基于逆向工程的机械装备运动仿真系统研究

发布时间：2017-10-12 22:36

  本文关键词：基于逆向工程的机械装备运动仿真系统研究

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【摘要】：随着计算机技术的飞速发展,运动仿真技术作为虚拟仿真技术的一种表现形式,越来越多的被应用于不同的应用环境;不同的应用环境对运动仿真的要求不同,其数据来源也不相同。在以试验新产品为目的的运动仿真中,数据来源为设计图纸;而以虚拟展示、虚拟现实为最终目的的运动仿真中,多数情况是对已有事物的还原,通常没有设计图纸,此时,逆向工程技术就发挥了它独特的优势。本文主要针对的是逆向工程技术在大型机械装备运动仿真系统中的应用。这与以对机械产品设计为目的的逆向设计技术不同,研究重点也不相同。以对机械产品设计为目的的逆向设计技术重点在于对产品的高度再现,要求每一个细节都做到非常精确。而对以机械装备的运动仿真为目的的逆向工程技术强调的不再是单一的设备零部件的精度,它要求快速地对已有的甚至是已经投入使用的大型机械装备进行数据采集、数据处理、三维模型重构以及运动模型的构建。首先,针对三维激光扫描仪对大型机械装备进行数据采集时的先整体后局部双重控制的扫描策略,从全局数据采集、局部精细化数据采集等方面进行了研究,并重点解决了在数据采集过程中的参数选择、站场布置、参考目标放置等问题;其次,针对大型机械装备点云数据处理从数据精简、数据优化、数据拼合等方面进行了研究;再次,基于专业逆向软件Geomagic Design X综合应用常规建模方法、曲面拟合建模方法对数据预处理后的点云或面片数据进行CAD模型重构技术的研究;最后,通过对零部件装配关系的分析、运动关系的分解及运动模型建立实现对运动仿真系统进行研究,并将运动模型从带传动、链传动、齿轮传动以及柔性体传输带的运动进行分类讨论,并最终得到筒仓实验平台的运动仿真模型。
【关键词】：逆向工程 运动仿真 站场布置 虚拟装配
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 逆向工程技术综述10-11
• 1.2 逆向工程技术11-13
• 1.2.2 逆向工程在国内外的应用11-13
• 1.3 虚拟装配与运动仿真技术13-15
• 1.3.1 虚拟装配技术概述13-14
• 1.3.2 国内外相关研究综述14-15
• 1.4 研究思路与内容15-16
• 1.4.1 研究思路与方法15
• 1.4.2 研究框架与内容15-16
• 2 大型机械装备数据采集16-31
• 2.1 大型机械装备数据采集技术概述的几种类型16-17
• 2.1.1 数据采集的几种类型16-17
• 2.1.2 激光扫描仪工作原理17
• 2.2 机械装备的整体扫描17-28
• 2.2.1 参数选择18-20
• 2.2.2 站场布置20-26
• 2.2.3 扫描实例26-28
• 2.3 零件精细化扫描28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 数据精简优化与拼合技术31-44
• 3.1 数据处理概述31-34
• 3.1.1 数据处理分类31-33
• 3.1.2 数据处理软件33-34
• 3.2 数据精简与优化34-38
• 3.2.1 大数据量点云的数据精简技术34-37
• 3.2.2 散乱点云的数据优化技术37-38
• 3.3 多源数据拼合技术38-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 机械装备模型构建技术44-58
• 4.1 零件模型分类44
• 4.2 CAD建模44-57
• 4.2.1 常规建模44-50
• 4.2.2 曲面拟合建模50-57
• 4.3 本章小结57-58
• 5 装配与运动仿真58-64
• 5.1 装配关系分析58-60
• 5.2 运动模型分类60-61
• 5.3 运动仿真模型构造61-63
• 5.3.1 刚体运动模型构造61-62
• 5.3.2 柔体运动模型的构造62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72
• 个人简历72

【参考文献】

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本文编号：1021340