液压四足机器人具有离散的落足点和较大的负重能力等特点,在无人监测、灾难救援和物资运输等场景中具有广阔的应用前景和重要的研究价值。作为四足机器人最关键的运动单元,肢腿单元的重量直接影响其动态性能。因此,根据肢腿单元的运动特点开展轻量化设计显得尤为重要。针对SpurlosⅡ肢腿单元的大腿结构存在较多冗余重量的问题,利用变密度惩罚法对其进行拓扑优化,通过基于B样条拟合二维切片轮廓的方法对优化后的网格型模型进行重构。针对模型重构带来的局部应力集中问题,引入晶格填充结构,实现局部优化。优化后,大腿部件的重量为1007.19 g,降低了36.01%;大幅度减重的同时,大腿部件的最大等效应力降低了1.41%。最后,优化后的肢腿单元在不同频率下的轨迹跟踪试验中表现出的更好的动态特性,证明所提出方法的有效性。

针对斜齿轮零件再制造过程中数据重复性高、利用率低、损伤零件模型构造精度低等问题,提出一种利用局部区域点云数据构建完整零件模型的建模方法。利用局部区域点云数据,配合斜齿轮自身的特点,构建完整的完好齿轮零件模型;同时,单独构建损伤轮齿区域模型,利用模型拼接获得高精度的损伤齿轮模型;利用完好齿轮模型与损伤齿轮模型的坐标位置关系进行配准,获得损伤量模型。最后,通过实践案例,对所提出的方法进行了验证。

针对实际应用中逆向工程模型重构问题，从特征造型出发提出模型重构的特征抽象与分解方法，通过将特征分解为功能特征、装配特征、曲面特征和一般特征，并针对这些特征的具体构建方法进行了分析。在UG上综合各种功能和二次开发技术开发了面向逆向工程模型重构的特征模块。

为了获取某型面复杂且具有配合精度要求的链轨节实体模型,对其实体模型重构方法进行研究。运用遗传算法优化的BP神经网络修补点云孔洞,通过精确曲面创建得到的链轨节实体模型不能满足销轴孔和螺栓孔的配合精度要求。提出了在Geomagic Design X软件中,基于面片草图拟合约束对精度要求较高的两类孔进行参数化修正,完成该链轨节实体模型重构。通过分析点云数据与实体模型的偏差,验证了利用该建模方法能够获得满足精度要求的链轨节实体模型,对具有相似特征零件的模型重构具有借鉴意义。

以发动机气缸盖和气缸体为例,重点研究正/逆向技术在模型重构中的技巧以及注意事项。提出使用填充硅胶获取精准的水道和气道模型的新方法,并对逆向结果进行了误差检测与分析,最后获得了符合精度要求的三维数字模型。研究目的在于得到一套系统的、不同于传统逆向过程的方法,此方法可以被其他类型产品的逆向过程所借鉴,同时可以有效缩短产品研发周期、提高逆向工程效率、加快先进技术的消化吸收。

为获取多深孔特征汽车端盖的实体化模型,对其模型重构方法进行研究。运用Geomagic Wrap完成点云数据的精简和噪点的去除,应用GA-BP算法对跨面点云孔洞修补。利用Geomagic Design X的正逆向结合设计功能,截取深孔特征处的轮廓;基于点云的自动特征识别进行参数化修正,运用正向设计命令完成实体模型的重构。采用Geomagic Control X软件对实体模型与原始点云数据的偏差进行分析,验证了该建模思路能够获得满足精度要求的汽车端盖实体模型,对具有相似情况的零件模型重构提供了参考。

复杂箱体是一种制造难度较大的重要零件,逆向设计技术可以有效缩短复杂箱体零件的设计周期、降低生产成本,箱体的数字化测量是逆向设计的关键技术之一。在对复杂箱体进行数字化测量时,选用了转站方式的激光扫描测量方法。箱体外表面的点云数据可以通过激光扫描测量直接获得;箱体内腔形状复杂,难以测量,通过将石膏灌入箱体内腔,待石膏冷却成型后取出石膏,测量石膏外表面获得石膏外表面点云数据。计算出石膏质心,将石膏表面点云依照石膏材料

为了满足钢铁企业实时的动态调度需求,分析了钢铁调度模型特点及规律,提出模块化的处理方式对钢铁调度模型进行划分,并提出基于集合的方法解决了钢铁调度模型单一、针对性弱的问题。重点研究了模型与集合的映射关系以及模型的重构算法,并给出了模型重构算法流程图,以实现多个模型的交、并、差运算,从而构建综合多个模型优势的新模型,满足钢铁生产智能调度的需,避免了重复建模。最后通过两个钢铁热轧调度模型重构实例说明了模型重构的可行性。

以SEREIN600Ⅱ三维激光抄数机为测量设备，以Imageware为数据处理软件，重点研究了玩具汽车外壳实物模型的测量过程，数据拼合与整理、模型重构和误差分析等，为复杂零件的逆向工程技术提供了一个全面而实际的解决方法。