串行機(jī)構(gòu)的工作空間三維建模研究.pdf

1、機(jī)構(gòu)的工作空間是機(jī)構(gòu)伸縮，旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)所能達(dá)到的空間范圍，它的大小和形狀反映了機(jī)構(gòu)的工作能力。工作空間的研究不僅有助于評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)上的工作性能，也是衡量機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的重要指標(biāo)，對(duì)其設(shè)計(jì)、控制和應(yīng)用等都具有重要的意義。對(duì)串行機(jī)構(gòu)工作空間的分析是分析復(fù)雜機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。構(gòu)建串行機(jī)構(gòu)的工作空間的三維模型，對(duì)機(jī)構(gòu)的工作空間分析有著極大幫助，能夠幫助我們準(zhǔn)確形象地計(jì)算并可視化出串行機(jī)構(gòu)的工作空間，縮短機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)間。
　　 本文創(chuàng)新提

2、出了一個(gè)串行機(jī)構(gòu)特征識(shí)別算法，建立了其工作空間三維生成方法，并對(duì)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了分析。主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)介紹了串行機(jī)構(gòu)工作空間的研究意義和目的，分析了工作空間，三維建模的研究現(xiàn)狀和方法，確定了研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容。
　　 (2)ACIS、HOOPS和InterOp技術(shù)平臺(tái)。詳細(xì)分析研究了ACIS內(nèi)核的圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)鋵?duì)象的類(lèi)型特點(diǎn)，HOOPS圖型渲染機(jī)制以及InterOp數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原理

3、架構(gòu)。
　　 (3)串行機(jī)構(gòu)特征識(shí)別算法。根據(jù)機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)軸的特征，提出了一種基于點(diǎn)線(xiàn)式數(shù)學(xué)表達(dá)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)節(jié)的特征描述，并詳細(xì)給出了關(guān)節(jié)表達(dá)方程的構(gòu)造過(guò)程;接著實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)的特征識(shí)別。
　　 (4)根據(jù)D-H方法建立了串行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系，然后根據(jù)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系模型，再得到各個(gè)關(guān)節(jié)之間的變換矩陣，從而得到串行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，實(shí)現(xiàn)計(jì)算出機(jī)構(gòu)空間的范圍。
　　 (5)根據(jù)NURBS曲面的定義與計(jì)算公式，