面向設計重用的農機專業(yè)底盤數字化設計方法研究.pdf

1、目前，我國農業(yè)機械裝備產品多以跟蹤和仿造國外產品為主，核心技術自主知識產權水平較低。農機產品的設計多采用傳統(tǒng)的設計方法，產品開發(fā)周期長、重復性設計多、設計資源難以重用，在產品型號、標準化程度和產品質量上與國外農機發(fā)展強國存在較大差距。因此，在農機裝備設計領域通過數字化設計技術改造傳統(tǒng)農業(yè)機械設計手段，對于提高我國農業(yè)裝備的設計水平,提升農業(yè)裝備制造企業(yè)在國際上的競爭力具有重要的意義。本文針對我國農機專業(yè)底盤數字化設計過程中精細化和智能化

2、設計重用的需求，提出面向設計重用的農機專業(yè)底盤數字化設計方法研究，從農機專業(yè)底盤零部件實例推理、整體相似性評價、局部結構檢索重用和參數化設計等方面展開系統(tǒng)研究。
　　論文的主要研究工作包含以下幾個方面：
　　（1）基于多屬性決策的底盤零部件實例推理方法。針對農機專業(yè)底盤參數屬性多、參數類型差異大、屬性不能無條件補償等特點，傳統(tǒng)實例推理中以屬性加權評價為主的最近鄰算法已不能滿足實際需求,提出將級別高于關系的 ELECTRE多屬

3、性決策方法應用到農機專業(yè)底盤的實例推理中，首先對農機底盤實例數據進行預處理，然后采用層次分析法確定屬性權重，通過實驗調整各屬性不和諧性閾值后進行級別高于關系的構造和挖掘，最終實現(xiàn)目標實例與數據庫中實例的相似性評價，并以履帶式聯(lián)合收獲機底盤實例進行驗證。
　?。?）基于視覺特征的底盤模型整體相似性評價方法。首先對底盤模型庫中各模型進行投影，獲取三視圖并對視圖進行二值化、稀釋化處理；提取圖像的輪廓邊緣像素數據點，采用傅里葉描述子對輪廓

4、特征進行計算，得到圖像邊緣描述子的特征向量；利用極半徑不變矩對二值化圖像進行整體區(qū)域特征提取，依據三視圖的權重計算圖像加權值；最后通過距離相似度返回數據庫中與輸入圖像相似的三維模型。實驗結果表明算法檢索性能效果較好，能夠滿足實際要求。
　?。?）基于局部結構檢索的底盤零件設計重用方法。首先以設計特征作為設計語義信息的基礎載體，對底盤零件三維CAD模型進行結構化表征，并用特征屬性鄰接圖來表示；然后設計能夠捕捉不同層次信息的特征描述子

5、，構建融合語義的特征相似性評價模型；最后采用子圖同構算法計算查詢局部結構與模型庫中零件的特征屬性鄰接圖的特征匹配對，以此計算相匹配局部結構的相似度。實驗結果表明，該方法能夠較好地實現(xiàn)融合語義的底盤零件三維模型局部結構檢索，可以有效地支持面向農機設計領域的三維模型設計信息的重用。
　　（4）基于Pro/Engineer二次開發(fā)的底盤關鍵零部件參數化設計方法。從海量數據庫中提取到的模型往往與設計目標存在一定差距，如何對其進行修改并符合

6、特定要求同樣是可重用設計中相當重要的環(huán)節(jié)。首先對部分關鍵零部件的參數推理機制進行研究，規(guī)范設計步驟，形成參數推理機制；然后基于Pro/Engineer二次開發(fā)，利用Pro/Toolkit提供的函數和VS2008編輯向導對參數化系統(tǒng)的菜單和參數化設計界面進行創(chuàng)建；最后根據內外部參數的關聯(lián)為零件模型添加尺寸驅動，并通過編碼的方式實現(xiàn)模型的輸入、輸出以及重建，建立農機專業(yè)底盤參數化設計系統(tǒng)，從而提高底盤設計效率，縮短設計周期。
　　基于