基于触觉交互的反求建模再设计技术研究

摘要

本文研究的主要内容是基于触觉交互的逆向工程再设计方法,针对传统CAD软件对于复杂的曲面建模这一难点,利用逆向工程技术与FreeForm触觉式设计结合,快速实现复杂外形的模型构建与再设计,通过快速原型技术成型样件检验模型的外观与实用性。在逆向工程中,主要研究内容包括实物模型的表面数字化测量、数据点云的处理和基于CATIA的曲面重构；再设计过程中主要利用FreeForm触觉交互技术对数据点云的处理和基于逆向工程建立的模型进行修改和细节添加；快速制造是通过FDM快速成型技术制造真实样件,通过真实样件反馈模型的外观美观性和实用性。对于复杂外形的逆向建模技术,详细分析了逆向工程技术的原理,思路以及反求建模方法。介绍了实物模型表面数字测量技术的发展和测量原理以及本次实验用手持式3D扫描仪测量壶体模型的过程介绍,对逆向工程的数据点云处理技术,讨论了多种点云处理方法和原理,通过CATIA的逆向建模功能,分析其在逆向工程技术中应用的基本方法和步骤,本文通过对壶体的逆向建模结果显示基于手持式3D扫描得到的点云数据,结合CAITA逆向建模快速准确。逆向工程技术需要进行再设计才能有所创新,本次实验对模型再设计的外形比较复杂,对模型一部分外形进行了变形处理,主体部分添加了细节造型,因此,本次采用了触觉交互工具----FreeForm设计系统。结合该系统的特点分析了其设计原理和优势,为模型外形进行细节添加和修改。本文结合了快速制造技术比较常用的一种方法----FDM熔融沉积快速制造方法,介绍了该方法的原理与技术要点,成型本次实验模型同时达到了对模型的校验的效果。