態(tài)，分析維修過程是否滿足可達(dá)性要求，若無法滿足，反饋到設(shè)計(jì)部門，建議設(shè)計(jì)更改；

5）人員姿態(tài)舒適度判定，分析工作姿態(tài)的合理性，遍歷虛擬人的身體姿態(tài)和位置，在滿足可達(dá)性的前提下，尋找符合人體正常生理特征的姿態(tài)，若人體舒適度極差，反饋到設(shè)計(jì)部門，建議設(shè)計(jì)更改；

6）人員施力判定，分析施力是否超過人體極限，若施力超過人體極限，反饋到設(shè)計(jì)部門，建議設(shè)計(jì)更改；

7）其他維修性指標(biāo)分析，對(duì)維修任務(wù)進(jìn)行維修時(shí)間估算，若有不符合指標(biāo)的，反饋到設(shè)計(jì)部門，建議設(shè)計(jì)更改；

8）分析結(jié)果輸出，通過對(duì)維修過程的分析，輸出維修性分析與評(píng)估結(jié)果。

2基于虛擬維修仿真的發(fā)動(dòng)機(jī)LRU維修性驗(yàn)證評(píng)價(jià)及優(yōu)化

基于虛擬維修仿真的維修性驗(yàn)證與評(píng)價(jià)的主要作用，是通過在一定的虛擬環(huán)境下對(duì)產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)進(jìn)行維修，分析、評(píng)價(jià)產(chǎn)品維修性的好壞，并及時(shí)將這些信息反饋給產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員，便于產(chǎn)品維修性的改進(jìn)和提高，同時(shí)，這一過程還可以用于產(chǎn)品維修性設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制，從而改善當(dāng)前維修性設(shè)計(jì)流程。

2.1發(fā)動(dòng)機(jī)典型LRU件虛擬維修仿真

通過基于三維模型的虛擬仿真平臺(tái)process simulate，對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn)件航線可更換單元LRU進(jìn)行虛擬維修仿真，仿真內(nèi)容包括維修環(huán)境建模及導(dǎo)入和維修過程仿真。

1）維修環(huán)境建模及導(dǎo)入

首先，獲取相似機(jī)型的維修任務(wù)信息，包括維修拆裝工步和所需時(shí)間等。提取某型發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn)件CAD模型和相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)CAD幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化及簡(jiǎn)化處理，將整機(jī)及工具模型轉(zhuǎn)化為可供虛擬維修軟件讀取的 JT格式，經(jīng)過處理的三維模型如圖3所示。其次，將發(fā)動(dòng)機(jī)、維修設(shè)備及維修人員模型JT格式導(dǎo)入虛擬維修仿真平臺(tái)，形成初始的虛擬維修環(huán)境。

2）維修過程仿真

在進(jìn)行過程仿真時(shí)，通過虛擬人基本動(dòng)作的組合如抓取、放下、行走等，可以完成所需的所有維修動(dòng)作，也可以編輯人體的局部姿態(tài)，調(diào)整頭部、軀干、四肢等各個(gè)自由度，形成維修過程仿真。

基于軟件對(duì)某型整機(jī)試驗(yàn)件伺服燃油加熱器、燃滑油散熱器和N1轉(zhuǎn)速傳感器等典型LRU件進(jìn)行虛擬維修過程仿真，以伺服燃油加溫器拆卸為例，主要分為以下四步：

第一步：拆卸燃油進(jìn)出口管，首先拆卸燃油進(jìn)口管兩端螺母，其次移出燃油進(jìn)口管，隨后拆除燃油出口管一端螺母和另一端法蘭壓板，最后移出燃油出口管；

第二步：拆除滑油進(jìn)出口管，首先拆卸滑油進(jìn)口管一端法蘭和另一端卡箍，其次移出滑油進(jìn)口管，隨后拆除滑油出口管一端法蘭并松開另一端三通頭，最后移出滑油出口管；

第三步：拆卸支架，首先拆除固定支架卡箍的螺栓，隨后移出支架；

第四步：拆下伺服燃油加溫器，首先抓取伺服燃油加熱器，隨后移出伺服燃油加熱器。

2.2 基于虛擬維修仿真的發(fā)動(dòng)機(jī)典型LRU件維修性分析

1）可達(dá)性分析

依據(jù)表1所示的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，通過包絡(luò)球的覆蓋范圍判斷維修人員在整個(gè)拆裝過程中手臂可以到達(dá)的邊界。若目標(biāo)零部件在包絡(luò)球內(nèi)，則可達(dá)性良好；若在包絡(luò)球邊緣，則可達(dá)性差；若在包絡(luò)球外，則不可達(dá)。

采用包絡(luò)球?yàn)榉治鍪侄危承驼麢C(jī)試驗(yàn)件伺服燃油加熱器仿真拆卸過程中可達(dá)性分析：

a. 燃油進(jìn)出口管拆卸全過程中，目標(biāo)零件（燃油進(jìn)口管、外套螺母、90°彎頭、環(huán)槽螺母、法蘭壓板、燃油出口管等）均在包絡(luò)球范圍內(nèi)，評(píng)分為1，可達(dá)性良好；

b. 在滑油進(jìn)出口管拆卸全過程中，目標(biāo)零件（滑油進(jìn)口管、法蘭、卡箍、堵頭等）均在包絡(luò)球范圍內(nèi)，評(píng)分為1，可達(dá)性良好；

c. 在支架拆卸全過程中，目標(biāo)零件（支架、螺母、卡箍等）均在包絡(luò)球范圍內(nèi)，評(píng)分為1，可達(dá)性良好；

d. 在拆下伺服燃油加熱器的全過程中，伺服燃油加熱器在包絡(luò)球范圍內(nèi)，評(píng)分為1，可達(dá)性良好。

2）可視性分析

依據(jù)表2所示的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，通過確定人眼生理視野區(qū)域，得到人眼視線的可視錐，根據(jù)維修部位在可視錐中的分布位置對(duì)維修部位的可視性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

采用視錐法對(duì)某型整機(jī)試驗(yàn)件伺服燃油加熱器仿真拆卸過程進(jìn)行可視性分析：

a. 燃油出口管拆卸過程中，拆卸法蘭壓板時(shí)，法蘭壓板受遮擋嚴(yán)重，評(píng)分為8，可視性較差；

b. 滑油進(jìn)出口管拆卸過程中，未出現(xiàn)零件遮擋現(xiàn)象，且各目標(biāo)零件均被包絡(luò)于視錐內(nèi)，評(píng)分為1，可視性良好；

c. 支架拆卸過程中，螺母受遮擋，無法看到，但通過調(diào)整姿態(tài)可避免，評(píng)分為3；

d. 伺服燃油加熱器移出過程中，評(píng)分為1，可視性良好。

3）操作空間分析

根據(jù)維修過程中維修人員（整體或某部位）及所持工具設(shè)備是否與給定操作空間發(fā)射碰撞干涉，對(duì)操作空間充裕程度進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，參考表3所示的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。

采用碰撞干涉分析法進(jìn)行分析，若出現(xiàn)干涉，則標(biāo)紅。某型整機(jī)試驗(yàn)件伺服燃油加熱器仿真拆卸過程中操作空間分析：

a. 在燃油進(jìn)口管拆卸過程中，虛擬人手部與導(dǎo)管、支架發(fā)生干涉，通過手臂調(diào)整可以避免干涉發(fā)生，評(píng)分為3；

b. 在燃油出口管拆卸過程中，人手與四處導(dǎo)管均發(fā)生干涉，扳手與“燃油泵和液壓機(jī)械裝置”發(fā)生干涉，且無法通過手臂調(diào)整避免，評(píng)分為8；

c. 在滑油進(jìn)口管拆卸過程中，扳手與導(dǎo)管發(fā)生干涉，通過手臂角度適當(dāng)調(diào)整可以避免干涉發(fā)生，評(píng)分為3；

d. 在滑油出口管拆卸過程中，人手與三處導(dǎo)管、球形導(dǎo)管接頭和堵頭等均發(fā)生干涉，扳手與法蘭發(fā)生干涉，且無法通過手臂調(diào)整避免，評(píng)分為8；

e. 在對(duì)支架固定螺母進(jìn)行拆卸過程中，虛擬人手與支架、兩處導(dǎo)管、卡箍和三通接頭發(fā)生干涉，通過手臂角度適當(dāng)調(diào)整也無法避免干涉發(fā)生，評(píng)分為8；

f. 在對(duì)支架進(jìn)行移出過程中，虛擬人手與導(dǎo)管、伺服燃油加熱器發(fā)生干涉，無法通過姿態(tài)調(diào)整避免干涉發(fā)生，評(píng)分為3，建議更改支架構(gòu)型或位置；

g. 在對(duì)伺服燃油加熱器進(jìn)行移出時(shí)，伺服燃油加熱器與燃滑油散熱器之間顯示干涉，通過姿態(tài)調(diào)整，可以避免干涉發(fā)生，評(píng)分為3。

4）維修姿態(tài)分析

采用快速上肢分析（RULA）或OWAS法，對(duì)拆裝過程的各維修姿態(tài)進(jìn)行打分。

以O(shè)WAS法為例，通過對(duì)5位數(shù)的姿態(tài)編碼進(jìn)行解析，自動(dòng)生成行動(dòng)等級(jí)分?jǐn)?shù)（Action Category，AC）如表4所示，并通過顏色顯示判斷維修姿勢(shì)是否屬于正常或有害姿勢(shì)。

以RULA法為例，通過對(duì)維修姿態(tài)左右半身包括上臂、前臂、手腕、手腕扭轉(zhuǎn)、頸部、軀干和腿進(jìn)行打分，并綜合肌肉狀態(tài)（Muscle Use）和負(fù)荷分值（Force Use）加權(quán)，通過圖4和圖5所示表格進(jìn)行打分。分值越高，姿態(tài)舒適度越差，改進(jìn)緊迫程度越高。

采用RULA和OWAS法，對(duì)某型整機(jī)試驗(yàn)件伺服燃油加熱器仿真拆卸過程姿態(tài)分析：

a. 燃油進(jìn)出口管拆卸過程中，CA評(píng)級(jí)為1，維修姿態(tài)無需進(jìn)行調(diào)整；

b. 滑油進(jìn)出口管拆卸過程中，CA評(píng)級(jí)為1，維修姿態(tài)無需進(jìn)行調(diào)整；

c. 以O(shè)WAS法為例，支架拆卸過程中，CA評(píng)級(jí)為1，維修姿態(tài)無需進(jìn)行調(diào)整；以RULA法為例，支架拆卸過程中，左右半身最高評(píng)分為6，主要是頸部評(píng)分較高，可通過調(diào)整頸部姿態(tài)改善維修姿態(tài)；

d. 以O(shè)WAS法為例，伺服燃油加熱器移出過程中，CA評(píng)級(jí)為1，維修姿態(tài)無需進(jìn)行調(diào)整；以RULA法為例，伺服燃油加熱器移出過程中，左右半身最高評(píng)分為4，可通過調(diào)整手腕部姿勢(shì)改善維修姿態(tài)。

2.3 基于虛擬維修仿真的發(fā)動(dòng)機(jī)典型LRU件維修性評(píng)價(jià)及驗(yàn)證

針對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件伺服燃油加熱器基于虛擬維修仿真的維修性分析結(jié)果：

1）伺服燃油加熱器拆卸全過程中，可達(dá)性良好；

2）燃油出口管下端的法蘭壓板處受遮擋較多，可視性較差，且在拆卸時(shí)人手與周圍部件干涉較多，無法通過姿態(tài)調(diào)整改善可視性及干涉現(xiàn)象，建議重新布局接口和管路；

3）伺服燃油加熱器和燃滑油散熱器連接支板處的固定螺栓可視性較差，但通過姿態(tài)調(diào)整可以改善；

4）伺服燃油加熱器和燃滑油散熱器連接支板螺母拆卸和支板移出過程中，均出現(xiàn)無法避免的干涉現(xiàn)象，建議更改構(gòu)型及位置。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，得出針對(duì)伺服燃油加熱器的結(jié)論：

1）伺服燃油加熱器燃油出口管路連接HMU端口處的法蘭壓板，徒手可從后部勉強(qiáng)伸入，但攜帶工具進(jìn)行拆卸存在較大困難；

2）經(jīng)驗(yàn)證，伺服燃油加熱器與燃滑油散熱器連接處固定卡箍的支板不存在無法取出的現(xiàn)象；

3）伺服燃油加熱器連接滑油進(jìn)出口管處右側(cè)螺母使用工具拆卸困難，遮擋較多，需采用萬向棘輪扳手結(jié)合套筒進(jìn)行拆卸。

通過基于虛擬維修仿真評(píng)價(jià)及實(shí)地驗(yàn)證，將某型發(fā)動(dòng)機(jī)典型LRU維修性設(shè)計(jì)水平反饋至設(shè)計(jì)部門，并進(jìn)行迭代，實(shí)現(xiàn)了維修性設(shè)計(jì)流程的實(shí)施及維修性增長(zhǎng)。

通過上述基于虛擬維修仿真的維修性分析方法，建立基于虛擬維修仿真的維修性分析及評(píng)價(jià)驗(yàn)證流程，并在后續(xù)機(jī)型的研制中進(jìn)行迭代，不斷優(yōu)化LRU周圍管路維修性設(shè)計(jì)過程。

3 總結(jié)

通過虛擬維修仿真平臺(tái)，對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)件典型航線可更換單元進(jìn)行了維修仿真，基于可達(dá)性、可視性、維修姿態(tài)及操作空間分析和實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果，評(píng)估了伺服燃油加熱器的維修性水平，初步建立了基于虛擬維修仿真的民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)LRU維修性驗(yàn)證流程，并基于該流程，對(duì)標(biāo)后續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)LRU維修性設(shè)計(jì)水平，不斷優(yōu)化外部管路維修性設(shè)計(jì)過程。

在后續(xù)維修性設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，需要考慮維修任務(wù)時(shí)間的預(yù)計(jì)，結(jié)合任務(wù)動(dòng)素串并聯(lián)方式，采用MTM時(shí)間估算法或基于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的人工輸入法，對(duì)維修時(shí)間進(jìn)行評(píng)估，從定量方面改進(jìn)LRU的維修性設(shè)計(jì)水平，實(shí)現(xiàn)維修性增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1] LV Chuan. Maintainability Design Analysis and Verification [M]. Beijing：National Defense Industry Press，2012.

[2] GUO Bozhi. Maintainability engineering of Civil Airplanes [M]. Beijing：Aviation industry Press，2018.

[3] HAO Jianping. Methods and Technologies for Virtual Prototype Based Maintainability Engineering [M]. wuhan：Wuhan University of Technology Press，2016.

[4] KALLMANN M，AUBEL A，ABACI T，et al. Planning collision-free reaching motions for interactive object manipulation and grasping [J]. Computer Graphics Forum，2003，22（3）：313-322