遥控器的三维扫描与数字化模型设计

遥控器的三维扫描与数字化模型设计

遥控器的三维扫描与数字化模型设计

摘要:我们这次准备研究的课题是关于遥控器的模型的优化设计与实现,这次课程设计的目的,最为重要的是对遥控器模型的设计优化,使这个物体更能方便生活,方便人体构造的东西。这篇论文主要是从三个方面来叙述这篇论文。第一点,先对逆向工程有一个简单的认知,并且对其未来的发展前景,做一个阐述。第二点,有关于三维的扫描的部分再进行进一步的了解。最后的第三点,也是最为关键的一步,就是对整体遥控器模型做一个数字化模型设计,使其更加优秀,便于人们的日常生活方式。

关键词:逆向工程;三维扫描;建模设计

Remote control 3d scanning and digital model design

Abstract:The topic we are going to study this time is the optimal design and implementation of the remote control model. The purpose of this course design is to optimize the design of the remote control model, so that the object can be more convenient for life. Something that facilitates the construction of the human body. This paper mainly narrates the paper from          three aspects. First of all, a simple understanding of reverse engineering, and its future development prospects, to do a statement. Second, there is a further understanding of the three-dimensional scanning section. Finally, the third and most crucial step is to do a digital model design for the overall remote control model, so that It is better and more convenient for people's daily life style.

Keywords:reverse engineering,three dimension scanning,Modeling design.

目录

Abstract 2

第一章 概述 4

1.1 3D技术概述  4

1.2 逆向工程 4

1.3 逆向工程的实质和意义 4

1.4 逆向工程应用方面和未来发展 5

1.5 逆向工程的关键技术 6

第二章 点云处理 7

2.1 三维扫描 7

2.2 三维扫描设备 7

2.3 扫描步骤 8

2.4 扫描过程规范 8

2.5 点云的处理 8

第三章 遥控器的建模设计和重构 10

3.1 遥控器数据模型导入 10

3.2 面片完善  10

3.3 图片存储 11

3.4 规划领域组 12

3.5 和坐标系相应对照 13

3.6 创建曲面 14 

3.7 对实体倒圆角 16

3.8 创建曲面体 17

3.9 多形状实体绘制  20

第四章 回顾总结.....................................................................................................................26

致谢 27

参考文献 28

第一章 概述

  

1.1 3D技术概述

随着现代化技术的不断发展,3D技术成为现代化数字化的主流趋势。3D技术是把数据演变成实体的一部分的过程。而与3D技术有相同之处的技术就是逆向工程技术。

1.2 逆向工程

逆向工程技术是已有的零件模型和产品结构上进行更加优化的改进,并且在此基础上进行分析,推敲和优化。进行再设计重构模型,其实质就是一个过程:熟悉模型——重塑模型——优化模型。这样的一个过程。至今,已有近几十年的历史规程,不断地去了解,思考,改进逆向工程技术的实质和方法,取得了艰苦卓绝的进步和成就。此项技术在产品设计重塑方面有长足的发展趋势,并且也是我们广大学生和工作人员需要熟知并切实掌握的一项重要技术。

1.3 逆向工程的实质和意义

逆向工程(Rever Engineering)的另一种专业术语又可以称之为反求工程或者说是反向工程。通俗易懂地来说这个逆向工程技术又可以囊括工艺,形状,材料等许多方面的,也是比较复杂的。迄今为止,与逆向工程相关的研究主题其实质是在其形状反向的方向上。此次毕业设计,需要用一定程度上的测量方法对相对应的实体和模型进行测量,根据测量所得的数据进行三维几何建模重塑其实体的CAD原型过程。其实质是从一个样品进过一定程度的优化处理和设计生成一个崭新的成品模型,也是一个数字化信息模型。逆向工程顾名思义,它是采用反向思维的设计理念。这项技术它与正向的设计理念截然想反。逆向工程是根据已有的模型,数据,实体的基础上进行进一步的改进和升华,使其变得更加完善完美,此项技术也是分析技术与实践技术的结合。亦是一个精益求精的过程。

1.4 逆向工程的应用方面和未来发展

此项技术主要的应用是在改进技术水平,并且突破技术水平和提升产品的生产率和产品的核心竞争力。随着科技不断上升,人们的生活水平和需求的不断提升。逆向工程在一些精密的机械工作中占了重要的部分。在科技飞速发展的今天,此项技术在家用电器,日用品,及与人们生活密切相关的领域中应用广泛起来。由于在设计方面,太过依赖于2D的平面模型,而在日新月异的今天,显然是满足不了如今的科技需求。所以在如今逆向这个技术在现代模型开发中举足轻重的地位。举个例子,如果要对一个模型进行完善和改进。可以运用逆向技术对其实体进行扫描,得出一个与实体模型相符合的数据模型。这也是正向技术所无法替代的技术,各有各的的应用领域,大同小异。

在一些飞机,航空等诸多领域中,如若零部件有破损,可以通过逆向技术以极快的速度生产出可以用来替换的零部件。从而能提高零部件的使用效率和使用寿命。还有一些金典的领域,考古文物,一些精致的艺术品,还有一些头盔,手套,鞋子等特殊服装,都是建立在人体几何特征的基础上进行设计建模的。

此项技术在一些软件和机械的设计开发方面取得十分显著的长足改进。理论上已经是十分完善的了,但在实践的方面,这项技术还是需要人工去完成它,人工即代表一些不确定性,其质量有很大一部分取决于操控人员的专业素质和专业能力,稍有不慎或者操控不正确都会导致一些大大小小的错误或者事故的发生,因此此项技术也是当前为止CAD/CAM领域上一个比较重要且出现次数比较频繁的研究课题。有几个方面是值得期望改进的,专用测量技术,希望此项技术以后能够高效率并且高速度的实现其实体件模型的数字化过程,能够依据已给工件的实体化的模型,在其几何形状和该实体原件的具体内部结构,能够高效率并且高速度地完成对已给的实体化工件进行完整地进行测量和测量方法和方式的选择和规划,并且实现automated measurement,这是逆向工程中的一项被期待完善的专业系统。同样的在此项技术中关于对其数据的提前的分析管理,通俗来说就是预先处理。还有实体模型的拟合的曲面,能够实体数据模型的各个曲面之间的光滑且柔顺地进行曲面间的拼接,不让其产生破损面,比如一个大工件,它可分为几十个或者几百个曲面相互衔接,可能因操作不当等因素造成曲面之间衔接不当,造成有一些破损面,这些因素都有可能造成实体数据模型的整体结构,可能因此无法实现实体的功能。还有一些关于实体化数据模型的特殊征兆的辨识,还有考虑约束的数字化模型重建还有一些关于曲面的辨识和重建的功能。这些也都是未来逆向工程技术值得花心思去努力和突破的方向和目标。

参考文献

【1】刘伟军与孙玉文,《逆向工程-原理、方法及应用》【M】.北京:机械工业出版社2008.9

【2】王宵,《逆向工程技术及其应用》【M】.北京:化学工业出版社2004

【3】刘伟军,刘鹏,《基于计算机视觉的自由曲面三维测量技术研究》【J】.计算机工程2005

【4】陈邦道,刘涛,苏家强,《反求工程技术及应用研究》【J】.装备制造技术2006.1

【5】王彬,刘学峰,《反求工程技术及实例分析》【J】.农业装备与车辆工程2007.7

【6】吴华杰,《实物反求设计中尺寸精度的控制》【J】.机械设计2001

【7】李家才,《反求工程中一种数据平滑的方法》【J】.机械与电子2005


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