扫掠问题的理论分析及其在机构设计中的应用.pdfVIP

摘要 扫掠问题的应用十分广泛，例如、计算机图形学和计算几何中的实体造型 方法，数控加工中刀具路径的生成及加工仿真验证，机器人学中机器人无碰撞路 径的规划以及计算机辅助设计与制造中涉及的碰撞检测问题等。尽管人们对实体 造型技术已有比较深入地研究，然而使用扫掠技术可以生成更为复杂的实体。国 内外关于扫掠技术的研究虽取得一些进展，但扫掠的性质(如有效性、可计算性) 仍未被很好地理解，扫掠还需要进一步研究。本文利用离散法和扫掠法的综合及 计算机图形学的有关理论，论述了扫掠的有关原理，提出了有利于解决扫掠有效 性和可计算性的方法和策略，归纳了生成扫掠区域的计算方法，并利用 objectARX技术，结合Visual 图形生成。全文共分为六章，各章的主要研究内容如下： 第一章系统地分析了国内外扫掠问题的研究现状和扫掠技术的应用领域，归 纳了扫掠问题的研究方法，并阐述了本文的主要研究内容。 第二章主要论述了扫掠技术的理论基础。 第三章将扫掠技术应用于机构分析和综合之中，提出了机构构件修形问题的 解决方案，利用离散法和扫掠法的综合提出了生成扫掠区域边界的算法，即将机 构运动分解为一系列绕相对转动极点的旋转运动，从而用圆弧曲线及任意形状的 构件外形轮廓曲线形成扫掠区域边界。依据逆扫掠的思想，提出了解决生成逆扫 掠区域边界的策略并给出了相应的算法。最后，研究了一般空间刚性构件扫掠体 生成的思路和设想。 第四章论述了生成平面构件扫掠区域的详细计算方法，提出了解决类似问题 的通用方法和策略，并对该方法的误差进行了理论分析研究。 及面向对象的编程思想，给出了扫掠边界软件开发过程及其应用实例，实现了参 数化选择不同的扫掠轨迹和扫掠规则下，生成构件的扫掠边界图形。 第六章进行了全文总结，得出了一些有益的结论，并就进一步的深入研究提 出了一些设想。 关键词：扫掠，机构修形，扫掠边界，实体建模，ObjectARX，OOP ABSTRACT Therehas lotof beena literatureand tllat haveused applications sweep is inthe Technology．For fieldsofsolid of example，itapplied modeling computer and aided graphics geometric computer design，numericallycontrolled(NC) and verification detection machining simulation,pathtrajectoryplanning，collision and ofrobotic recentadvancesinsolid workspace manipulators．Despiteimportant of solidbodies modeling，representationcomplex cannowbe performedusingsweep to researchon