基于Geomagic Design Direct的残缺数据实体重构

面向实物的逆向工程技术是近几年来研究和发展的热点,已广泛应用于产品设计、文物保护和零件修复等领域。报告了对模型的残缺表面数据进行曲面和实体重构的研究现状,以及结合正向和逆向建模软件进行实体模型重构的局限性。介绍了应用软件Geomagic Design Direct进行实体模型重构的优势以及对残缺表面数据实体模型重构的一般流程。提出了基于软件Geomagic Design Direct的特征识别与提取功能,对残缺表面数据进行实体重构的解决方案,并以某一零部件的残缺表面数据为例进行实体重构验证了该方案的可行性和便利性。     

基于边界划分的逆向非特征建模

非特征建模方法是逆向工程中的重要研究内容。通过对目前应用比较广泛的基于探测轮廓线和基于探测曲率的逆向非特征建模的方法分别进行了总结和分析,在此基础上提出了一种基于边界划分的逆向非特征建模,并详细介绍了该方法的一般流程及优势。以逆向建模软件Geomagic Studio为平台,通过对复杂特征的模型进行逆向建模及误差分析,验证了该建模方法的优势,为逆向非特征建模提供了一种新的建模方法。     

面向专利产品创新设计的可拓变换方法研究

目的 结合可拓变换方法与TRIZ理论,运用到专利产品创新设计中。方法 对目标专利产品进行分析,将系统组件分层并建立物元,通过功能分析判断组件功能的效果,确定组件正常、不足、有害和过剩功能,并用事元和关系元表达功能信息。通过功能分析和基元模型建立起该专利产品的功能模型,将问题功能的相关组件作为规避对象,运用可拓变换中的删变换和置换变换进行组件或组件参数的删减与替换,获得规避模型,再通过TRIZ理论求解工具解决规避后产生的问题,获得解决方案,最后进行侵权判断。结论 将可拓变换方法与TRIZ理论相结合运用到专利产品的创新设计中,可结合两者的优势,更加深入地分析问题与解决问题。     

基于功能分析系统技术与TRIZ的牙签包装机设计

目的提出一种功能分析系统技术与TRIZ集成的方法,并应用于自动牙签包装机设计。方法利用功能分析系统技术,绘制牙签包装机的功能系统图,再运用TRIZ理论、专利库以及现有经验将功能映射成结构,最后将各结构组合,得到基于功能分析系统技术和TRIZ的牙签包装机设计路线。结果得到了自动牙签包装机的设计方案,实现了大袋牙签包装的自动化,提高了生产效率。结论对牙签包装机的创新设计验证了该设计路线对新技术系统设计与开发的有效性。     

基于功能变更的专利产品创新再设计

目的从突破现有优秀专利壁垒的角度出发,将功能变更方法应用于专利产品的创新再设计。方法确定专利总功能和技术特征,建立功能结构模型,泛化核心功能并分析功能语义的同义或反义表述,选用合适的功能表达来替换,并构建新的功能结构模型。结果最终通过对功能新表述寻找新的实现方法,得到专利产品的创新再设计的物理模型。结论实现对专利产品的创新再设计,形成自己有特色有价值的专利。同时以一种酒类包装盒为实例验证上述创新再设计方法的有效性。     

基于ACIS平台的变形造型技术

论述了变形造型技术的研究现状以及ACIS平台中变形造型模块的变形类型和变形参数,并基于此平台开发了变形造型的应用程序.结果表明基于ACIS平台可便利地实现变形造型应用程序的开发.     

基于基元理论的改进功能分析方法研究

以可拓学的基元理论和TRIZ （发明问题解决理论）功能模型分析方法为基础,研究一种集两种理论优点的改进功能分析方法.首先阐明了基元理论和TRIZ功能模型分析方法,在对两种分析理论充分理解的基础上设计并阐明了改进功能分析方法的过程和步骤,并以牙刷为案例对新方法的具体实施过程和应用进行了说明和论述.改进的功能分析方法具有可拓基元对问题的形式化表示和信息挖掘的特点,同时具有TRIZ功能模型直观形象地表示系统结构和组成的特点,是一种更加全面有效的问题分析方法.     

基于Geomagic Studio的快速曲面重建

快速曲面重建是逆向工程软件系统的重要发展趋势.通过点云生成CAD曲面的流程,分析了快速曲面重建系统的典型代表Ceomagic Studio软件的设计思路和应用特点.重点通过实例对其曲面阶段的形状和制作模块下3种不同的处理流程进行分析,总结了基于Geomagic Studio的快速曲面重建的主要特点,并提出其应用前景.     

基于用户需要与功能融合的已有产品创新设计

针对已有产品的创新设计,为充分考虑不同类型的用户需要信息,利用可拓创新方法对其进行形式化和流程化研究,提出基于用户需要与功能融合的已有产品创新设计方法。建立用户需要事元,并与已有产品功能事元进行比较,若类型一致,则通过功能分析对原系统进行分析,找到问题功能并利用基元理论和可拓变换改进原系统功能结构模型;若类型不同,通过用户需要事元与功能事元的映射关系获得功能动作表现的物元;根据功能事元和结构关系元的映射关系获得结构关系元的特征和量值,建立新功能系统模型;将两类模型进行功能融合并得到新产品的功能配置及设计方案。通过对已有光伏电池板清洁设备进行创新设计,验证了该方法的可行性与有效性。     

基于单应性矩阵的线结构光测量快速标定方法研究

针对线结构光三维测量中的测量系统标定问题,对相机成像与畸变模型、单应性矩阵模型、线结构光移动扫描等方面进行了研究,对现有的线结构光测量系统标定方法的特点进行了归纳,提出了一种基于单应性矩阵的线结构光测量快速标定方法。利用机械辅助装置,使标定板和结构光平面平行并且共面,避免了多次调整位置,实现了线结构光三维测量系统的快速标定;利用标定板对扫描过程中单帧时间间隔内线结构光测量模块的位移量进行了计算,完成了对被测物整体扫描后全局点云的拼接;利用移动平台对单应性矩阵和测量点云数据的准确性进行了测试。研究结果表明:该方法能够快速建立线结构光测量系统的测量模型,标定过程简单、高效,能够满足有一定精度要求的三维扫描。