基于逆向工程的饲料搅拌机刀片三维造型设计

针对TMR饲料搅拌机梅花刀刀刃曲线复杂,不易找出曲线方程进行正向设计的问题,利用逆向工程技术得到梅花刀的三维模型。利用非接触式激光扫描仪对梅花刀片表面进行三维扫描,并获取三维点云数据,研究曝光率对扫描结果的影响;利用Geomagic Studio软件对点云数据进行优化处理;利用Geomagic Design软件对刀片曲面进行重构;利用Geomagic Control将重建后的三维几何模型与原始点云数据进行误差对比分析,完成逆向工程技术在梅花刀片结构设计中的应用初步研究。     

摇臂式喷头内流道曲面的逆向重构研究

用线切割机床将雨鸟30IBH摇臂式喷头内流道切割成a,b两部分,使三维光学扫描仪的投影光束能够到达其表面进行多视扫描,获取不同视角下流道a,b的点云数据。去除多视点云中的噪点后,用三点法拼接多视点云,得到流道a,b的点云数据;再将流道a,b的点云数据拼接成喷头内流道的点云数据;采用弦偏差采样法将点云数据精简后,用基于边的方法把点云分割成喷管和小喷嘴两部分,选择非均匀有理B样条(NURBS)模型分别按照点-线-面的顺序进行曲面重构。曲面重构的精度分析结果表明,最大几何误差为0.292 9mm,平均几何误差为0.076 2mm,满足预期的精度要求,实现了摇臂式喷头的内流道曲面重构。     

基于逆向反求技术的旋耕机弯刀数据采集与曲面重构方法

针对旋耕机弯刀曲面复杂、建模困难的问题,提出了基于样品的逆向反求建模方法。运用非接触式激光三角法采集了T系列Ⅰ型旋耕弯刀原始数据,通过点云数据降噪、精简和网格化进行数据处理。针对不同位置,采用不同方法提取了特征曲线,并进行曲面重构,通过缝合各个重构曲面和刀柄修补最终完成了旋耕机弯刀三维实体模型的建立。     

基于3D打印的仿生深松铲尖设计

3D打印技术是如今最具前沿性和发展性的一项新型制造技术,仿生学是一门模拟生物优异性能并应用到人类科技生产的设计科学,逆向工程是目前新兴的一种建模方式,可对复杂曲面进行优化设计。本文通过3D扫描对生物獾前肢爪的指甲进行扫描,获取到点云数据,然后通过CATIA V5对点云数据进行处理,通过曲线重建、曲线光顺、曲面重构等一系列操作逆向重构出光滑连续的曲面,通过修整处理设计出深松铲的铲尖,最终与铲柄装配出一柄完整的深松铲。本文将3D打印、仿生学设计和逆向工程建模结合,从一个创新的角度来设计优化深松铲的性能。     

轴流式水轮机叶片曲面重构技术

详细讨论了散乱点云数据采集、点云数据的预处理、点云三角化、采用NURBS为基础的曲面重构方法以及曲面光顺与精度检测等方面内容,为具有自由曲面特征的叶片类部件提供了曲面重构流程.针对基于散乱数据的轴流式水轮机叶片外形曲面重构问题,在阐述模型重构过程基本理论的基础上,根据曲面特征进行区域分块,提出了基于流线和轴面截线构造矩形域曲面片的方法,获得了符合设计要求的叶片实体模型.研究结果表明：该方法重构的数字化模型具有良好的光顺性和精确性,为后续作业奠定了基础,为逆向工程技术应用于流体机械行业提供了客观依据.     

基于逆向工程技术的蜣螂外形数据采集与处理

采用三维激光扫描系统测量了臭蜣螂几何体表外形,获取了臭蜣螂几何体表外形的数据点云。利用逆向工程软件进行数据点云的平滑处理、精简处理及其多视数据的定位与拼接。使用点云数据网格化、曲面特征抽取与数据分片、曲面分割及直接拟合曲面片的造型方法,成功进行了臭蜣螂体表外形三维几何曲面模型的重构。     

一种汽车车身曲面数据点云的分块方法

在测量数据点云重构车身曲面过程中,由于车身曲面复杂多变,难以直接拟合,需要对点云数据进行区域分割,分片处理。文中结合车身曲面造型特点,将一种点云分割的算法-基于平面度的直接分割方法应用于车身曲面重建中,可实现不同性质的曲面片分块。最后给出了不同的分割实例,证明了该方法的有效性。     

基于特征线的复杂曲面重构技术

对提取点云数据的边界线、主要线和截面线等特征线进行了研究.提出了基于边特征线的点云数据区域分割技术,研究了特征识别、基于特征建立数据分块间的约束关系,实现了将测量数据分块.根据边界特征拟合曲面,进而完成复杂曲面的建模.最后以摩托车前面板的整个逆向过程为例.阐述基于边特征线曲面构造技术的应用,并凸现出了其在边界特征点云提取,特征线的提取以及在复杂曲面拟合方面的优势,很好地解决了复杂型面间的拟合重构问题.     

基于逆向工程技术的鼹鼠前爪趾甲几何模型

利用三维激光扫描系统对鼹鼠前爪趾甲的表面进行扫描,获得趾甲腹面和背面的表面数据点云,对扫描数据精简、平滑处理后,采用点-线-面方法进行了曲面重构,最后进行了重构曲面模型精度分析.分析表明,鼹鼠前爪趾甲重构曲面模型满足精度条件,为后续的几何形态定量分析提供了模型基础.     

基于点云数据的NURBS曲面重建研究

提出一种基于点云数据的NURBS曲面重建方法，针对数据点的分布不均匀性，进行非均匀B样条曲线控制点的反算，通过累积弦长法构造非均匀节点矢量，保证了曲面的插值精度和曲面重建的质量。     

逆向工程在离心泵叶轮设计中的应用

基于逆向工程,通过光学扫描仪获得离心泵叶轮的分散点云,采用Imageware软件对点云进行了处理,基于CATIA软件对叶轮进行了三维实体设计,并对叶轮的内部进行了数值模拟.与传统的叶轮设计方法相比,该方法保证了叶轮实体造型的高精度性.通过数值模拟,揭示了叶轮的内部流动规律,大大缩短了研发周期,降低了离心泵的生产成本.     

基于逆向工程技术在工业设计中的应用

利用逆向工程技术对已有的产品进行快速获取三维数据,通过对三维数据的处理,可以对产品模型进行重构,并进行优化设计、分析、验证、修复等操作,是一种对产品进行快速设计的有效方法。文章通过电钻手柄设计为例,探讨了利用逆向工程技术对模型进行了三维数据获取、数据预处理、曲面重构、产品优化等整个工作过程。     

基于逆向工程的黄蜻膜翅几何数据采集与处理

利用激光三维扫描系统测量了黄蜻膜翅样品的几何外形,获取了黄蜻膜翅几何表面的外形数据点群.利用逆向工程软件对黄蜻膜翅点群数据删除跳点、坏点及与研究无关的数据点并进行平滑和精简处理.根据黄蜻膜翅的外形特征,通过框选点群命令,从点群数据中提取其边界曲线,并对曲线进行调整,将调整好的边界曲线两两拼接在一起,形成黄蜻膜翅较完整的边界曲线.采用由点和曲线形成曲面中的混合点群加边界曲线的造型方法,成功进行了黄蜻膜翅外形三维几何曲面模型的重构.     

基于Geomagic Studio的汽车引擎盖的逆向设计

使用逆向工程软件Geomagic Studio对汽车引擎盖进行逆向设计,对点云数据进行精确的处理以及曲面重构,得到汽车引擎盖的曲面模型,最后将曲面模型进行精度分析,与初始点云数据比较.结果表明:这种设计方式可以比较精确地还原实体的各项特征,能够为汽车引擎盖的后续分析和优化设计提供可靠的曲面模型.     

鼹鼠爪趾几何结构量化特征分

土壤洞穴动物鼹鼠具有极高的挖掘效率,前足爪趾是其主要挖掘器官.分析了鼹鼠中重要种属--麝鼹(Scaptochirus moschatus)具有优良挖掘功能的前足爪趾的几何结构特征,重点分析了前足爪趾触土面的几何结构.利用体视显微镜观察分析前足爪趾的宏观几何结构,通过逆向工程技术获取爪趾三维数据点云进行特征曲线量化分析,求得前足爪趾特征轮廓线的曲率及二阶导数的变化规律:鼹鼠爪趾纵向轮廓曲率变化较小,爪趾纵向表面平顺,保证了挖掘出的洞道内壁的平整;横向轮廓曲线曲率变化较大,且横向轮廓线尖端弯曲小,中后端弯曲大,这种结构使爪趾更易入土和扩洞.