平面图形放缩机构

放大尺是由单个平行四边形机构组成的,它可以对两点间的距离进行按比例的放大或缩小,但是不能对平面上的几个点间的距离同时进行放大或缩小,如果将多个平行四边形按照一定的顺序和角度连接起来,再加上一个驱动就可以完成这一工作。按这种方式构成的机构既可以是单自由度的普通机构,也可以是单自由度的过约束机构。加上一些带标记的滑动副,这种机构可以组成一些由直线段构成的大小可变的图形。     

转向三角形的汽车转向机构特性

基于汽车转向梯形机构的平面模型,提出了一种新的转向梯形机构的研究方法,即转向三角形和转向三角形顶点的概念并建立转向梯形机构的三角形数学模型。利用作图法和Matlab软件编程绘出转向三角形顶点变化的特性曲线,并分析该特性曲线下的转向梯形机构的转向特性。该方法提出了转向机构新的研究方法,根据转向曲线确定转向机构尺寸。     

平面二自由度全铰链五杆轨迹机构综合方法的研究

对平面二自由度五杆机构的位姿形式及位置逆解进行分析之后,提出了用二自由度辅助机构进行全铰链五杆轨迹机构综合的方法。该方法先将平面二自由度全链五杆机构看成由两个开链二杆机构组成的机构。然后按照给定要实现的轨迹,用二自由度辅助机构分别综合出两个开链二杆机构。最后再将综合出的两个开链二杆机构组合成全链五杆机构。按照此种方法综合出的全铰链五杆机构可精确地实现给定的轨迹,配以合适的驱动方式可进行异形边界及系列边界的加工,本文的研究为特殊类型边界的加工提供了手段。     

一种新型3自由度并联机构的奇异性分析

研究一种新型空间3自由度并联机构(HANA)的奇异性。该机构由定平台、动平台和三个联接支链组成，其动平台相对于定平台具有2个移动和1个转动自由度。其结构主要特点是只采用了单自由度的运动副。构型优势主要是转动自由度灵活度高。详细分析了该机构的三类奇异形位，为以后关于该机构的工作空间和转动能力分析以及控制提供基础，特别是基于合理设计的工作空间内无奇异特性将保证该机构拥有很高的转动能力。该机构不仅可以应用在并联机床的设计中，还可以广泛地应用在工业机器人、飞行模拟器和微型机器人等领域。     

基于Assur机构构成模式的非零开式运动链的构型

提出了一种n杆非零开式运动链的构型方法,研究变胞机构的组成原理。将机构的构建理解为,将自由度大于零的非零开式链连接到机架和原动件上而构成机构,机构的自由度为该非零开式链的自由度与原动件数之和。推导出了F=1的运动链36种;F=2的运动链57种。这些运动链与主动件和机架相连可分别构成F=2、F=3的机构,将为变胞机构的型综合提供依据。     

3-6Stewart平台安全机构设计

提出了一种通过优化杆长的最大伸长比来进行Stewart平台安全机构设计的方法。首先用 Stewart平台上平面顶点轨迹圆的集合定义了顶点空间 ,并通过设计伸长比 ,生成不同的顶点空间 ;进而在考虑上平面几何约束的条件下建立约束方程 ,在顶点空间内 ,将满足约束条件的机构的设计问题转化为三角形方程组解的存在性问题 ;最后利用 Strum定理来确保在任一组顶点轨迹圆上都存在满足约束条件的实解。仿真实验表明 ,应用该方法设计出的 Stewart平台不但能够满足机构的约束 ,而且具有最大的工作空间。     

基于并联机构理论的曲柄群驱动机构的自由度分析

曲柄群驱动机构是一种特殊的传动机构,根据经典机构学的理论,它是一个超静定机构,文中将它视为一种特殊的并联机构,运用基于螺旋理论的自由度分析方法,对存在p个曲柄的该机构的自由度进行了分析,从约束螺旋的角度深入分析了其被约束的自由度,结果表明其自由度为1,破解了它的超静定问题,为该机构的应用提供了理论依据。     

球面剪叉可展机构的运动特性分析

为揭示任意个球面剪叉单元构成的球面可展机构的运动特性,研究这类机构的自由度特性和运动分析方法。基于螺旋理论分析球面剪叉单元及其串联运动链、多支链构成的球面可展机构的自由度特性,得出由球面剪叉单元构成的球面剪叉可展机构的自由度特性,据此构造出任意个球面剪叉单元和任意个支链构成的自由度为1的球面可展机构。基于球面几何理论,对两个球面剪叉单元串联的球面可展机构进行运动分析,并对任意m个球面剪叉单元串联的球面可展机构进行运动分析,在此基础上分析n个支链的球面剪叉可展机构的运动特性。建立球面剪叉可展机构这类机构通用的运动分析方法,并给出运动分析的数字实例,证明了该方法的有效性。编制能满足任意个球面剪叉单元构成的球面可展机构的运动分析软件,实现了对这类机构运动的自动分析计算,具有工程应用的实际意义。     

平面柔性机构的结构型式及其自由度分析

平面柔性机构自由度的分析可为选择其驱动器提供依据,平面柔性机构由刚性构件、刚性运动副、柔性构件、柔性铰链四个元素组成,不同元素的不同组合得到不同的柔性机构型式,理论上共计15类,工程应用型计11类,在分析单一柔性构件自由度及其影响因素的基础上,基于“伪刚性机构”的思想,提出了两个及两个以上元素组成柔性机构的自由度计算原则,并根据此计算原则对11类工程应用性的平面柔性机构给出了实例机构的自由度计算.     

基于性能图谱的2自由度RR&PRR解耦球面并联机构承载能力研究

2自由度解耦球面并联机构动平台通过两条支链与静平台连接,第1条支链由两个转动副(R)组成,第2条支链由1个移动副(P)、2个转动副(R)组成。在机构设计无量纲法建立2自由度解耦球面并联机构空间模型的基础上,对该机构的承载能力性能指标进行系统的分析,提出了应用性能指标均值及其波动情况描述机构承载能力性能的新方法,以等值线的形式绘制了该机构的承载能力性能图谱。     

RESEARCH ON ADAPTIVE DATA COMPRESSION METHOD FOR TRIANGULATED SURFACES

NC code or STL file can be generated directly from measuring data in a fas re-verse-engineering mode. Compressing the massive data from laser scanner is the key of the new mode.An adaptive compression method based on triangulated-surfaces model is put forwar. Normal-vectoranges between triangles are computed to find prime vertices for removal. Ring data structure isadopted to save massive data effectively. It allows the efficient retrieval of all neighboring vertices andtriangles of a given vertices. To avoid long and thin triangles, a new re-triangulation approach based onnormalized minimum-vertex-distance is proposed, in which the vertex distance and interior angle oftriangle are considered. Results indicate that the compression method has high efficiency and can getreliable precision. The method can be applied in fast reverse engineering to acquire an opimal subsetof the original massive data.     

基于多向波前法的岛屿孔洞修补

针对现有孔洞修补算法对复杂孔洞修补效果差的问题,提出了一种适用于岛屿类孔洞修补的新型多向波前法。首先检测孔洞边界与岛屿边界并对其进行预处理,以孔洞边界与岛屿边界为波前,插入顶点与三角面填充孔洞;然后对新增顶点与新增三角面进行合理性检验;最后根据法矢与曲率调整新增顶点,使其最大程度拟合原有曲面特征。实验结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于径向基函数的多种类型孔洞修补算法研究

利用径向基函数对散乱数据点进行曲面重建受到越来越多学者的关注,并被应用于解决网格模型中的孔洞修补问题。本文在实现径向基函数对简单孔洞进行修补的基础上,进一步研究了对多种类型孔洞的修补问题,提出了统一的修补算法:首先利用填充算法对孔洞进行填充,然后使用径向基函数建立孔洞区域的隐式曲面,最后将新增加的三角片顶点调整到建立的隐式曲面上,并给出了修补结果的优化处理。实例证明,该算法适用性好,对不同类型孔洞的修补效果理想。     

Loop细分曲面的自适应等距面生成算法与实现

提出一种精确快速生成有边界等距 L oop细分曲面的新算法 ,其核心思想是 :从控制网格顶点在 L oop细分曲面上的位置 ,按照给定的等距值 ,沿其法矢正 (反 )向等距 ,通过解线性方程组求出等距后的控制网格 ,然后检测等距误差 ,对部分超过给定等距精度的控制网格进行局部自适应细分 ,重新生成等距面并检测误差 ,直至整个细分等距曲面满足精度要求 ,所生成的等距细分曲面除局部 C1 外其余 C2 连续。实例表明 :本算法高效稳定 ,生成的等距细分曲面已完全满足实际工程需要。     

GENERATE TRIANGUUTED SURFACES FROM MASSIVE UNORGANIZED POINTS

A region-growing method for reconstructing triangulated surfaces from massive unorganized points is presented. To save memory space, a ring data-structure is adopted to build connections between points and triangulated surfaces. The data-structure allows the efficient retrieval of all neighboring vertices and triangles of a given vertice. To narrow the search range of adjacent points and avoid mangle intersection, an influence area is defined for each active-edge. In the region-growing process of triangulated surfaces, a minimum-edge-angle-product algorithm is put forward to select an appropriate point to form a new triangle for an active edge. Results indicate that the presented method has high efficiency and needs less memory space, optimized triangulated surfaces with reliable topological quality can be obtained after triangulation.     

Geometric data simplification for a virtual factory

A virtual factory is a very useful model for analyzing complex manufacturing systems that cannot be described by analytical or mathematical models. One of the main obstacles in the simulation of a virtual factory comes from the huge size of the geometric data involved. This paper proposes an efficient method for reducing that data volume through introducing a simplification method for virtual factories that consist of prismatic solid models containing complex internal features. The proposed method allows a determination of whether the faces of a virtual factory represent internal features (invisible), which are unnecessary to the simulation and may therefore be eliminated. The proposed approach uses a graphics board optimized to render a given scene and reverses the process; after drawing a scene, we try to identify the entities that are visible. The proposed algorithm splits the given triangles into visible groups, and for each visible group, we can then draw the mesh on a pixel map from the corresponding viewing direction. By querying the colors that appear on the pixel map, it is possible to determine the visible triangles. When the visible triangles are known, it is possible to remove the internal features by removing those invisible triangles from the triangular mesh.     

任意曲面离散求交的投影算法及其实现

提出一种任意曲面离散求交的投影算法。曲面首先被离散为一系列三角形平面子面片 ,然后将这些平面三角形面元分别投影到正投影面和水平投影面上 ,再将得到的两个投影映射到二维空间。在二维空间 ,求出两相交三角形的交线段 ,其集合就是两曲面交线的逼近。在详细描述算法原理后 ,给出了算法的实现步骤     

一种新的空间离散点集的直接三角剖分方法

针对映射法无法保证在平面中所谓“优”的三角剖分所对应的空间形状也满足要求的缺点,文中提出了一种对空间离散点集进行直接三角剖分的新方法——在形成了初始三角形后,利用生长法,循环扩展三角形各边,直至所有三角形扩展完毕。在算法实现上,提出了利用三角形法向量夹角、阈值距离以及最小内角几个参数,对三角形的生长进行约束,从而使最优点的搜索范围大大降低,提高了三角形扩展的准确性,保证了三角网格的质量。实验证明,该方法适应性广并具有准确、高效的特点。     

Similar Vertices and Isomorphism Detection for Planar Kinematic Chains Based on Ameliorated Multi-Order Adjacent Vertex Assignment Sequence

Isomorphism detection is fundamental to the synthesis and innovative design of kinematic chains(KCs).The detec-tion can be performed accurately by using the similarity of KCs.However,there are very few works on isomorphism detection based on the properties of similar vertices.In this paper,an ameliorated multi-order adjacent vertex assign-ment sequence(AMAVS)method is proposed to seek out similar vertices and identify the isomorphism of the planar KCs.First,the specific definition of AMAVS is described.Through the calculation of the AMAVS,the adjacent vertex value sequence reflecting the uniqueness of the topology features is established.Based on the value sequence,all possible similar vertices,corresponding relations,and isomorphism discrimination can be realized.By checking the topological graph of KCs with a different number of links,the effectiveness and efficiency of the proposed method are verified.Finally,the method is employed to implement the similar vertices and isomorphism detection of all the 9-link 2-DOF(degree of freedom)planar KCs.     

数控加工仿真中精度验证技术的研究

分析了数控加工仿真精度验证方法,提出扩展Z&N精度验证方法,以两重过滤的形式表示精度验证过程。通过过滤器1滤除使用Z&N法就可以满足验证精度要求的点,对通过的点进行进一步的误差计算,从而提高精度验证效果;过滤器2以区位编码的形式滤除用于精度验证的设计模型三角片集合中的无效三角片,提高验证误差计算效率。将验证效果与国外商用系统进行了对比,说明了算法的应用效果。