面向大批量定制的人体假肢接受腔的数字化设计方法研究

发布时间：2017-04-16 05:01

  本文关键词：面向大批量定制的人体假肢接受腔的数字化设计方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大批量定制已经成为21世纪的一种主流生产模式。大批量定制的关键是通过充分挖掘和识别企业中已有产品几何、结构、功能等存在的相似性，采用全局性原理，在保证不减少产品外部多样性的同时，，利用标准化、模块化和系列化等方法减少零部件的内部多样化，减少产品重复设计。本文将面向大批量定制的开发设计技术引入到人体假肢接受腔的设计中，通过研究不同人体下肢之间存在的相似性和差异性，提出了基于模块化的接受腔设计体系与方法，并通过分析三维扫描数据得到建模所需的特征点，在此基础上建立了假肢接受腔主结构及其主模型，通过变型设计和配置设计实现了假肢接受腔的数字化设计。 论文主要研究内容如下： 第一章主要阐述了论文课题的研究背景，介绍了人体假肢接受腔的概念、分类及其国内外研究现状，并介绍了论文的主要研究内容与论文框架。 第二章提出了接受腔数字化设计体系结构，并介绍了大批量定制的基本原理、模块化技术、配置及变型设计技术和数字化技术的主要内容。 第三章介绍了各种数据采集方法以及数据处理方法，提出了采用射线与三角网格求交的方法提取假肢接受腔扫描数据的特征点。 第四章分析了假肢接受腔的模块化设计及配置变型设计，主要研究了假肢接受腔的模块划分，并利用公理化设计原理说明了各模块之间的解耦性和独立性。在此基础上建立了假肢接受腔的主结构及组成它的模块主模型，进而研究了假肢接受腔的变型设计和配置设计方法。 第五章以Visual studio2010（C++）为开发工具对SolidWorks进行定制开发，完成假肢接受腔的配置及变型设计。集成系统包括接受腔主模型管理模块、配置设计模块及系统管理模块。 第六章对论文的研究工作进行了总结与展望。
【关键词】：大批量定制 模块化 公理化设计 配置设计 变型设计 数字化设计
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.17;TB47
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 假肢接受腔的基本概念11-12
• 1.3 假肢接受腔的分类12-13
• 1.4 传统制作方法13-14
• 1.5 国内外研究现状14-16
• 1.5.1 国外研究现状14-15
• 1.5.2 国内研究现状15-16
• 1.6 课题来源及论文的主要研究内容16-18
• 1.6.1 课题来源16
• 1.6.2 论文的主要研究内容与结构16-18
• 1.7 小结18-19
• 第二章 假肢接受腔数字化设计体系结构及关键技术19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 假肢接受腔数字化设计体系结构19-21
• 2.3 大批量定制技术21-26
• 2.3.1 大批量定制的基本原理21-22
• 2.3.2 模块化设计技术22-24
• 2.3.3 配置及变型技术24-26
• 2.4 数字化设计技术26-29
• 2.4.1 数字化设计的基本概念26
• 2.4.2 数字化设计的概述26-28
• 2.4.3 数字化产品开发的主要内容28
• 2.4.4 数字化产品设计开发的特点28-29
• 2.5 小结29-30
• 第三章 残肢数据采集及处理30-39
• 3.1 引言30
• 3.2 各种数据采集方法30-34
• 3.2.1 三坐标测量仪法31
• 3.2.2 激光三角法31-32
• 3.2.3 投影光栅法32-33
• 3.2.4 计算机断层扫描（CT）法33
• 3.2.5 核磁共振成像法33-34
• 3.3 数据处理34-36
• 3.3.1 数据平滑34-35
• 3.3.2 数据精简35
• 3.3.3 坐标系变换35-36
• 3.3.4 特征提取技术36
• 3.4 人体下肢扫描数据特征提取36-38
• 3.4.1 大腿模型前处理36-37
• 3.4.2 提取轮廓线及获得特征点37-38
• 3.5 小结38-39
• 第四章 假肢接受腔模块化设计及配置变型设计39-50
• 4.1 引言39
• 4.2 公理设计39-42
• 4.2.1 域、层级以及映射39-40
• 4.2.2 设计公理40-42
• 4.3 假肢接受腔的模块化设计42-44
• 4.3.1 假肢接受腔的模块化原理42
• 4.3.2 假肢接受腔的模块划分42-44
• 4.4 关键模块主模型和接受腔主结构的建立44-46
• 4.4.1 关键模块主模型的建立44-45
• 4.4.2 接受腔主结构的建立45-46
• 4.5 事物特性表技术46-48
• 4.5.1 基于事物特性表的产品变型设计原理46
• 4.5.2 接受腔的参数分析及事物特性提取46-48
• 4.6 接受腔的变型设计和配置设计48-49
• 4.6.1 变型设计方法48
• 4.6.2 配置设计方法48-49
• 4.7 小结49-50
• 第五章 人体假肢接受腔数字化开发设计应用实例50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 数字化设计系统与三维 CAD 系统的集成50
• 5.3 SolidWorks 二次开发概述50-53
• 5.3.1 SolidWorks 概述50-51
• 5.3.2 SolidWorks API 对象概述51
• 5.3.3 SolidWorks 二次开发环境51-52
• 5.3.4 二次开发过程52-53
• 5.4 集成系统总体设计53-58
• 5.4.1 集成系统总体结构图53-54
• 5.4.2 主要功能模块54-58
• 5.5 小结58-60
• 第六章 总结和展望60-62
• 6.1 论文总结60-61
• 6.2 未来展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间的研究成果和参加的科研项目66

【参考文献】

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本文编号：310029