基于Pro/E直齿圆柱参数化设计与运动仿真

本文在Pro/E4.0环境下,利用直齿圆柱齿轮建立参数化模型的方法.此设计方法在进行不同齿数设计时,只需输入圆柱齿轮的已知参数,就可以迅速精确地生成所需的三维实体模型,提高了直齿圆柱齿轮的建模效率.同时在虚拟装配中定义各种约束确定了齿轮副的相对位置与啮合关系,定义齿轮机构的连接与伺服电机,实现了齿轮副的运动过程仿真.参数化建模、虚拟装配、运动仿真贯穿于整个计算机辅助设计过程.     

虚拟环境下平面连杆机构运动仿真实现技术研究

在虚拟环境下结合虚拟装配技术实现机构的运动仿真是产品装配仿真的一个重要环节,在虚拟环境下完成产品的装配仿真后对其进行运动仿真可以为机构性能分析提供有效的参考数据,进而分析装配的合理性,提高装配质量.因此结合国内外机构运动仿真发展的现状,首先给出了在虚拟环境下基于虚拟装配技术实现机构运动仿真的基本思想和整体框架,通过具体实例提出利用几何法进行机构的运动仿真分析,及将对机构的运动规律分析转化为对基本单元的运动规律分析.同时提出了运动副的自动生成、运动机构的自动搜索及机构的识别等核心算法,有效地减少在虚拟环境下完成装配仿真后机构运动仿真前处理的工作量,提高了机构运动仿真的智能化程度.最后结合自主开发的原型系统虚拟装配工艺规划软件VAPP对相关算法进行了实现,并进行了实例验证.     

支持组合夹具虚拟组装的元件精确定位技术

针对现有虚拟装配定位方法存在约束识别效率不高和处理不方便的问题,通过分析组合夹具的特点,研究了虚拟环境下进行组合夹具组装的元件精确定位技术.首先提出了基于功能域的装配约束识别方法,通过捕捉装配意图,快速而准确地识别出装配件与已装配元件之间的几何约束关系;其次研究了约束求解方法对装配件的空间位姿进行调整,使之满足建立的装配约束,同时基于约束矩阵进行运动自由度的表达和归约,分析待装配件的约束状态;最后研究了夹具元件虚拟组装过程中的运动导航算法,对设计者的装配操作进行引导.文中方法已经成功地应用在组合夹具虚拟组装系统中.     

基于语义识别的虚拟装配运动引导研究

目前的虚拟现实交互方式尚难以保证用户在虚拟装配过程中对零件的运动进行精确控制.通过语义识别捕捉虚拟装配过程中用户交互意图,进行装配零部件的运动引导与精确定位,使得用户能够在虚拟环境中自如地、准确地进行装配定位.从装配语义元的空间位置属性匹配、空间方向属性匹配、类型属性匹配与参数属性匹配4个方面进行装配语义的识别.从装配语义的角度识别装配意图,将虚拟装配系统对装配关系的识别从几何体素层次提高到装配任务层次.相关方法在虚拟装配系统的研究与开发中得到实现,并应用到汽车发动机部分零部件的虚拟装配中.     

电风扇运动仿真

本文以电风扇产品为例,通过对其结构、装配及运动进行分析,为该类产品的运动仿真提供一种操作思路。一、电风扇建模与装配电风扇装配图如图1所示,共由13个零件组成。本文所有设计、装配、运动仿真及导出图片均在NX4.0软件中完成。     

基于框架的虚拟装配运动引导

为了在交互式装配过程中精确地定位零件模型,提出一种基于框架的装配运动引导方法.该方法将典型装配过程性知识封装到过程框架中,将蕴藏在零件模型B-rep中的工程信息封装到特征框架中,与场景匹配引擎一起构成框架系统;框架系统采用场景匹配的方式来捕获操作者的装配意图(即匹配成功的过程框架),由匹配成功的过程框架来引导装配运动,并由过程框架中规定的动作和时机来完成装配件的精确定位.应用实例结果表明,文中方法有效地克服了操作者通过交互设备对装配零件运动控制的不精确性问题.     

基于Solid Edge平面四杆机构运动分析与仿真

文章介绍了在Solid Edge环境下,用Visual Basic作为开发工具,实现平面四杆机构运动分析与仿真软件的原理与方法.用二次开发方法建立了平面四杆机构的三维构件模型与装配模型,在运动分析的基础上,对其位移、速度、加速度以及给定点轨迹进行了研究,并给出了列表和线图形式的结果,利用Solid Edge的装配设计关系,实现了平面四杆机构的运动仿真.     

基于多信息算法融合的电子元件精准装配研究

机器人是现代化工业制造与生产的重要装备之一。随着市场需求向小批量、多品种和柔性化方向快速发展,基于多信息融合的机器人协作系统将为高端精密制造产业赋能。该研究着眼于精密电子元件装配领域,聚焦手眼系统的精准对位和精密插装技术,通过建立待插元件与非均质薄板的接触状态模型,分析其双重位移融合的力位运动特性,并结合视觉检测与跟踪技术,提出一种融合视觉、力觉和编码器信息的复合型控制算法。基于电子元件装配平台,该研究进行了元件插装对比实验和信息融合算法的装配实验,结果表明,对齐阶段的定位精度在 0.185 pixels 以内,装配阶段的接触状态判定和调节算法保障了元件与插槽的安全有效装配。     

对图形识别具有平移、旋转、伸缩不变性的神经网络

本文讨论如何构造在平面刚体运动和伸缩变换下，具有不变性模式识别能力的神经网络，即建立一个前向多层的神经网络，它具有如下性质，若网络能识别某一样本，同同时也能识别该样本经刚体运动及伸缩之后的任一状态，按文中给出了的构造方法，得到的网络具有如下性质：网络对运动和伸缩变换具有不变性，拓扑结构简单，网络的元件个数为Ｏ（ｎ）连接复杂性低，每个元件的输入端只需Ｏ（ｎ）（其中ｎ是输入向量的维数）学习和识别的速度     

基于多传感器的微装配系统研究

1引言 随着MEMS(微机电系统)技术的发展,对于各种光学元件、压力传感器、加速度计等微型精密元件的年需求量已达数百万.微器件的加工与装配越来越引起人们的关注,许多研究单位对于微器件进行了研究与开发.微小零件的精密加工中存在的主要问题是:如何以微观精度和低成本实现微小零件的加工与装配.近些年来,基于IC工艺和深层X射线技术也被成功用于复杂工艺的微机械零件的加工.但是,对于那些由多个不同材料不同工艺加工而成的微小器件组成的混杂系统,往往需要进行一步或多步的装配.有时也需要将常规元件与微元件装配在一个系统中.这些都需要先进的定位技术和高度灵活的装配仪器.利用常规的设备进行上述操作,实现起来很困难,而且成本很高.     

Pro/ENGINEER运动仿真教程(1)

第1章机构运动仿真概述 一、机械运动仿真功能概述 机构运动分析模块(Mechanism)是Pro/ENGINEER Wildfire中一个集运动仿真和机构分析于一身的功能强大的模块.利用该模块,当各个零部件通过装配模块组装成一个完整的机构以后,设计师就可以在Pro/ENGINEER中直接启动机构运动分析模块,根据设计意图定义机构中的连接、设置伺服电机,然后运行机构分析,观察机构的整体运动轨迹和各零件之间的相对运动,以检测机械的干涉情况.     

Pro/ENGINEER运动仿真教程(9)

第5章伺服电机 一、概述 伺服电机是机构运动的原动力,同时,使用伺服电机可以对机构施加特殊运动.因此,向模型中增加伺服电机,是为运动仿真做准备.设计者可以在连接轴或几何图元(如零件平面、基准平面和点等)上放置伺服电机,观察机构的运动轨迹.其中,连接轴电机用于控制零件沿某一方向运动;而几何电机用于创建复杂的三维运动,如螺旋或其他空间曲线.     

基于RPO/E的虚拟装配、运动仿真与装配动画

通过零件三维模型的生成和对零件虚拟装配和运动仿真的分析,可大大减少设计周期;通过装配动画的设计和制作,可提高装配工艺编制效率,并指导工人装配,从而提高产品制造质量。以齿轮泵为例介绍了RPO/E软件中的虚拟装配、运动仿真和装配动画的操作思路和具体方法。     

基于物理模型的虚拟装配技术研究

虚拟装配是虚拟现实技术在产品设计领域的一个重要应用 .为了从运动学与动力学的角度来考察虚拟装配过程中零件的运动 ,以便更真实地反映虚拟环境中零件装配运动的本质规律 ,提出了一种虚拟装配环境中用于将装配几何约束自动映射为运动副约束的基于运动自由度分析的物理约束生成方法 ,同时 ,提出了基于变刚度弹簧模型的装配力交互输入方法 ,并实现了位移输入与装配力输入的映射 .另外 ,还给出了基于物理模型的虚拟装配的基本过程 .该方法在虚拟设计与装配原型系统的研究与开发中已得到实现 .     

冗余机器人的双向自运动路径规划

冗余机器人的自运动路径规划是在保持手端任务向量不变的情况下,在关节空间内寻找一条连接机器人初始关节构形和期望关节构型的几何路径.本文给出一种双向自运动路径规划算法,其基本思想是使位于初始关节构形的真实机器人和位于期望关节构形的虚拟机器人在自运动流形上运动并收敛到同一关节构形,从而得到一条连接初始和期望关节构形的自运动几何路径.该算法克服了以往算法容易陷入局部极小构形的缺陷.仿真结果证实了算法的有效性.     

运动心率采集技术的发展

心脏是维持人体生命的重要器官之一,心率携带了大量反映人体健康状况的信息.运动中通过采集和分析心率能够判断运动强度是否合理,并了解运动对人体生理的影响.40年来,无线心率采集技术经历了6个发展阶段,在元件、频率、稳定性等诸多领域取得了卓越的突破,现已广泛地应用于专业运动训练和大众健身中.同时,这项技术还保持着快速的发展势头.     

一种仿生飞行机器人装配及运动动画的研究与制作

采用Solidworks软件自带插件Animator,对一种仿生机电蜻蜓的装配动画和运动动画进行研究与制作,将该仿生机电蜻蜓的结构特点、功能特征以及运动特性完整展现出来,使人们对其运动学、结构学内涵有了更深刻的理解,提高了对该仿生机电蜻蜓的认识水平和把握能力,可帮助人们在更深层次上采用计算机软件仿真分析技术开展对各种仿生机电产品的科学研究.     

求解三维装配约束闭环的投影变换方法

为避免直接迭代求解三维装配约束闭环带来的复杂非线性方程组,提出一种投影变换方法求解三维装配设计中的平面约束闭环问题.首先采用等价性分析方法消除伪装配约束闭环,运用无向图块分算法分解装配约束图;然后采用旋量理论将装配约束闭环子图转换为运动副约束图,通过分析运动副的特征参数确定可投影的装配约束闭环,并将其投影变换为二维几何约束系统;最后通过求解二维几何约束系统获得三维装配约束闭环的解.实例结果表明,该方法缩减了迭代求解的规模并降低了约束方程的复杂性,明显地提高了求解的效率和稳定性.     

基于UG软件的曲轴与连杆的优化设计

本文利用UG的强大建模能力,以及装配干涉分析、动态运动仿真和应力应变有限元分析等功能,建立了四缸发动机曲轴与连杆的三维模型,进行数字化样机设计,并结合运动公式计算,得出发动机曲轴和连杆的运动曲线分析图,以及活塞和曲轴在模态下的数据变化图谱、特征数据曲线和运动规律.通过对数据的分析,掌握了连杆机构在实际运行工况下的力学特性.通过数值分析与计算,可以直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态.通过数据调整,对机构进行了优化,为发动机性能优化提供数据支撑.针对不同大小和功能发动机的优化分析,提供了更为准确的参考数据.     

基于分层弹性运动分析的非刚体跟踪方法

采用时--空分层的弹性运动跟踪策略, 提出了一种分析长时运动稳定结构与短时运动局部变化的非刚体运动跟踪方法. 首先, 基于序贯形状聚类的分段弹性运动跟踪模型, 将整段图像序列分割成若干子段, 并利用弹性运动分析方法得到子段内各帧边缘点的对应关系和各类的平均形状, 获取短时局部运动变化细节. 然后, 通过基于贝叶斯网的整体搜索算法寻找时序上相邻聚类平均形状之间的对应关系, 进而得到整段运动的公共形状, 用于表示长时运动稳定结构. 通过计算公共形状与各类平均形状之间的变形关系, 可以建立各聚类平均形状之间的对应关系, 实现分段运动的连接. 本方法的特点是不依赖先验模型、 通用性好、 目标的描述能力强. 实验表明, 本方法与现有不依赖模型的方法相比,具有更好的长时稳定性和更高的跟踪精确度.