基于链码的空间曲线匹配方案

提出了一个基于链码的空间曲线匹配方案,其中包括空间曲线角点检测、空间曲线重建及匹配的算法思想.这一方案的一个显著优点是基于一次数据处理便可以完成整个匹配任务,从而可以快速高效地给出匹配结果.方案的另一个优点是采用了尽可能简单的数据运算形式,直观可靠,有利于算法的程序实现.在二维情形下由该方案可以得到平面曲线的匹配方法.     

改进的链码特征识别方法及在抽油系统阻尼系数辨识中的应用

针对现有的Freeman八方向链码码间距过大、采样必须为方格采样、编码过程需要人工干预的不足,提出一种新的链码方法,并利用该方法将封闭曲线链码化。根据封闭曲线的周期性,将其参数方程展成傅里叶级数,导出傅里叶系数与曲线链码之间的关系式。利用傅里叶系数计算封闭曲线的形状特征,建立以形状特征为参数的欧氏距离。通过改变抽油系统仿真程序中的粘滞阻尼系数和库仑摩擦因数,获得不同形状的仿真地面功图曲线。建立实测与仿真地面功图曲线形状特征间的欧氏距离,以该距离为优化目标函数,寻优得到使目标函数值满足给定误差的仿真功图曲线,该功图对应的一组阻尼系数和摩擦因数即为相应抽油系统的粘滞阻尼系数和库仑摩擦因数。以4口实测油井为例进行系统阻尼系数的辨识研究,结果表明了所提方法的正确性和有效性。     

基于空间前方交会和差分链码的同名点匹配方法

辅助标记点常用于双目立体视觉测量系统中,为了实现左右图像中的同名标记点的鲁棒性匹配,提出一种基于空间前方交会和差分链码不变性的同名标记点匹配方法。首先利用空间前方交会原理,建立左右相片中标记点的投影线,设定阈值,根据投影线间的最短距离对左右相片中的标记点进行初匹配;然后,对初匹配结果构建差分链码,通过比较左右相片初匹配的差分链码是否相同,以此实现两幅图像上唯一性的同名标记点匹配。实验结果表明:该新算法是有效的,避免了误匹配,提高了同名标记点匹配的准确度,避免了匹配遗漏,基本上满足双目立体测量系统的同名标记点匹配的鲁棒性要求。     

系泊链超声检测轨迹的可调节型曲柄滑块机构的优化综合

首先提出了利用可调节型曲柄滑块连续轨迹生成机构来实现对各种链型的系泊链轮廓的仿形.在确定了可调节型曲柄滑块机构轨迹柔性的基础上,基于机架杆位置结构误差建立机构的优化综合模型,采用遗传算法获取综合结果.机架杆位置结构误差不仅计算便利,且能有效地反映出实际生成的轨迹曲线与预期的理想轨迹曲线间的差异,避免了在两轨迹曲线上选择对应比较点的困难.遗传算法保证了获得全局最优解.针对系泊链轮廓的仿形结果,表明了该方法的有效性.     

二自由度串联开链空间机构轨迹求解与仿真

结合空间开链机构的研究现状在对二自由度关节型空间开链机构末端轨迹曲线进行分析求解过程中,发现末端点轨迹难于直观表达和利用VC语言在解析公式的基础上进行图谱库的编程较复杂等问题。提出一种新的轨迹求解方法即利用SimMechanics对机构进行快速的建模与仿真。从而达到简化二自由度空间开链机构轨迹计算过程的目的,并且为以后空间开链机构轨迹综合和期望轨迹机构的设计提供技术依据。最后文章通过与传统计算方法对比验证了所提方法的有效性。     

基于曲线几何特征量化提取的轨迹机构检索生成方法

首先构造了一个与坐标变换无关的机构连杆曲线轨迹描述函数,然后对其进行傅里叶变换,通过提取一定数量的傅里叶级数来精确描述任一机构的连杆运动轨迹曲线。接着,给出了定量描述任何两条封闭曲线轨迹几何特征匹配程度的度量计算公式。最后,在通过一个实际算例验证了该计算公式有效性的基础之上,给出一套完整的连杆轨迹电子图谱生成方法及期望轨迹机构的检索反求算法。     

并联机构的运动学多目标轨迹规划方法

提出了一种能够满足装配任务对多种性能需求的并联机构无奇异轨迹规划方法。以运动学分析为基础,证明了一定位姿条件下实现并联机构无奇异轨迹规划的充要条件。然后利用五次B样条曲线对并联机构末端轨迹进行了参数化表达。选取了与装配任务相关的三个运动学性能指标,即总调姿时间,各支链急动度和调姿难易度,并定义为目标函数以评价轨迹的优劣。在仿真实例中,利用人工免疫算法求解了多目标轨迹优化模型并得到了末端轨迹中的36个B样条参数。最后利用平均最优解的评价方法得到了满足装配任务需求的并联机构末端最优轨迹及各支链轨迹。     

电动开启汽车门锁的传动机构连杆轨迹研究

汽车门锁作为汽车车身的重要附件,其操作性和可靠性关系到汽车的安全和使用性能。针对未来新型汽车对车门开启功能的新要求,以现有汽车侧门锁为研究对象,提出一种可实现电动解锁功能的传动运动链;针对电动开启运动链中连杆传动机构在解锁运动过程中与齿条传动匹配问题,以理论接触点期望轨迹为一条平滑曲线为目标;基于单开链方法,构建具有解耦降次特征的运动学方程组;采用优化-连续法,同时考虑机构运转平稳、尺寸合理等条件,求解出传动机构连杆末端输出点最佳逼近期望轨迹的机构尺寸,为新型汽车门锁传动链研发提供参考。     

平面连杆机构轨迹综合的自相关法

提出了利用连杆轨迹曲线的自相关变换进行平面连杆机构轨迹综合的计算机方法。用该方法建立了已知连杆机构的轨迹曲线的特征参数数据库，从而可以在已建立的数据库中快速地查找出能够实现给定轨迹的连杆机构，以达到近似实现多点轨迹曲线的机构综合．     

最小速率波动五次方样条曲线插补研究

提出了一个五次方样条曲线参数化方法,通过改变样条曲线加工轨迹,得到一个光滑连续的速率轮廓,减少曲线在进行精确的插补时的运算量。并对最优孤长参数化五次样条曲线进行仿真实验,验证了提出的理论。     

五轴联动数控加工的刀具路径优化方法研究

为解决五轴联动加工复杂曲面过程中的刀具路径不连续问题,提出了五轴数控的刀具路径优化方法。通过五轴NC代码的坐标变换还原有效切削路径,对切削路径进行误差约束下的非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合。对旋转轴路径采用五次样条曲线进行插值,建立切削路径和旋转轴路径的参数映射关系,通过机床逆运动变换求解C2连续的平动轴路径。实验表明,经过该方法优化后,切削路径和各驱动轴运动路径具有良好的平滑性,显著提高了五轴加工曲面精度和表面质量。     

Designing polycentric mechanisms by curve matchingLe calcul de mecanismes polycentriques par appariement de courbes

This paper presents a new method for the design of a slider-crank mechanism to satisfy specified behavior of the moving centrode. The method is based on the technique of curve matching using a series of design curves. The various families of centrode curves possible from the slider-crank mechanism are discussed. An example of the use of the curve matching method is presented.     

运用三次样条曲线拟合机器人运动路径

为了使移动机器人在运行过程中能够保持平稳,在四叉树建模环境下,提出用三次样条曲线拟合机器人运动路线的方法。由于三次样务曲线有连续的二阶导数,这样可以保证机器人在急停、急转时有良好的动力学特性,具有用直线与圆弧拟合路径无法比拟的优点。     

数控加工中基于自由曲面表面特性的刀具路径安排

目前CNC上的轨迹控制功能仍主要是直线和圆弧插补,因此当加工自由曲面时,大多只能采用直线或圆弧逼近算法来对曲线进行逼近处理。针对数控加工的实际需求,现在数控系统技术人员对数控机床插补器进行研究并开发出了许多曲线和曲面插补功能。基于曲线插补,在保持进给速度尽可能恒定的条件下,对刀位路径和刀位速度进行离线的曲线拟合,以便于得到用于数控加工的刀位文件。这种方法能有效解决进给速度的波动问题,并能有效压缩刀位文件。为此,提出几种算法来拟合刀位路径和刀位速度轮廓曲线。曲线和曲面插补在数控代码数据量和逼近误差方面都有较大的改善。     

Local deformation in roll forming

In a previous paper, a simple model was developed to extend the application of the traditional flower pattern diagram as a design tool for roll forming. The position of a point on the strip as it passes through each set of rolls can be identified as a series of points in the two-dimensional flower pattern diagram. In three dimensions, these points will lie on a non-circular cylindrical surface having its axis parallel to the machine axis. Assuming that these points are joined by a smooth curve, the forming path of a point on the strip as it passes through the roll forming process can be obtained as a plane curve on the plane development of this surface. It was shown in previous work that the longitudinal membrane strain and, in certain cases, local curvature of the sheet are functions of the slope of this plane curve. In this work, the strains on both surfaces at the edge of a strip in the forming of a simple V-channel are measured using strain gauges. It is shown that near the point of contact with the rolls, the strains differ by nearly an order of magnitude from those determined from the simple model which assumes that the trajectory is a smooth curve. A modification of the forming path is obtained from the measured bending strains. Although the changes in displacement are small, the peak values of strain near the point of roll contact are large and a consequence of highly localised changes in the forming path as the strip passes over each roll. Measurement of this perturbation in the forming path is difficult as the region is obscured by the forming rolls. The technique described here permits the reconstruction of this path and identifies a new area of investigation of longitudinal strains in roll forming. These are often associated with shape defects such as bow, warping and end flare.     

转矩四分支齿轮传动系统的配齿条件研究

在高速重载传动场合越来越多的采用转矩分支传动,由于分路传递转矩,故可减小尺寸和质量,但与一般单路传动相比,其结构上存在虚约束,设计其参数时必须考虑结构约束;此外,不同配齿方案对多分支齿轮传动的均载特性影响较大,所以配齿方法的研究对保证其运动与均载具有非常重要的意义。针对转矩四分支齿轮传动系统,在考虑各支路均载的基础上建立了系统的配齿条件,提出了一种配齿计算方法,并针对某动力传输系统进行了配齿计算,结果表明,该方法得到的结果满足各种配齿要求,对其他分支齿轮传动具有普遍适用性。     

小波分析在平面四杆机构轨迹综合中的应用研究

将小波多分辨分析理论应用于提取连杆轨迹特征参数并以此构造连杆曲线图谱库,建立了相应的轨迹评价和轨迹复演模型。所提取的特征参数保留了相对斜率角曲线的仅与所取基点有关,与轨迹曲线方位及缩放比例无关的特性。本法减少了图谱数据库的数据冗余、提高了机构综合检索速度。通过与最小二乘距离对比表明本法仍然具有很好的检索排序效果,说明了小波分析可以有效地应用于连杆轨迹的综合课题。     

A methodology for systematic geometric error compensation in five-axis machine tools

To enhance the accuracy, an efficient methodology was developed and described for systematic geometric error correction and their compensation in five-axis machine tools. The methodology is capable of compensating the overall effect of all position-dependent and position-independent errors which contribute to volumetric workspace. It was implemented on a five-axis grinding machine for error compensation and for the check of its effectiveness. Error compensation algorithm was designed, and a routine was written in Matlab software. The developed technique and software are based on an error table which interprets the function of axis through cubic spline technique and synthesis modeling of a machine tool. Recursive compensation methodology was used to remove the machine errors from the actual tool path and inverse technique was implemented to find the corrected positions of prismatic and rotary joints. Moreover, it can convert the corrected tool paths into practical compensated NC codes. The generated, corrected and modified NC codes directly fed to the controller of a five-axis machine tool. Validation of the technique was preceded by repeated experimentation of measurement and through machining of typical standard workpieces with some additional specific features. Experimental results exhibit effective compensation and remarkable improvement in the parametric and volumetric-workspace accuracy of the five-axis machine tool.