基于距离面积特征的农业机械三维模型相似性评价

为更好地实现农业机械CAD模型的设计重用,针对经典形状分布算法在特定CAD模型领域检索性能的不足,提出一种基于三维CAD模型距离-面积统计特征的模型相似性评价方法。该算法首先在网格化的三角网格模型表面随机取点,取点过程中为保证随机取点均匀性,采用准随机数发生器Halton-Sequence产生随机数;然后计算任意两点形成有向线段距离以及模型所有面面积之间的比值,同时以距离、面积比为坐标轴构建网格坐标系,统计出现在相应网格中特征点的频次,形成模型的距离-面积特征分布矩阵;最终以Manhattan距离评价分布矩阵的差异程度,从而实现不同CAD模型相似性比较。将面积这一重要几何特征纳入评价算法中,针对相同输入模型,所提算法的检索结果中较为相近、相关的模型数量比文中对比的算法高,算法特征平均提取时间也相对较少。试验结果综合表明,所提算法能够较好地实现农业机械CAD模型相似性评价,在提升时间性能基础上,算法检索性能有较大提高。     

面向设计重用的三维CAD模型局部结构检索方法

为了更好地实现面向设计领域的三维CAD模型设计信息的有效重用,提出了一种融合语义的三维CAD模型局部结构检索方法。首先以设计特征作为设计语义信息的基础载体,对三维CAD模型进行结构化表征,并用特征属性邻接图来表示;然后设计能够捕捉不同层次信息的特征描述子,构建融合语义的特征相似性评价模型;最后采用子图同构算法计算查询局部结构与模型库中零件的特征属性邻接图的特征匹配对,以此计算相匹配局部结构的相似度。实验结果表明,该方法能够较好地实现融合语义的三维CAD模型局部结构检索,可以有效地支持面向农机设计领域的三维CAD模型设计信息的重用。基于检索的设计重用方法可为农机装备数字化设计中各类成果的有效重用提供多粒度、精确化和智能化的方法。     

基于自适应邻域Harris算子的三维对象检索方法

针对三维对象检索过程中在对象旋转、灰度改变等复杂情况下检索精度不高的问题,提出一种三维对象检索方法。将Harris算子扩展运用到三维对象,自适应地确定顶点的邻域大小,然后根据Harris函数响应值选取兴趣点。利用兴趣点构建三维对象具有全局形状特征的距离直方图,将距离直方图作为三维形状的描述符进行检索。实验结果验证了算法的有效性,提高了检索的查全率和查准率。     

基于距离-夹角形状分布的三维CAD模型检索算法

为了更好地实现三维CAD模型的有效重用,提出一种三维CAD模型距离-夹角形状分布检索算法。首先在CAD模型表面随机取点,计算任意两点构成的有向线段的距离和该有向线段与端点法向的夹角;然后以距离和夹角为坐标轴构建距离-夹角平面网格,统计网格中随机点出现的频次,从而构建模型的距离-夹角分布矩阵;最后采用Manhattan距离度量法计算矩阵的相似值,用以评价模型间的相似程度。实验结果表明,该算法可以较好地实现三维CAD模型检索,检索性能优于已有的形状分布检索算法,能够满足实际应用需求。     

基于三维小波变换的农机CAD模型特征提取与评价方法

为提高三维CAD模型特征提取准确度,满足农业机械制造领域CAD模型智能化检索需求,提出一种三维CAD模型的特征提取与评价方法。首先对农业机械模型库中三维模型进行平移归一化、旋转归一化、尺度归一化处理,规范化后的CAD模型进行三维离散小波变换,CAD模型经过单层三维小波变换后被表示为8个维度的频域系数子空间;然后对低频子空间LxLyLz进行二次小波变换,二层级小波变换后单个CAD模型被分解为15个特征量,采用AHP层次分析法确定不同频域空间特征量权重,以距离度量法定义含有权重系数的相似性度量值,完成不同模型间特征提取及相似性比较,计算并建立三维CAD模型频域特征索引表;最后以VS2010与Matlab 2016b为开发环境,以Open Cascade为几何造型平台,使用ESB通用模型库及农业机械零部件参数化模型库验证算法有效性。在ESB模型库中T型零件检索结果表明,在保持相同查准率条件下,本文小波变换算法排序误差更小。拨禾轮CAD模型检索结果显示,相似性评价度量方法不仅考虑模型的形态相似性,同时兼顾了应用领域语义相似性,算法实用性高。农机装配体检索实例应用结果表明,借助本文检索算法,可从海量模型库中检索出所需模型,根据实际设计要求对检索出的相似模型进行编辑和修改,可快速完成零部件模块化设计。三维小波变换检索算法查准率受小波函数性质影响,coif类小波函数具有较强的检索适用性,层次分析法能有效区分不同分解层权重,二层级小波变换能够达到现阶段机械零件模型检索精度要求。小波变换设计重用检索算法可满足模型检索设计需求,拓宽设计者设计思路,促进智能化设计。     

基于草图的产品三维CAD模型概念设计推送方法

针对产品广义设计过程不同阶段的需求特点以及加快概念设计向详细设计的转换,提出了一种基于草图的产品三维CAD模型概念设计推送方法。首先,用户根据概念设计需求,利用基于CAD几何造型平台开发的手绘图板绘制三视草图;然后,对手绘三视草图和模型库中CAD模型投影得到的三视投影图提取特征信息,采用2. 5D球面调和描述子来表示草图特征信息;最后,利用Euclidean距离计算通过球面调和变换获得的图形特征向量之间的距离,从而实现模型之间的相似性评价,并在农业机械装备模型库中完成算法的验证。实验结果表明,该方法能够有效帮助用户快速地具象化查询意图,发掘与产品概念设计阶段意图最相符的三维模型,并将相似性设计资源推送给设计人员,进而参考、启发和扩展设计思维,实现产品概念设计的快速响应。     

智能温室精细化控制中传感器布点的研究

针对智能温室变量施水作业中土壤水分传感器部署问题,提出一种将规则网格化和Delaunay三角剖分算法相结合的布点方法。该方法通过规则网格化,将温室种植区域土壤离散成多个正方形网格,再对每个正方形网格进行Delaunay三角剖分。考虑到土壤含水量存在空间变异性,利用变异系数对剖分的三角网格进行约束,将局部变异性较大的三角网格再次细分,实现少量传感器确定温室土壤含水量分布特征。利用MATLAB确定土壤含水量变异系数阈值,对最终部署点的采样值使用Kriging插值与实际土壤含水量三维分布图对比验证,并通过对照实验验证了算法的正确性,为温室精细化变量施水作业奠定基础。     

三角网格模型变形设

提出了一种三角网格模型变形算法,采用最小二乘法求解三角网格模型变形设计的参考曲面,将网格顶点向参考曲面投影,建立网格顶点与投影点间的映射关系,通过调整参考曲面控制顶点,根据投影点位移量调整网格顶点坐标,采用三角Bézier曲面理论进行网格模型光顺处理,实例证明该方法可准确控制模型形状,有效提高三角网格模型的光顺性及变形设计效率.     

黑河中游绿洲麦田土壤导气率空间变异尺度性研究

为了明确黑河中游绿洲麦田土壤导气率空间变异研究中的尺度性问题,在张掖地区面积为21 m×21 m的小麦田用3 m×3 m的网格布设来测定土壤导气率,运用改变采样间距和幅度的分析方法,得到选取相关距离、变异系数及Moran's I指数这3个参数作为判断表征土壤导气率空间变异的依据,进一步研究不同采样幅度与采样间距对土壤导气率空间变异产生的影响。研究结果表明,在一定范围内,表征土壤导气率变异特征的相关距离、变异系数及Moran's I指数会随着采样幅度尺度的增大而增大;当采样间距增大时,会出现相关距离减小,而Moran's I指数与变异系数两者却没有变化的两种截然相反的情况。     

基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价

为了更好地实现设计领域三维CAD模型多粒度、精细化、智能化的设计重用需求,提出了一种基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法。首先,通过提取以B-rep表示的三维CAD模型几何与拓扑信息,构建三维CAD模型的属性邻接图;然后以此为描述载体,利用具有局部重用价值的典型结构和三维CAD模型属性邻接图之间顶点和边的属性映射关系建立关联图及其关联图矩阵;最后,基于一种启发式算法——模拟退火算法完成关联图中最大团的检测以实现三维CAD模型中典型结构的挖掘,并进行相似性评价,同时以蚁群算法和遗传算法为比较对象,在通用模型库和农业机械装备模型库完成了算法的验证。实验结果表明,该方法能较好地实现三维CAD模型典型结构的挖掘和相似性评价,可以有效地支持设计领域的三维模型特征级和局部结构级设计信息的重用。     

机械设计轴系结构设计思索

现代化工业要求机械产品不断提高性能、缩短设计制造周期并具有柔性,这既是机械制造业赖以生存的关键,也是当前倡导技术创新的核心。为了轴上零件能够准确定位并且要符合轴加工和装配要求,必须合理设计出轴各个部分结构尺寸,还要有轴的强度设计。     

基于摩擦学的齿轮传动设计

据调查表明,80%的机械系统失效是由于磨损引起的。因此,改善润滑状态、提高设备的可靠性和寿命成为现代设计和制造业的首要任务。为了减少摩擦、磨损,提高机械系统的寿命,应用一种新的设计方法—基于摩擦学的设计,以赫兹理论和弹流润滑理论为基础,建立摩擦学设计模型。为了使摩擦学设计模型适用于各种工况,对其进行了修正。结合实例,通过改变参数进行计算、分析和比较,得出可行性的结论。     

基于设计结构矩阵的变型设计过程动态规划

针对目前变型设计过程模型主要限制在零件级的粒度,导致活动间关系赋值较为粗糙,且往往需要遍历所有可能的设计过程,时间长,效率低,不能满足产品设计过程中的动态变化等问题,提出了一种基于设计结构矩阵的变型设计动态规划方法。依据建立的变型产品设计活动层次结构模型,定义了参数级粒度的设计活动间约束关系及其优先级数值,通过对虚拟活动的打包和分解操作,实现复杂耦合条件下基于DSM的设计过程动态规划。以轴承产品设计过程为例,验证了该方法的有效性。     

产品设计人性化发展趋势研究

本文研究了产品设计的人性化发展趋势,提出了解决人们生活需要和注重人们的情感激发的人性化总体趋势,总结出了注重本能情感和的娱乐性和产品交互、解读的趣味性趋势。     

基于设计模板的小型农业作业机快速设计

利用设计模板是提高设计效率的有效方法。为此,研究了设计模板的多视图结构特点,以及不同视图之间的相互关系,从而将设计模板应用于产品设计。以产品模型作为信息载体,通过规则推理对约束规则进行匹配,在设计模板的基础上提出了小型农业作业机产品的快速配置流程,通过设计平台实现了产品的快速设计。     

现代工程设计理论方法及其应用

随着现代科学技术的迅速发展，国内外产品的市场竞争愈来愈激烈，用户对工程机械产品的质量、性能、耐久性、可靠性、经济性也提出了愈来愈高的要求，促使设计师们运用更多的数学、力学和计算机工具，把产品的现代设计理论、科学成果移植和引人到工程机械产品的设计中去。为此．论述了现代工程设计理论与方法的基本内容，介绍了其在超声电机研究中的应用。并概述了其发展及应用前景。     

除尘离心风机存在的问题及改进设计

除尘离心风机在农业机械尤其是在粮食加工业中应用广泛.风机性能的好坏将直接影响到产品质量和生产环境,也直接影响到企业的效益.但目前使用的除尘离心风机,在性能和结构上还存在着诸多问题,如工效低、消能高、噪声大、易磨损以及流量不足等.为此,针对这些问题,结合企业自身的要求,应进行深入分析,找出问题出现的原因,并提出合理的改进设计方案,以提高风机的使用性能,为企业的发展创造条件.     

普通车床的数控化改造

为适应市场化要求对普通机床进行数控化改造,文章阐述了CLK6132型数控车床的改造思路和具体意见。     

CAX技术在农机制造业的应用现状与展望

基于对CAX(CAD/CAM/CAE/CAPP)技术在我国农机制造业应用的研究分析,就CAX技术在农机模具设计、车身设计、底盘布置设计和农机轻量化等方面的应用,阐述了CAX技术的应用状况及其发展前景,为CAX技术在我国农机制造业的进一步应用和研究提供了借鉴。     

基于UNIX的机械软件设计思想研究

传统的机械产品设计主要是靠工程师手工求出,这种方法不但增加了设计人员的工作量和负担,而且周期长,容易出错。为此,通过挂轮设计的例子阐述了如何基于UNIX系统,开发一种精度高、周期短、操作简便的软件设计方法,这是一种具有实际应用价值的软件设计思想。