基于WebGL的刮板输送机链轮参数化设计研究

发布时间：2020-09-16 19:59

　　刮板输送机链轮是其传动系统的关键部件,对刮板输送机的寿命产生着重要的影响。而链轮的设计往往决定了其结构的合理性,链轮设计的合理与否也将直接影响到刮板输送机传动系统的寿命。利用先进的数字化设计技术,将计算机图形技术和网络技术融合在链轮的设计过程中,建立一套基于WebGL的刮板输送机链轮参数化设计系统,该系统不仅实现了对链轮的参数化设计,而且不需要任何插件即可被访问,完全满足客户端轻松访问的需求。本文重点解析如何在WebGL方法下对链轮进行参数化设计,并在局域网环境下建立一个完整的系统。基于WebGL下的链轮设计方法不仅提高刮板输送机链轮的设计效率,同时为其他机械零部件的参数化设计提供了技术支持。论文首先对WebGL这一技术进行了基本阐述,通过WebGL的介绍引出参数化设计的核心工具WebGL第三方库(THREE.JS),详细介绍了如何使用THREE.JS库。并以我们常见的一些三维模型为例,使用JavaScript语言对三维图形进行参数化设计,通过编程语言介绍了基于THREE.JS库的核心内置函数是如何进行参数化的。对本文研究的刮板输送机链轮参数化设计提供了设计依据。然后通过对当前已有的链轮参数化设计理论方法详细的分析,联系WebGL第三方库(THREE.JS)的参数化原理,形成了基于WebGL下链轮的参数化设计初步思路。接着通过在三维软件下对链轮的建模,对链轮结构最为复杂的链窝进行了非常细致的分析,结合THREE.JS库能够提供的参数化函数,确定了复杂结构链窝的设计的方法。成功利用THREE.JS库对链轮进行了建模,完成对刮板输送机链轮的参数化设计。并且拓展思路总结了基于WebGL下THREE.JS库对其它机械零部件适用的部分方法。最后,在成功研究基于WebGL下刮板输送机链轮的参数化设计方法后。通过3D打印将基于WebGL下设计出来的链轮进行打印,与工厂制造的链轮进行对比验证,确定了此方法的可行性。同时为了能够使工程人员学习和使用该方法,建立了在局域网环境下的刮板输送机链轮参数化设计系统。该系统主要分为四个大模块:链轮在线编辑库、链轮在线选型库、链轮模型下载库以及THREE.JS学习库。通过系统的测试,在局域网环境下用户可以轻松访问该系统。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD528.3
【部分图文】：

基本概念,参数化设计,版本,嵌入式计算机

.1 引言本章提出了基于 WebGL 参数化设计关键技术，阐述了 WebGL 基本概念、功能，引出了 WebGL 核心库（THREE.JS）。详细介绍了 THREE.JS 使用基本条件，并通HREE.JS 库对常见三维模型进行参数化建模，为实现链轮参数化设计提供技术支持.2WebGL 概述.2.1WebGL 的基本概念自 Open GL 问世以来已经发展了多个版本，其中 Open GL ES 版本最为特殊，要专注于嵌入式计算机以及手机等电子设备的图形渲染。而 WebGL 就是基于它开的网络版本[62]。如图 2-1 所示，是这些软件之间的关系图。

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图 2-2 传统的动态网页和 WebGL 的网页的区别Fig.2-2 The difference between traditional dynamic Web Page and WebGLWeb Page2.2.2WebGL 的功能1.使用文本编辑器开发三维应用开发 WebGL 的一大优点就是研发人员不用再去构建一个新的开发环境。它内嵌在浏览器中，在开发的过程中不再需要使用编译器等工具就可以编写相应的代码。开发过程最低的需求就是只需要一个支持 WebGL 浏览器将相应的代码进行运行即可。2.轻松发布三维图形程序传统的三维图形程序一般都是使用 C 或 C++等语言工具进行开发，不存在特定的平台被编译成二进制的可执行文件，所以就不能跨平台操作。与此同时，为了运行三维图形程序，用户除了需要安装程序本身以外还要再装相应的数据库，这对数据信息的共享造成了很大的困难，但 WebGL 完美的解决了这个问题。

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象建最基本的场景，在场景中我们可以看到一个球体和一个方-2 所示，该场景中包含以下对象。表 2-2 渲染所需基本元素Tab.2-2 Basic elements required for render描述）二维矩形，渲染的结果是一个灰色矩形）三维正方体，渲染结果为红色）三维球体，渲染结果为蓝色机）显示输出结果）决定物体渲染的位置中打开这个程序，如图 2-3：

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