裝配圖解自動(dòng)生成研究.pdf

1、日常生活中我們經(jīng)常遇到各種各樣的圖解。圖解種類眾多，如地圖、教材(如生物學(xué)、考古學(xué)教材)上的插圖、說明和維修手冊上的裝配圖等。傳統(tǒng)圖解全靠手工繪制，費(fèi)時(shí)費(fèi)力、風(fēng)格各異、質(zhì)量參差不齊。圖解自動(dòng)化生成的研究涉及認(rèn)知心理學(xué)、機(jī)器人學(xué)、機(jī)械工程和計(jì)算機(jī)等多個(gè)研究領(lǐng)域。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)完成圖解生成的自動(dòng)化成為一個(gè)新的研究方向。由于CAD技術(shù)的普及和發(fā)展形成的大量的三維模型設(shè)計(jì)資源為圖解的自動(dòng)生成提供了準(zhǔn)確而豐富的素材，而計(jì)算

2、機(jī)處理能力的提高和相關(guān)研究的進(jìn)展也使圖解自動(dòng)生成成為可能，其中裝配圖解自動(dòng)化生成的研究受到人們的關(guān)注。自動(dòng)生成的裝配圖解可廣泛應(yīng)用于教學(xué)材料、說明書、維修手冊等說明性材料中。 裝配圖解自動(dòng)生成主要涉及圖解序列生成和圖解序列繪制兩個(gè)問題。針對已有圖解序列研究只能處理裝配層次在兩層以內(nèi)的簡單裝配體的情況，本文以CAD軟件導(dǎo)出的具有通用格式的復(fù)雜裝配體模型為研究對象，著重研究了圖解序列的自動(dòng)、快速生成問題，包括給出相應(yīng)模型數(shù)據(jù)表示模型

3、和圖解序列的計(jì)算流程。圖解序列的生成涉及到機(jī)器人學(xué)、機(jī)械工程學(xué)方面的經(jīng)典問題——裝配序列規(guī)劃問題。本文在已有裝配序列規(guī)劃方法的基礎(chǔ)上，針對復(fù)雜裝配體的圖解展示，從人們認(rèn)識圖解的一般規(guī)律提取出一些裝配約束，以此為基礎(chǔ)采用裝配規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)空間數(shù)據(jù)表示簡化并建立模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對不可分離的子裝配及裝配層次和深度等進(jìn)行了定義并給出相應(yīng)算法；最后對序列求解流程中的一些其他問題也進(jìn)行了探討并給出了解決方案。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4、 NDBG數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的簡化建立 在建立用于圖解自動(dòng)生成的裝配模型的主要數(shù)據(jù)表示—NDBG的過程中，為了解決一般運(yùn)動(dòng)空間結(jié)構(gòu)的生成算法復(fù)雜性過高的問題，給出了簡化的創(chuàng)建方法。通過分析常見的阻擋關(guān)系類型，將阻擋關(guān)系類型限定為兩類貼合關(guān)系—平面貼合關(guān)系和軸面貼合關(guān)系用以對應(yīng)的零件之間的阻擋，并以此為依據(jù)限制插裝方向范圍，在不失一般性的情況下大大簡化了NDBG的建立過程。 復(fù)雜裝配體的圖解序列生成算法 針對圖解序列

5、生成與展示，在前人已有研究的基礎(chǔ)上，從人們認(rèn)識圖解的一般規(guī)律中給出一組裝配約束規(guī)則，通過對復(fù)雜裝配體進(jìn)行分析，為裝配圖解生成過程加入了新的約束，并以此為基礎(chǔ)給出了復(fù)雜裝配體的圖解序列生成算法。對裝配層次和裝配復(fù)雜性進(jìn)行了定義，探討了子裝配的提取和裝配層次劃分方法，使算法適用于復(fù)雜裝配體。對序列求解流程中涉及的相關(guān)問題進(jìn)行了探討并給出了實(shí)現(xiàn)方案。 本文討論的是具有一定約束的復(fù)雜裝配體，并非針對所有形式的裝配。而且在算法效率上、算法