NURBS柔性弧面凸轮曲线设计与优化

为使弧面凸轮在高速转动过程中有振动小、磨损小、精度与效率高等优点.利用NURBS优越的性能对现有的空间弧面分度凸轮的轮廓曲线进行设计,依据不同起止边界条件选定阶数并得到各种运动控制条件的NURBS柔性凸轮曲线.在标准双停留5次NURBS凸轮曲线基础上作多目标优化.采取依托NX"规律曲线"功能建立弧面凸轮三维模型新的建模方式,该法所构造的轮廓面曲线精确、效率高,然后利用MATLAB对NURBS柔性凸轮曲线和MS曲线进行对比.利用ADAMS对凸轮机构进行运动仿真,仿真结果表明,5次NURBS凸轮曲线的运动性能要优于MS曲线.用该方法制造的弧面凸轮有振动平稳、磨损小、运动性能好等优点.     

基于目标约束的NURBS方法凸轮曲线寻优创成设计

针对凸轮机构的设计优化问题,提出了一种通用的NURBS(Non Uniform Rational B-Splines)凸轮曲线寻优创成设计方法,即采用NURBS曲线实现凸轮从动件位移、速度、以及加速度的表达。在约束条件及目标函数的双重限制下,通过数值迭代优化算法对NURBS曲线的控制顶点及权因子进行同步整定以实现凸轮曲线的优化设计与创成,使其满足设计所要求的运动学约束、几何约束、压力角约束、运动不失真条件等综合性能指标。特别地,此方法不仅能够实现优化水平的整体控制,还能够对凸轮运动曲线的局部形状实现自适应调整,使其具有最佳的性能特征。以一DRD(Dwell-RiseDwell)型直动从动件盘型凸轮机构的凸轮曲线设计为例,验证了NURBS凸轮曲线寻优创成设计方法的有效性。应用实例表明,与传统的凸轮曲线设计方法相比,基于目标约束的NURBS方法凸轮曲线寻优创成设计能够在强耦合的约束关系之间,获得目标设计参数最优的凸轮曲线形状表达。     

弧面分度凸轮压力角计算及滚子运动分析

应用空间啮合原理和旋转变换矩阵法,给出了圆柱滚子从动件弧面分度凸轮机构压力角的两种近似计算公式和压力角精确计算公式,分析了该机构压力角在一个分度期内的变化情况和压力角随接触线啮合深度的变化情况,以满足工程实际计算中根据不同需要选用适当的压力角计算公式。滚子从动件与凸轮之间的相对运动是影响滚子与凸轮之间磨损的重要因素,为了便于对滚子和凸轮之间的运动情况进行分析,推导出了滚子自转角速度公式和在考虑滚子自转时滚子和凸轮啮合处各点的相对速度公式。     

用于加工弧面凸轮轮廓曲面的NURBS插补方法

在分析弧面凸轮轮廓曲面上加工刀痕产生的原因,以及对分度机构性能影响的基础上,提出了用NURBS样条插补凸轮从动件运动规律曲线的思想方法.通过对NURBS样条插补改进算法的深入分析,得出了进一步校正满足加工步长条件的NURBS样条参数增量的算式.同时对插补前弧面凸轮从动件运动规律曲线的修正、NURBS插补误差和插补过程的实现进行了计算与分析.结果表明,采用文中给出的方法,能显著提高弧面凸轮轮廓面的加工精度.     

自动换刀装置中弧面分度凸轮从动件位移曲线设计

对于弧面分度凸轮机构设计,大多数文章中给出的均是运动曲线升程段,并没有说明如何应用于从动件工作循环图中的每个区段。本文根据自动换刀装置中弧面分度凸轮的工作特点,设计具有升程和回程段的弧面凸轮从动件通用位移曲线。     

弧面分度凸轮机构的运动几何特性分析

本文采用回转运动群的方法，分析了弧面分度凸轮机构的啮合原理，建立了分度凸轮的空间廓面方程，确定了啮合传动的两类界限条件及传动压力角表达式，并对此类机构的运动几何特性进行了计算机仿真分析。     

采用SolidWorks的弧面分度凸轮三维造型设计及运动仿真分析

从单头弧面分度凸轮基本动作入手,根据凸轮带动转盘的运动规律,设计主要运动参数和几何参数,然后输入到Matlab软件中进行计算及曲线分析,最后通过SolidWorks软件建立凸轮的三维特征模型并进行运动仿真分析。通过仿真分析结果证明,采用该设计方法设计的凸轮曲面与理论值符合度较高,为弧面分度凸轮的快速、高效设计和动态改进提供了一种高效可行的方法。     

弧面凸轮行星机构模拟运动法建模

针对弧面凸轮行星机构复杂啮合曲面建模困难的问题,提出了采用模拟运动法进行三维建模的方法,以方便该机构的建模。该方法须对机构进行运动分析,根据运动关系对模拟构件进行运动仿真,利用仿真后得到的运动轨迹在被建模构件上进行轨迹扫描,最终得到构件的三维模型。经验证,所建模型全局无干涉,运动形式仿真正确。该方法高效且精确,通过模拟运动法得到的轨迹曲线也能直观地反映构件的啮合规律。     

凸轮机构运动曲线的优化设计

本文给出了凸轮(连杆)机构运动曲线的静态优化及动态优化设计方法,使设计出来的运动曲线的特征量—最大速度或最大加速度达到最小。从而降低系统的冲击、振动、噪音和磨损。文中并给出了满足常见边界条件的最佳运动曲线,可供凸轮设计者选用。图1表0参6     

基于运动仿真的弧面分度凸轮快速建模新方法

针对弧面分度凸轮精确建模复杂、加工难度大的实际情况,基于范成加工思维提出一种快速地对弧面分度凸轮进行精确建模的新方法。在Pro/Mechanism模块上,通过设定两个伺服马达的位置表达式,确保凸轮机构的运动关系,对机构进行运动仿真,从而获得弧面分度凸轮理论轮廓曲面的边界曲线,在凸轮毛坯模型上建立理论轮廓曲面,并对其法向加厚、实体切除等操作得到凸轮工作轮廓曲面,实现弧面分度凸轮的精确建模和5轴轨迹加工。实例结果表明能满足设计与加工要求,验证了该方法的正确性和可行性。     

基于Pro/E的弧面分度凸轮的三维设计

弧面分度凸轮的工作廓面很难用常规的制图方法绘制。该文在计算机辅助设计的基础上得到弧面凸轮廓面的数据点,并利用Pro／E强大的三维建模功能,实现了弧面分度凸轮的三维实体设计。     

NURBS曲线在快速原型制造系统中的应用

大多数快速原型制造系统采用 STL 文件作为与 CAD系统之间的数据交换接口。但是 ,STL 文件是通过用一系列的三角片逼近实际零件表面而产生的 ,STL 文件本身及其创建过程均存在许多问题。要提高模型的精度 ,就必须增加三角片的数量 ,同时减小三角片的尺寸。这必然造成 STL 文件庞大 ,后续处理时间较长 ,而且易产生缺陷 ,使后续处理不能进行。针对上述问题 ,本文分析了 STL文件的不足 ,提出一种 CAD系统与 RPM系统之间新的数据交换方法。该方法对 CAD系统中的真实模型直接切片 ,将切片后所得到的轮廓数据作为 CAD系统与快速原型制造系统之间的数据交换接口。该切片算法已在“超人 2 0 0 0 CAD/ CAM”系统中实现 ,算法表现稳定     

基于特征面分割的自动特征识别

相交特征的识别是自动特征识别的难点,提出一种新的基于图的特征识别算法,首先构造加工面邻接图(MFAG),然后通过特征匹配快速识别出孤立特征,通过特征面的延拓、求交与分割,主动找出特征痕迹,分解出基本特征子图,从而识别出相交特征.该算法使孤立特征和相交特征的识别模式统一,同时有利于与交互特征定义集成.     

基于极坐标特征矩阵的多类对象排列结构描述方法

本文提出一种基于极坐标特征矩阵的多类对象排列结构检测方法。极坐标特征矩阵由极径矩阵和极角矩阵构成,它描述了多类对象排列结构中所包含的距离信息和方向信息。该方法在汽车保险盒检测应用上取得了显著的效果,针对于汽车保险盒检测,首先使用CCD工业相机采集保险盒图像,通过方向梯度直方图特征对汽车保险片的标识码进行表征,并结合支持向量机实现对图像中的保险片的定位与识别。然后依据定位和识别结果计算极坐标特征矩阵对汽车保险盒内汽车保险片的排列结构进行描述。最后以极坐标特征矩阵相似度为判断依据实现对汽车保险盒的检测。实验证明,依据极坐标特征矩阵相似度对汽车保险盒的检测准确率达97.6%。     

基于频域特征提取与信息融合的磨机负荷软测量

提出了基于频域特征提取与多传感器信息融合的磨机负荷(ML)软测量新方法。针对磨矿过程主要依靠人工经验定性判断ML状态,难以定量检测ML参数的现状,通过融合磨机筒体振动、振声及驱动电机电流信号,建立了以料球比、矿浆浓度、充填率为输出的ML软测量模型。该方法首先采用快速傅里叶变换(FFT)将时域振动及振声信号转换为频谱变量,再对频谱变量通过主元分析(PCA)进行谱特征提取,然后采用径向基函数(RBF)变换生成的激活矩阵实现谱特征的非线性映射,最后采用偏最小二乘(PLS)算法建立以谱特征、激活矩阵、电流信号为输入的回归模型,从而有效克服了多传感器信息之间及RBF变换引起的多重共线性等问题。实验表明,该方法能够较准确地检测ML参数,融合多传感器的软测量方法具有更好的预测效果。     

采用显著性分析与改进边缘方向直方图特征的红外与可见光图像配准

为了实现红外图像与可见光图像的信息融合,弥补单一模态图像的不足,提出了一种基于显著性分析与改进的边缘方向直方图EOH(Edge Orientation Histogram)特征的红外与可见光图像配准算法。该算法首先利用显著性分析技术找到可见光图像中的重要信息,得到显著性图;将其与可见光图像融合,实现可见光图像中重要信息的划分。然后,利用自适应FAST(Features from Accelerated Segment Test)算法,探测可见光与红外图像上的特征点;利用改进的EOH,描述特征点。最后,根据描述计算特征点的相似性,在可见光与红外图像上找出对应的特征点,实现红外与可见光图像的匹配。在3种不同情况下对红外与可见光图像数据进行了配准实验。结果表明:在红外图像与可见光图像采集条件相似情况下,特征点正确匹配率为96.55%,而在图像采集条件差异较大的情况下,特征点正确匹配率可达74.21%。该算法可实现红外与可见光图像的精确快速匹配,即使红外图像与可见光图像采集的角度与位置均存在较大差异的情况下,仍可以满足红外与可见光图像匹配对精度和稳定性的要求。