报废汽车挡风玻璃拆解轮廓跟踪技术研究

摘要

国内外主要对报废汽车进行破碎处理或对挡风玻璃进行手工拆解,还没有形成报废汽车挡风玻璃的自动化、智能化拆解。我国对报废车的拆解回收起步较晚、发展滞后,国外报废车的回收技术先进、机制完善,并有相应的法律与政策支持,但都缺乏自动化的挡风玻璃整块拆解技术与设备。针对汽车挡风玻璃高效、无损拆解的需要,对挡风玻璃拆解轮廓跟踪技术进行了研究。
　　本文基于Matlab对挡风玻璃的拆解轮廓进行了拟合。先探测出了汽车模型的前后挡风玻璃轮廓数据点,然后利用 Matlab强大的曲线拟合及图形绘制功能,对轮廓数据点进行了拟合,并绘制出了图形。拟合出的轨迹连续、平滑,与实际的曲线近似度高,可以用作实际的拆解轨迹。对报废汽车挡风玻璃轮廓跟踪的机构进行了设计,确定了其驱动、传动方式。然后为其选定了传动机构,进而确定了执行机构。最后对控制系统进行了分析与设计,并设计了边缘检测传感器。依据运动控制卡连接情况、原点搜寻情况、文件数据查询结果对控制卡的下一步动作进行判定,设计了跟踪流程图。对挡风玻璃轮廓跟踪的原点设置、点动以及自动跟踪进行了VB界面与程序的设计。将VB、So lidWorks和虚拟现实技术相结合,实现了挡风玻璃轮廓跟踪的虚拟现实仿真。首先对跟踪机构零件按照主次顺序分别建立了实体模型,并进行了虚拟装配,然后将它们依次转换格式,并利用内联节点导入虚拟现实的文本编辑器,将文件嵌套编组,确定了父子关系。最后添加运动关系,用时钟事件对运动进行传递,还利用VB实现了轮廓跟踪的人机交互,最终达到了跟踪机构沿挡风玻璃轮廓进行自动跟踪的目的,仿真效果良好。通过 Matlab仿真了跟踪机构末端点的运动,对各分量位置进行了测量。通过本文的研究,为报废汽车挡风玻璃切割机的研制奠定了基础;为挡风玻璃自动化拆解技术的研究提供了技术支持和理论支撑。

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第一章 绪 论

1. 1 报废汽车的回收利用现状

1. 2 挡风玻璃循环利用的现状和发展趋势

1. 3 曲线拟合的方法概述

1. 4 轮廓跟踪技术概述

1. 5 虚拟现实系统的结构和类型

1. 6 课题的来源及意义

1. 7 本课题的研究内容

第二章 挡风玻璃拆解轮廓的曲线拟合

2.1 基于Matlab的曲线拟合和图形绘制

2. 2 拟合步骤与数学推导

2. 3 轮廓数据点的探测

2.4 基于Matlab的轮廓曲线拟合

2. 5 本章小结

第三章 挡风玻璃拆解轮廓跟踪系统的硬件设计

3. 1 轮廓跟踪系统设计的总体目标

3. 2 轮廓跟踪系统的工作原理

3. 3 跟踪机构的设计

3. 4 轮廓跟踪控制系统的设计

3. 5 边缘检测传感器

3. 6 本章小结

第四章 挡风玻璃拆解轮廓跟踪系统的软件设计

4. 1 跟踪系统软件设计的流程

4. 2 原点设置的软件设计

4. 3 点动控制的软件设计

4. 4 轮廓跟踪的软件设计

4. 5 本章小结

第五章 挡风玻璃拆解轮廓的跟踪仿真

5. 1 仿真的总体方案

5. 2 零件建模

5. 3 零件装配与干涉检查

5. 4 轮廓跟踪的运动仿真

5. 5 跟踪机构末端点各分量的位置测量

5. 6 本章小结

第六章 总结与展望

6. 1 本文总结

6. 2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录

致谢