基于逆向工程的隐形助听器机壳设计方法研究
发布时间：2021-06-13 04:16
在当今市场经济瞬息万变的环境下,能否快速地生产出合乎市场要求的产品已经成为企业成败的关键。为了提高产品的质量、缩短研发周期、提高企业竞争力,越来越多的新设备新技术得到了开发应用。目前国产助听器大都属于低端产品,市场上高端助听器被国外厂家所垄断且价格相当昂贵。逆向工程技术的发展为国外先进技术的引进、吸收、再创造提供了便利。基于国家青年科学基金项目（51405247）的需求,本文利用逆向工程技术研究隐形助听器（CIC）机壳制作的关键技术问题及设计方案,并进行优化设计。首先获取耳模膏模型和进口CIC机壳模型,对三维数据采集和处理方法进行比较找到最佳的研究方案。利用红外激光扫描仪获取模型点云数据,利用分型插值法对缺损点云进行填补,最小二乘积法进行数据精简,精确曲面法重构曲面壳体模型,通过调整曲率和偏置曲面两种方法生成实体CAD模型。该方法解决了尺寸微小的复杂曲面模型重构困难的问题,且重构模型具有较高的精度。其次对耳模膏和CIC点云数据进行比对,分析制作CIC时耳模膏数据提取平面位置、CIC机壳佩戴时与耳道接触区域分布、耳模膏样本形状调整位置及尺寸大小,制定由耳模膏制作CIC机壳设计方案。另外对...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 助听器背景简介
1.2 隐形助听器研究的目的及意义
1.3 逆向工程的介绍
1.4 逆向工程的应用
1.5 逆向工程的研究现状
1.5.1 国外研究现状
1.5.2 国内研究现状
1.6 选题意义
1.7 基于逆向工程的隐形助听器研发流程
1.8 本文的主要研究内容
第二章 三维点云数据采集
2.1 数据采集系统
2.2 模型分析及扫描仪的选用
2.2.1 模型特点、材料分析
2.2.2 扫描仪类型选用
2.3 三维数据采集
2.4 本章小结
第三章 模型点云数据处理
3.1 模型点云数据预处理
3.1.1 体外孤点的去除
3.1.2 噪音点的去除
3.1.3 数据精简与增强
3.1.4 数据光顺性处理
3.2 点云数据的再处理
3.3 佩戴CIC处耳道模型提取
3.4 全局坐标系的建立
3.5 本章小结
第四章 面部活动引起耳道尺寸变化分析
4.1 样本的采集
4.2 不同听力学专家制作耳道模型偏差分析
4.3 面部活动导致耳道变形分析
4.4 本章小结
第五章 数字化模型重构与精度分析
5.1 数字化模型重构曲面类型选用
5.1.1 曲面类型的选用
5.1.2 曲面重构类型选用
5.2 耳道NURBS曲面模型重构
5.2.1 探测轮廓线或曲率法绘制轮廓线
5.2.2 手工绘制轮廓线
5.2.3 构造栅格并拟合曲面
5.3 CIC机壳表面NURBS曲面重构
5.3.1 CIC机壳外表面NURBS曲面重构
5.3.2 CIC机壳内表面曲面重构
5.4 重构NURBS曲面光顺性分析
5.5 CAD模型的重构
5.5.1 三维软件中加厚生成实体
5.5.2 偏移曲面法生成实体模型
5.5.3 两种方法选用原则
5.5.4 CIC机壳细节特征重构
5.6 本章小结
第六章 佩戴舒适性评价与 3D打印实体模型
6.1 CIC舒适性评估与优化设计
6.1.1 CIC助听器与耳道接触特性分析
6.1.2 耳道与CIC助听器数据对齐
6.1.3 耳道与助听器数据偏差分析
6.2 机壳设计原则与尺寸偏差范围
6.3 3D打印实体模型
6.3.1 3D打印实体模型
6.3.2 打印模型与原始模型误差评估
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维点云的玉米果穗几何建模[J]. 温维亮,王勇健,许童羽,杨涛,郭新宇,朱宏宇,董成玉. 中国农业科技导报. 2016(05)
[2]老年性聋患者助听器使用效果评估[J]. 高薇薇,周静,沈晓丽,王治华,易玲. 听力学及言语疾病杂志. 2016(05)
[3]Acceptable noise level as a deciding factor for prescribing hearing aids for older adults with cochlear hearing loss-A scoping review[J]. Hemanth Narayan Shetty,Swathi Subbanna. Journal of Otology. 2015(03)
[4]鸵鸟足底非规则曲面形貌数学模型构建[J]. 张锐,杨明明,潘润铎,刘海宝,曾桂银,李建桥. 农业工程学报. 2015(S1)
[5]动物头骨的三维实体模型重构[J]. 李涛,刘冲,李经民. 机械设计与制造. 2015(01)
[6]三维数字重建在青铜器修复中的应用研究[J]. 孙修恩,张典华,孙昕萍. 图学学报. 2014(06)
[7]基于逆向工程的D型打结器重构与运动仿真[J]. 陈龙健,李诚,张安琪,李海涛,韩鲁佳. 农业机械学报. 2014(12)
[8]Cutaneous sensory nerve as a substitute for auditory nerve in solving deaf-mutes’ hearing problem: an innovation in multi-channel-array skin-hearing technology[J]. Jianwen Li,Yan Li,Ming Zhang,Weifang Ma,Xuezong Ma. Neural Regeneration Research. 2014(16)
[9]基于逆向技术的骨盆环三维重构与结构分析[J]. 田卫军,李郁. 机电工程. 2014(08)
[10]利用逆向工程与曲面造型技术的曲面建模研究[J]. 赵卫国,勾鹤,王彦,王毛毛,刘路欣. 现代制造工程. 2014(08)
硕士论文
[1]基于逆向工程的产品数据重构技术研究[D]. 魏洪广.长春工业大学 2014
[2]三维激光扫描测量系统的研究与开发[D]. 武学峰.吉林大学 2012
[3]基于逆向工程的汽车车身设计技术研究[D]. 夏兆义.河南工业大学 2012
[4]基于逆向工程的复杂曲面重构技术的研究[D]. 曹万秋.东北大学 2011
[5]三维激光扫描技术在工业检测中的应用研究[D]. 焦明东.山东科技大学 2010
本文编号：3226974
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 助听器背景简介
1.2 隐形助听器研究的目的及意义
1.3 逆向工程的介绍
1.4 逆向工程的应用
1.5 逆向工程的研究现状
1.5.1 国外研究现状
1.5.2 国内研究现状
1.6 选题意义
1.7 基于逆向工程的隐形助听器研发流程
1.8 本文的主要研究内容
第二章 三维点云数据采集
2.1 数据采集系统
2.2 模型分析及扫描仪的选用
2.2.1 模型特点、材料分析
2.2.2 扫描仪类型选用
2.3 三维数据采集
2.4 本章小结
第三章 模型点云数据处理
3.1 模型点云数据预处理
3.1.1 体外孤点的去除
3.1.2 噪音点的去除
3.1.3 数据精简与增强
3.1.4 数据光顺性处理
3.2 点云数据的再处理
3.3 佩戴CIC处耳道模型提取
3.4 全局坐标系的建立
3.5 本章小结
第四章 面部活动引起耳道尺寸变化分析
4.1 样本的采集
4.2 不同听力学专家制作耳道模型偏差分析
4.3 面部活动导致耳道变形分析
4.4 本章小结
第五章 数字化模型重构与精度分析
5.1 数字化模型重构曲面类型选用
5.1.1 曲面类型的选用
5.1.2 曲面重构类型选用
5.2 耳道NURBS曲面模型重构
5.2.1 探测轮廓线或曲率法绘制轮廓线
5.2.2 手工绘制轮廓线
5.2.3 构造栅格并拟合曲面
5.3 CIC机壳表面NURBS曲面重构
5.3.1 CIC机壳外表面NURBS曲面重构
5.3.2 CIC机壳内表面曲面重构
5.4 重构NURBS曲面光顺性分析
5.5 CAD模型的重构
5.5.1 三维软件中加厚生成实体
5.5.2 偏移曲面法生成实体模型
5.5.3 两种方法选用原则
5.5.4 CIC机壳细节特征重构
5.6 本章小结
第六章 佩戴舒适性评价与 3D打印实体模型
6.1 CIC舒适性评估与优化设计
6.1.1 CIC助听器与耳道接触特性分析
6.1.2 耳道与CIC助听器数据对齐
6.1.3 耳道与助听器数据偏差分析
6.2 机壳设计原则与尺寸偏差范围
6.3 3D打印实体模型
6.3.1 3D打印实体模型
6.3.2 打印模型与原始模型误差评估
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维点云的玉米果穗几何建模[J]. 温维亮,王勇健,许童羽,杨涛,郭新宇,朱宏宇,董成玉. 中国农业科技导报. 2016(05)
[2]老年性聋患者助听器使用效果评估[J]. 高薇薇,周静,沈晓丽,王治华,易玲. 听力学及言语疾病杂志. 2016(05)
[3]Acceptable noise level as a deciding factor for prescribing hearing aids for older adults with cochlear hearing loss-A scoping review[J]. Hemanth Narayan Shetty,Swathi Subbanna. Journal of Otology. 2015(03)
[4]鸵鸟足底非规则曲面形貌数学模型构建[J]. 张锐,杨明明,潘润铎,刘海宝,曾桂银,李建桥. 农业工程学报. 2015(S1)
[5]动物头骨的三维实体模型重构[J]. 李涛,刘冲,李经民. 机械设计与制造. 2015(01)
[6]三维数字重建在青铜器修复中的应用研究[J]. 孙修恩,张典华,孙昕萍. 图学学报. 2014(06)
[7]基于逆向工程的D型打结器重构与运动仿真[J]. 陈龙健,李诚,张安琪,李海涛,韩鲁佳. 农业机械学报. 2014(12)
[8]Cutaneous sensory nerve as a substitute for auditory nerve in solving deaf-mutes’ hearing problem: an innovation in multi-channel-array skin-hearing technology[J]. Jianwen Li,Yan Li,Ming Zhang,Weifang Ma,Xuezong Ma. Neural Regeneration Research. 2014(16)
[9]基于逆向技术的骨盆环三维重构与结构分析[J]. 田卫军,李郁. 机电工程. 2014(08)
[10]利用逆向工程与曲面造型技术的曲面建模研究[J]. 赵卫国,勾鹤,王彦,王毛毛,刘路欣. 现代制造工程. 2014(08)
硕士论文
[1]基于逆向工程的产品数据重构技术研究[D]. 魏洪广.长春工业大学 2014
[2]三维激光扫描测量系统的研究与开发[D]. 武学峰.吉林大学 2012
[3]基于逆向工程的汽车车身设计技术研究[D]. 夏兆义.河南工业大学 2012
[4]基于逆向工程的复杂曲面重构技术的研究[D]. 曹万秋.东北大学 2011
[5]三维激光扫描技术在工业检测中的应用研究[D]. 焦明东.山东科技大学 2010
本文编号：3226974
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