电子轨迹曲线图库系统关键技术及其应用研究

发布时间：2017-09-30 15:25

  本文关键词：电子轨迹曲线图库系统关键技术及其应用研究

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【摘要】：机械产品广泛的应用于制造业、工程施工、人们生活等领域，机构作为机械产品的核心，承担着运动传递、变换与复杂运动规律实现的作用。因此，机构的设计是机械产品创新的关键。在机构创新中，经常会遇到轨迹生成机构的设计问题，即综合能实现期望轨迹曲线的连杆机构运动尺寸，其中，间接机构综合法需要应用连杆曲线图谱。另外，机电产品外观造型由形态、色彩、材质与图饰等元素构成，其中几何形态常用特征曲线表示。连杆曲线与产品造型轮廓特征线都是平面封闭曲线，而且数量巨大。针这类曲线的共性特征，，本文提出建立电子轨迹曲线图库系统，以实现对这类曲线的计算机辅助管理与应用。主要研究内容如下： （1）论文在分析机构轨迹分析与轨迹生成机构研究与应用现状的基础上，详细分析了非均匀采用时，轨迹曲线几何特征谱、两条轨迹曲线几何特征匹配度和几何形状相似度的求解方法，通过实例比较了它们度量轨迹曲线形状的特点。 （2）对构建的机构连杆曲线数学模型，应用MATLAB编程技术开发了机构动态仿真系统。应用仿真曲线、轨迹曲线几何特征谱的非均匀采样法，对连杆曲线进行离散，以获得能反映曲线形状的有限个（不小于20个）离散点坐标，并由此确定曲线形状几何特征谱，为构建电子轨迹曲线图库奠定基础。 （3）分析了应用图像处理技术提取轮廓曲线的特点，对于以图片形式给出的期望轨迹曲线，提出了应用MATLAB图像处理工具箱提取其轮廓曲线，以及其离散点坐标，进而确定其几何特征谱，以供与其它轨迹曲线形状的比较。 （4）应用Microsoft SQL Server2008数据库和MATLAB编程技术，根据连杆曲线图谱对四杆机构目标轨迹的总结，对于生成大量的轨迹曲线，按照其几何特征进行分类，设计与开发了电子轨迹曲线图库系统。 （5）基于电子轨迹曲线图库系统，设计开发轨迹生成机构设计原型系统。该系统应用机构间接综合法，即在电子轨迹曲线图库中检索与期望轨迹曲线相似的连杆曲线，通过直接观测，确定出最相似连杆曲线及其对应机构基本参数。作为近似解，以人机交互的方式微调机构基本参数，仿真检验其形状特征，直到获得满足精度为止。 最后，通过实例验证所开发的电子轨迹曲线图库系统与应用其实现的轨迹生成机构设计原型系统的可行性与有效性。
【关键词】：连杆曲线 几何特征值 图像处理 电子轨迹曲线图库 轨迹生成机构
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 机构轨迹生成理论研究9-12
• 1.2.2 机构轨迹分析的研究现状12
• 1.2.3 图像轮廓提取研究现状12-14
• 1.3 论文研究目的与内容14-16
• 1.3.1 研究目的14
• 1.3.2 研究内容14
• 1.3.3 论文结构安排14-16
• 第二章 轨迹曲线的特征分析方法16-34
• 2.1 原始轨迹生成方法16-18
• 2.1.1 设定参数16
• 2.1.2 目标函数16-17
• 2.1.3 约束条件及其参量取值17
• 2.1.4 曲柄摇杆机构连杆轨迹曲线生成17-18
• 2.2 机构轨迹分析方法18-24
• 2.2.1 轨迹曲线分析方法概述18-19
• 2.2.2 基于最大几何特征谱的非均匀采样轨迹分析法19-24
• 2.3 机构轨迹曲线特征值的计算及其应用24-33
• 2.3.1 曲柄摇杆机构连杆曲线的仿真24-26
• 2.3.2 连杆曲线特征值的计算26-28
• 2.3.3 两条轨迹曲线几何特征匹配度及其应用28-32
• 2.3.4 两条轨迹曲线的相似度计算32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 期望轨迹曲线特征获取技术34-43
• 3.1 期望轨迹曲线的图像处理34-38
• 3.2 期望轨迹曲线离散点坐标提取38-40
• 3.3 期望轨迹曲线特征提取的方法40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 电子轨迹曲线图库原型系统开发43-66
• 4.1 电子轨迹曲线图库原型系统的开发流程43-44
• 4.2 电子轨迹曲线图库系统开发技术44-58
• 4.2.1 开发技术概述44
• 4.2.2 数据库系统设置与连接技术44-47
• 4.2.3 MATLAB 与数据库的数据交换技术47-53
• 4.2.4 应用连杆曲线图谱建立电子轨迹曲线图库53-57
• 4.2.5 电子轨迹曲线图库的检索技术57-58
• 4.3 电子轨迹曲线图库系统结构设计58-63
• 4.3.1 轨迹曲线的分类方法概述58-59
• 4.3.2 电子轨迹曲线图库系统功能模块设计59-60
• 4.3.3 电子轨迹曲线图库数据结构设计60-63
• 4.4 电子轨迹曲线图库系统界面设计63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 轨迹生成机构设计原型系统开发与应用66-75
• 5.1 轨迹生成机构设计原型系统开发技术66
• 5.2 轨迹生成机构设计原型系统功能模块设计与开发66-68
• 5.2.1 轨迹生成机构设计原型系统框架66-67
• 5.2.2 轨迹生成机构设计原型系统功能模块设计67-68
• 5.3 轨迹生成机构设计原型系统界面设计68-70
• 5.3.1 主界面设计68-69
• 5.3.2 轨迹曲线显示窗口设计69
• 5.3.3 动态显示界面设计69-70
• 5.4 轨迹生成机构设计原型系统的应用70-74
• 5.5 本章小结74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-80
• 附录 100 条典型轨迹曲线及其几何特征匹配度80-85
• 攻读硕士期间取得的研究成果85-86
• 致谢86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：948946