电子轨迹曲线图库系统关键技术及其应用研究

摘要

机械产品广泛的应用于制造业、工程施工、人们生活等领域,机构作为机械产品的核心,承担着运动传递、变换与复杂运动规律实现的作用。因此,机构的设计是机械产品创新的关键。在机构创新中,经常会遇到轨迹生成机构的设计问题,即综合能实现期望轨迹曲线的连杆机构运动尺寸,其中,间接机构综合法需要应用连杆曲线图谱。另外,机电产品外观造型由形态、色彩、材质与图饰等元素构成,其中几何形态常用特征曲线表示。连杆曲线与产品造型轮廓特征线都是平面封闭曲线,而且数量巨大。针这类曲线的共性特征,本文提出建立电子轨迹曲线图库系统,以实现对这类曲线的计算机辅助管理与应用。主要研究内容如下:
　　(1)论文在分析机构轨迹分析与轨迹生成机构研究与应用现状的基础上,详细分析了非均匀采用时,轨迹曲线几何特征谱、两条轨迹曲线几何特征匹配度和几何形状相似度的求解方法,通过实例比较了它们度量轨迹曲线形状的特点。
　　(2)对构建的机构连杆曲线数学模型,应用MATLAB编程技术开发了机构动态仿真系统。应用仿真曲线、轨迹曲线几何特征谱的非均匀采样法,对连杆曲线进行离散,以获得能反映曲线形状的有限个(不小于20个)离散点坐标,并由此确定曲线形状几何特征谱,为构建电子轨迹曲线图库奠定基础。
　　(3)分析了应用图像处理技术提取轮廓曲线的特点,对于以图片形式给出的期望轨迹曲线,提出了应用MATLAB图像处理工具箱提取其轮廓曲线,以及其离散点坐标,进而确定其几何特征谱,以供与其它轨迹曲线形状的比较。
　　(4)应用Microsoft SQL Server 2008数据库和MATLAB编程技术,根据连杆曲线图谱对四杆机构目标轨迹的总结,对于生成大量的轨迹曲线,按照其几何特征进行分类,设计与开发了电子轨迹曲线图库系统。
　　(5)基于电子轨迹曲线图库系统,设计开发轨迹生成机构设计原型系统。该系统应用机构间接综合法,即在电子轨迹曲线图库中检索与期望轨迹曲线相似的连杆曲线,通过直接观测,确定出最相似连杆曲线及其对应机构基本参数。作为近似解,以人机交互的方式微调机构基本参数,仿真检验其形状特征,直到获得满足精度为止。
　　最后,通过实例验证所开发的电子轨迹曲线图库系统与应用其实现的轨迹生成机构设计原型系统的可行性与有效性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究目的与内容

第二章 轨迹曲线的特征分析方法

2.1 原始轨迹生成方法

2.2机构轨迹分析方法

2.3 机构轨迹曲线特征值及其应用

2.4 本章小结

第三章 期望轨迹曲线特征获取技术

3.1期望轨迹曲线的图像处理

3.2期望轨迹曲线离散点坐标提取

3.3期望轨迹曲线特征提取的方法

3.4 本章小结

第四章 电子轨迹曲线图库原型系统开发

4.1电子轨迹曲线图库原型系统的开发流程

4.2 电子轨迹曲线图库系统开发技术

4.3电子轨迹曲线图库系统结构设计

4.4 电子轨迹曲线图库系统界面设计

4.5 本章小结

第五章 轨迹生成机构设计原型系统开发与应用

5.1轨迹生成机构设计原型系统开发技术

5.2轨迹生成机构设计原型系统功能模块设计与开发

5.3轨迹生成机构设计原型系统界面设计

5.4轨迹生成机构设计原型系统的应用

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录 100条典型轨迹曲线及其几何特征匹配度

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢