模具装配中求解约束的自由度分析算法

采用符号法求解几何约束，能够避免建立和求解大型非线性约束方程组。基于符号法提出并构造了用于求解模具装配约束的自由度分析算法，能够快速有效地求解装配约束，同时较好的解决装配中的欠约束和过约束问题，更易实现模具装配设计过程中的智能化、自动化。     

逆向工程中基于几何约束的汽车零部件模型重建

结合汽车变速籀、发动机零部件的精密测量和数字建模，考虑零部件实物模型中的隐含约束关系，提出了基于几何约束的模型重建和优化求解方法。该方法把约束按照优先等级顺序添加到约束图中，应用自由度分析法建立协调的约束系统，把复杂约束问题分解为约束子问题进行求解。将该方法应用于变速箱零部件模型重建中，所得到的几何模型较好地反映了原始设计意图，满足产品装配精度要求。     

装配顺序规划中的几何约束分析方法

针对目前计算机辅助装配顺序规划中存在的问题，提出了一种几何约束分析方法。该方法根据装配结构设计ＣＡＤ信息，利用ＧＣＡ最小约束装配状态算法，能够计算出正确、完备的装配优先关系，为进一步提高装配顺序规划的自动化水平和分析效率提供了一种有效途径。     

基于约束的虚拟装配技术研究

为了实现基于约束的虚拟装配操作,给出了虚拟环境中装配约束的统一表达方法,以及约束与自由度的等价关系和运动自由度的归约等,提出了一套虚拟装配中的约束处理算法。首先,利用装配关系自动识别算法,判断两个零件几何约束元素之间的位姿关系是否在给定的误差范围内;其次,使用定位求解算法,使主动体零件在满足已经确认约束的基础上,以最小的位姿调整量满足新约束;最后,提出了基于广义坐标系的运动导航算法,根据装配零件满足的约束对其运动进行引导。这些算法已经应用于集成虚拟装配环境的系统中,实践证明它们能很好地支持集成虚拟装配环境的约束处理,实现了虚拟装配过程与实际装配过程的高度统一。     

基于自由度约束与正弦摩擦补偿的遥控器装配策略

为解决遥控器装配等组装场景非规则外形零件装配问题，提出一种基于自由度约束与正弦摩擦补偿的装配策略设计方法。首先，该方法分析待装配体几何特征，利用接触状态的自由度约束方程设计装配动作，通过不同接触状态之间的迁移逐步约束待装配体之间的相对自由度；之后，针对常用摩擦力补偿算法受静摩擦力影响较大问题，提出一种基于正弦摩擦补偿的摩擦模型，用于补偿静摩擦力。同时，基于无力传感器的关节阻抗算法框架设计运动轨迹和外力，并判断装配状态迁移条件，有效提升装配成功率。实验结果表明，静摩擦补偿后的关节阻抗控制算法明显提升了静力感知性能，提出的装配策略在非规则外形零件组装场景成功率达94%,装配过程的机器人末端出力不超过20 N,可保证在装配力较小条件下以较高成功率完成装配。     

几何可行装配顺序推理方法及实现技术

在系统分析相关文献的基础上，重点针对装配优先关系推理和几何可行装配顺序计算，提出了一种系统化的分析方法－“几何约束分析”方法。该方法从装配体中各个零件之间的约束方向计算出发，可以自动求解出装配结构本身所固有的、隐含的装配优先关系，而且能够保证推理结果的正确性和完备性。在此基础上，设计出几何可行装配顺序的反向推理算法，并结合实例分析了基于几何约束分析方法的装配优先关系推理，及几何可行装配顺序推理的计     

基于多色集合的装配序列形式化推理方法

为减小装配序列的求解空间,提出了一种基于多色集合理论的装配序列的形式化推理方法,并建立了零件基本配合约束与自由度之间关系的多色集合矩阵.采用多色集合中的体与元素之间的模块布尔矩阵,描述产品的零件组与装配约束的对应关系,建立装配约束关系的方程组和联接件的装配数学模型,并给出求取约束关系方程组的算法.以装配约束关系方程组作为筛选可行装配序列的充要条件,提出可行装配序列的推理算法.最后以实例对该算法进行了说明.     

语义推理驱动的协同装配技术

为提高协同装配智能型和自动化程度,提出了语义推理驱动的智能装配技术.通过定义装配端口,建立装配元件之间连接关系的高级抽象表达;通过三维语义标注,构建产品三维形体与语义内容的关联,由此构建面向装配的产品本体模型.通过建立语义推理规则库及端口坐标系,实现装配连接关系的自动推理,并自动创建元件之间的配合操作关系.开发了基于自由度分析的三维约束求解引擎,基于推理结果自动求解变换矩阵,最终实现元件的自动装配.开发了智能协同装配原型系统并进行了试验,结果验证了该方法的有效性.     

计算机辅助几何可行装配顺序推理及基优化分析

针对装配优先关系分析,几何可行装配顺序推理以及最优几何可行装配顺序选择3个层次的问题,提出了一种系统化的分析方法-几何约束分析方法,该方法从装配体中各个零件之间的约束方向分析出发,可以自动求解出正确和完备的装配优先关系;在装配优先关系的约束政下,可以计算出所有的几何可行装配顺序规划;并从操作空间大、装配方便角度出发,设计出几何可行装配顺序优选算法;可以从大量的几何可行装配顺序中求解出几何性能最佳的装配顺序规划,应用具体实例分析演示了几何约束方法在计算机中的实现过程,并证实了该方法的实用性有效性。     

计算机辅助几何可行装配顺序推理及其优化分析

针对装配优先关系分析、几何可行装配顺序推理以及最优几何可行装配顺序选择3个层次的问题,提出了一种系统化的分析方法——几何约束分析方法。该方法从装配体中各个零件之间的约束方向分析出发,可以自动求解出正确和完备的装配优先关系在装配优先关系的约束下,可以计算出所有的几何可行装配顺序规划;并从操作空间大、装配方便角度出发,设计出几何可行装配顺序优选算法,可以从大量的几何可行装配顺序中求解出几何性能最佳的装配顺序规划。应用具体实例分析演示了几何约束分析方法在计算机中的实现过程,并证实了该方法的实用性和有效性。