基于逆向工程的復(fù)雜人機(jī)曲面的建模和優(yōu)化方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步,現(xiàn)在物品的設(shè)計(jì)不僅要滿足其功能的要求還要滿足美觀性的要求,故產(chǎn)品的外形優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)是現(xiàn)在科研人員研究的主要內(nèi)容。本文以逆向工程為前提,人機(jī)工程學(xué)、能量法和曲線曲面光順理論等多學(xué)科為理論基礎(chǔ),改進(jìn)的遺傳蟻群算法為優(yōu)化算法,研究座椅后背曲線曲面的造型及其光順,從而得到更加符合實(shí)際產(chǎn)品外形的曲線曲面。利用多學(xué)科優(yōu)化方法分析曲線曲面造型及光順的應(yīng)用在目前在這個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用還是比較少的,所以對(duì)于復(fù)雜人機(jī)曲面的研究還有許多問(wèn)題,因此有

2、待我們進(jìn)一步研究。
　　針對(duì)復(fù)雜人機(jī)曲面造型中的許多問(wèn)題,本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.利用接觸式測(cè)量?jī)x對(duì)復(fù)雜后背柔性曲面測(cè)量方法研究
　　由于后背復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)根據(jù)接觸式測(cè)量?jī)x得到的,如果直接用接觸式測(cè)量?jī)x對(duì)后背進(jìn)行測(cè)量,這樣得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是不準(zhǔn)確的,針對(duì)這個(gè)問(wèn)題本文提出的研究方法是制作一個(gè)后背的石膏模型,把柔性曲面轉(zhuǎn)換成剛性曲面,再對(duì)該石膏模型進(jìn)行測(cè)量取點(diǎn),這種方法能夠節(jié)省測(cè)量時(shí)間并且能夠避免柔性曲面測(cè)量時(shí)出

3、現(xiàn)的彈性誤差。
　　2.基于能量法模型建立時(shí),目標(biāo)函數(shù)由“雙變單”的研究
　　在對(duì)復(fù)雜人機(jī)曲面進(jìn)行優(yōu)化時(shí),必須要同時(shí)保證曲面的光順性和人體的舒適性,這就需要研究如何把雙目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)函數(shù),也就是使復(fù)雜人機(jī)曲面在滿足人體舒適性的前提下,還要具有曲面的光順性。本文提出的研究方法是對(duì)于人體舒適度要求較高的點(diǎn)云(肩部、腰部),在進(jìn)行曲線曲面擬合光順時(shí),保證這些點(diǎn)云位置不變,這樣就能同時(shí)滿足曲面光順性和人體舒適性。
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4、.改進(jìn)遺傳蟻群算法的研究
　　針對(duì)曲線曲面光順?biāo)惴?本文提出了一種改進(jìn)的遺傳蟻群算法,該算法結(jié)合了傳統(tǒng)的遺傳算法和蟻群算法各自的優(yōu)點(diǎn),在適應(yīng)度函數(shù)、交叉、變異、收斂性等方面做了改進(jìn),并且應(yīng)用了能量法中的最小能量原理,該方法較傳統(tǒng)優(yōu)化方法在優(yōu)化速度和計(jì)算精度等方面都有顯著的改善。
　　通過(guò)分析復(fù)雜曲面優(yōu)化后的結(jié)果,證實(shí)本文的研究方法提高了曲面的光順性,本文的研究還可以應(yīng)用到其它復(fù)雜人機(jī)曲面中,例如:頭盔、假牙、骨骼等方面,故該