时辰：2023-04-17 17:54:32
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一、 液压破裂锤概述
. 液压破裂锤及其构成
车载液压破裂锤能够或许或许或许或许高效地完成碎石、撤除、公路修补、冻土发掘、二次破裂等艰辛使命，欧洲和美国的各类车载破裂锤纷纭面世，如Atlas Copco、Rammer、Montabert、Indeco等。.80年月，韩国的破裂锤也继日本今后有了长足的前进，1986年韩国水山重工推出了液压破裂锤，韩国接踵显现了良多品牌。
破裂锤的打击能量的来历仍是由以下3种体例供给：第一种由液压油供给，比方Rammer和Montabert；第二种由气压供给，比方日本的破裂锤；第三种也是功效最好的，由液压、气压夹杂供给，通俗液压占25％、气压占75％，如Atlas Copco公司设想、生产的破裂锤。但统统的破裂锤活塞回到原位的力完全是由液压供给。今朝液压破裂锤已被遍及操纵于公路再建、市政撤除、矿山、采石、地道、水下功课等工程扶植范畴。
..本文所研讨的液压破裂锤是在单斗反铲型液压发掘机上改装的，将液压发掘机上的铲斗改装成液压锤。因此全体计划包罗能源拆卸、使命拆卸、反转展转机构、支配机构、传动系统、行走机构和赞助装备等。经常操纵的全反转展转式液压发掘机的能源拆卸、传动系统的首要局部、反转展转机构、赞助装备和驾驶室等都拆卸在可反转展转的平台上，凡是称为上部转台。因此又可将液压破裂锤归纳综合成使命拆卸、上部转台和行走机构等三局部。.
二、使命拆卸设想体例
1． 使命拆卸传统设想体例
我国工程机器成长与外洋比拟绝对较晚、较慢，手艺程度全体较低。使命拆卸的传统设想体例在设想汗青中起到了首要感化。对使命拆卸的设想方面国际外研讨的环境大抵是：
(1) 图解设想法；(2) 基于平移性的作图法；(3)剖析法；(4) 综合图解设想法；(5) 优化设想体例，以上设想体例根基上遵守通俗连杆机构的位置综合准绳，侧重斟酌使命拆卸的平移性。对它的使命拆卸伸缩性与平移性，平移性与自动放平性，能源性与自动放平性之间的抵触干系未能综合阐发，只是知足单个机能的请求，没法到达全局最优。总之，这些体例都是基于二维平面长停止的。对使命拆卸干与标题标题题目、勾当学、能源学等标题标题题目不能够或许或许或许或许很好的处置，也不能够或许或许或许或许直观的表现出来。
最近几年来跟着计较机手艺的成长，在使命拆卸设想上显现了基于假造样机手艺的使命拆卸设想。比方吉林财产大学、大连理工大学和洛阳拖沓机厂等操纵假造样机手艺岂但研讨了使命拆卸的勾当学、能源学特色，并且对其停止了优化设想，可是它们不是对模子停止了大批的简化，便是只规模于对刚体环境下使命拆卸假造样机的研讨。
本论文是在周全阐发液压破裂锤使命拆卸的底子上，成立使命拆卸的假造样机模子，在假造环境下摹拟物理样机的勾当状况，疾速阐发各类设想打算，停止赞助设想、参数化设想和优化设想，赞助设想职员完成之前需经数次物理样机才能完成的尝试研讨。
2． CAX手艺及其软件
由文献可知，CAX手艺是假造样机手艺的底子手艺平台。通俗意思的CAX手艺首要指CAD、CAPP、CAM、CAE、CAQ等，限于篇幅，本文首要论述CAD/CAE手艺及其软件。
今朝，工程设想中经常操纵的CAD软件有二维和三维软件之分。此中三维外型软件比拟着名的有Pro/ENGINEER，UG，Solid works，I-DEAS，CATIA，CIMATRON等。各个三维CAD软件今后的最新版本是Pro/ENGINEER wildfire2.0，UG NX4.0，Solid works 2006，I-DEAS NX V11，CATIA V5，CIMATRON E6.0等等。
本文将接纳Pro/ENGINEER wildfire软件完成液压破裂锤使命拆卸的建模与拆卸，成立使命拆卸的假造样机并停止差别功课工况下的静态摹拟。
所谓CAE即Computer Aided Engineering（计较机赞助工程）是指工程设想中的阐发计较与阐发仿真，详细包罗工程数值阐发、计划与历程优化设想、强度与寿命评估、勾当及能源学仿真。工程数值阐发用来阐发肯定产物的机能；计划与历程优化设想用来保障产物功效、工艺历程的底子上，使产物、工艺历程的机能最优；计划强度与寿命评估用来评估产物的精度设想是不是可行，靠得住性若何和操纵寿命为几多；勾当及能源学仿真用来对CAD建模完成的假造样机停止勾当学仿真和能源学仿真。从历程化、合用化手艺成长的角度看，CAE的焦点手艺为无限元手艺与假造样机的勾当及能源学仿真手艺。
今朝工程实际中操纵较多的CAE软件有ANSYS、MATLAB、ADAMS、ALGOR等。各个软件的最新版本是ANSYS 8.0、MATLAB 8.5、ADAMS 2005、ALGOR V17等。
本文接纳MSC.ADAMS软件停止液压破裂锤使命拆卸假造样机的仿真研讨。
3． 多体能源学实际
多体系统能源学包罗多刚体能源学和多柔体系统能源学，是研讨多体系统（通俗由多少柔性和刚性物体彼此毗连所构成）勾当纪律的迷信[17]。
多体系统能源学的焦点标题标题题目是建模和求解标题标题题目，其系统研讨起头于20世纪60年月。从60年月到80年月，侧重于多刚体系统的研讨，首要是研讨多刚体系统的自动建模和数值求解；到了80年月中期，多刚体系统能源学的研讨已取得一系列功效，特别是建模实际趋于成熟，但更不变、更有用的数值求解体例依然是研讨的热点；80年月今后，多体系统能源学的研讨更侧重于多柔体系统能源学，这个范畴也正式被称为计较多体系统能源学，它至今依然是力学研讨中最有活气的分支之一，但已远远地跨越通俗力学的涵义。多体系统能源学的底子方针是操纵计较机手艺停止庞杂机器系统的能源学阐发与仿真。
三、 液压破裂锤使命拆卸的研讨系统
1． 液压破裂锤使命拆卸假造样机的构建流程
本文液压破裂锤使命拆卸假造样机的成立主导思惟是：按照液压破裂锤使命拆卸的试制图纸，在Pro/ENGINEER中停止三维实体建模，经由历程假造拆卸，成立使命拆卸的三维模子，而后增添恰当的束缚和驱动，使之成为一个假造机构。其构建流程如图2-1所示。
图2-1假造样机的构建流程
2． 液压破裂锤使命拆卸的研讨系统
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0065-01
为了使自身在市场上立于不败之地，良多企业都对产物的情势停止了更新，其方针是前进产物的效力及收益。跟着社会的成长和经济程度的前进，合作也愈发剧烈，除要削减本钱之外，还要前进产物的品德和操纵代价。
1 甚么是假造样机
所谓的假造样机，指的是产物的多范畴数字化模子的调集体，它包罗了其实产物的统统特色。操纵这类手艺，能够或许或许或许或许对机器的整机停止摹拟建造，从而在设想阶段前进产物的操纵机能和品德。
用这类手艺来对机器产物停止设想，对整机、计划、拆卸等局部停止阐发，使机器产物的设想加倍具备直观性和可视性。
2 基于假造样机手艺的机器产物设想与建模体例
2.1 操纵CAD软件建模仿真
在对机器产物停止设想的时辰，必须要操纵一系列的软件来对机器整机的设想尺寸停止阐发，并且对机器整机起头停止一个一个的建模。如许就能够或许或许或许或许取得一个三维的图片，而后再对整机模子的外表、材质、品德、机能等停止假造的设想，从而停止仿真阐发。
建模完成今后，再操纵三维软件，将须要调入的整机模子停止拆卸，拆卸的时辰要充实的操纵均衡、垂直、重合等。拆卸还必须按照挨次来停止，比方先拆卸部件，而后再将部件摹拟拆卸成样机。别的，能够或许或许或许或许经由历程勾当集成模块来停止优化设想，这些模块有良多的长处，比方能够或许或许或许或许改正机器的运转，能够或许或许或许或许正视到机器的位置、运转速率、机能是不是通俗。别的，这些模块还能够或许或许或许或许经由历程对尺寸的计较，优化全部机器的机能。
2.2 对产物计划件停止阐发和仿真
在对机器产物停止设想的历程傍边，除必须要斟酌设想中的勾当之外，还要斟酌所设想的整机是不是有必然的承载才能，或强度和机能是不是适合请求。停止了建模今后，因为软件有一个比拟好的接口，因此能够或许或许或许或许接纳这类软件对机器的各个局部停止强度阐发，阐发的时辰还要计较无限元，如许才能够或许或许使设想加倍的公道。别的还要阐发设想请求是不是适合机器的操纵请求，若是得出的数据证实假造样机的一局局部歧适机器操纵请求，那末，就只能从头停止点窜。同时，这也是一个系统而庞杂的历程。
2.3 对行星架停止阐发
行星架是机器的承载构建，若是机器的行星架设想不公道，就会影响到全部机器的操纵。同时，行星架也是非常庞杂的一局部，很轻易显现轴的强度太低，而计较应力又会显得比拟庞杂。起首要在软件中成立多少模子，其次要导入此中，导入今后能够或许或许或许或许增添资料信息了，而后要按照拆卸体的环境，来设置打仗选项，最初再按照参数来设想网格，施加载荷，并且求出功效。
3 假造样机手艺在机器产物设想中的操纵
我国对机器产物的设想履历了良多个历程，最早起头是二维手艺，操纵计较机来天生整机，或是整机的二维图形，而后是三维手艺，最初才是此刻的假造样机手艺。笔者总结了假造样机手艺在机器产物设想中的操纵，详细为以下几点。
3.1 接纳ADAMS软件对勾当仿真停止阐发
这类体例比拟切确靠得住，并且还能够或许或许或许或许使数据无缝毗连，可是建模功效却不好。我国很早就接纳ADAMS软件操纵到农业机器傍边，最遍及的是用收割机、深耕机。同时，在差别机器系统使命的参数下，油菜物料在清选袋置中的勾当纪律也差别。
3.2 ADAMS软件和外型软件的连系仿真
这类体例是起首在软件中建模，而后再把建的模导入ADAMS中，这类体例的建模功效很是的好，并且仿真功效也很壮大，可是在导入模子的历程傍边，很轻易丧失一些信息。20世纪90年月末，操纵这类手艺设想了收成机，完成了自动化和迷信化的收成。别的，这类手艺还被操纵在土豆收成机傍边。
3.3 ADAMS和节制系统阐发软件的连系仿真
机器系统和节制系统是现代机器的首要成长标的方针，二者连系能够或许或许或许或许下降机器设想的庞杂性，还能前进机器勾当的效力。几年前，我国经由历程将ADAMS与节制系统的连系，研制出了弹性轴轴承系统在径向正弦载荷感化下的能源学特色。在农业机器方面，还研制出了土豆连系收成机保送臂，对保送臂的全部运转停止了阐发和研讨，前进了其操纵机能。
4 假造样机手艺的长处
4.1 延长了产物的设想周期
假造样机手艺在传统机器设想的底子长停止了改良，从差别角度、差别操纵须要动身，延长了产物的设想周期。别的，还前进了机器运转的机能。
4.2 下降了产物的开辟本钱
因为机器设想是一项庞杂而系统的使命，须要花费大批的人力、物力、财力，而假造样机手艺固然对计较机软件、硬件的请求很高，却下降了机器设想的全体本钱。
4.3 前进了整机的设想效力
与传统的机器设想比拟，假造样机手艺只须要输出一个根基模子，便能够或许或许或许或许导出切确的多少，对外形大抵近似的一系列整机，只须要略微点窜一下，就能够或许或许或许或许天生新的整机，如许就前进了整机的设想效力。
5 总结与体味
此刻，假造样机在机器设想中的操纵愈来愈遍及，从曩昔的二维、三维成长到CAD建模，再到现在的假造样机手艺。岂但前进了设想效力，还下降了设想本钱，全部设想历程也大大的被简化，使得机器产物自身的操纵也变得简略易懂。
参考文献
[1]徐海枝.我国假造样机手艺操纵研讨论文计量阐发[J].代价工程，2013，32（9）：312-313.
跟着迷信手艺的迅猛成长和计较机手艺的遍及操纵，设想范畴正在停止一场深切的变更，各类现代设想实际与体例不时呈现，设想体例加倍迷信、系统、完美和前进前辈。传统设想体例已成长成为一门新兴的综合性、穿插性学科——现代设想实际与体例。现代设想实际与体例的遍及操纵，必将为我国的财产生产带来庞大的经济效益，对前进我国财产产物的设想品德，延长设想周期，鞭策设想使命的现代化、迷信化方面将阐扬庞大感化。
《现代设想实际与体例》触及到的内容较多，设想体例种类单一，并且课时无限，传统的讲授讲课情势，讲授功效必然是讲堂氛围烦闷，先生感受死板、死板，为此应按照《现代设想实际与体例》课程的特色，自动切磋讲授体例，阐发先生的常识计划，以操纵为主导，适可吞并实际，综合操纵多种讲授手腕，多正面、多角度的向先生展现常识信息。
1.讲授情势的切磋
1.1传统设想与现代设想的比拟
传统设想经常操纵的设想体例有实际设想、履历设想和模子尝试设想，设想历程是操纵履历公式经由历程大批的手工或计较机计较，对所设想的产物的尺寸参数、机能等计较求解，建造模子样机，对什物样机停止尝试阐发、研讨，有些尝试是粉碎性的，当经由历程尝试发现缺点时，又要转头点窜设想建造样机，并再用样机尝试，只要经由历程轮回来去的设想——尝试——设想历程，产物才能到达设想请求。
现代设想设想体例良多：优化设想、假造设想、无限元阐发，并行设想，设想历程是操纵现代设想手腕，赞助计较机操纵手艺，在各类假造环境中其实地摹拟产物的各类特色、使命环境，疾速阐发各类设想打算，停止对什物样机而言难以停止或底子没法停止的尝试，直到取得最优的设想。
经由历程现代设想与传统设想的比拟讲授，使先生熟习到现代设想的长处和传统设想的弊病，充实熟习现代设想的设想历程、特色，以便更好的懂得现代设想，操纵现代设想体例停止产物设想开辟，增添进修的自动性。
1.2实际讲授与操纵讲授的同一
现代设想实际与体例设想实际庞杂，牵涉的内容深，规模广，本科生很难懂得和接管，以是讲授中多操纵现有的、成熟的设想实例，先容其在产物设想中的操纵历程、阐发体例，同时统筹设想实际的要点，使先生即会操纵设想体例的设想历程、特色，同时大白设想体例的实际及操纵，如许对设想比拟庞杂的产物、较深的设想实际，死板的设想体例进修使先生能够或许或许或许或许用得驾轻就熟，游刃自在。
1.3多媒体观赏讲授
要前进讲授品德，还必须停止讲授手腕的改革。多媒体手艺是操纵多媒体计较机综合处置和节制笔墨、图形、声响、图形、图象、动画和勾当视频多种情势的媒体信息，是计较机赞助讲授的最好手腕，能够或许或许或许或许按照讲授须要、在诸多媒体元素之间成立起必然的逻辑干系，从而把它们无机的连系并显现出来，同时完成一系列的人机交互式操纵，并在这类交互历程中完成讲授方针。
1.4收集讲授
成立网上讲授平台，以阅读器为用户界面，将课程讲授文件、讲授研讨、学术静态及相干信息上彀，用于指点先生进修，成立讲授服装论坛t.vhao.net，充实操纵收集功效，变更先生的进修自动性，自动性，使师生共同进修，共同前进。
2.实际讲授情势的切磋
2.1开设现代设想实际与体例设想综合设想尝试周
因为先生讲堂进修无限，很难做到现代设想实际与操纵的综合尝试操练，经由历程开设综合尝试周，使先生集合必然时辰，操纵产物现代设想与开辟历程，综合操练、懂得把握现代设想实际与体例的理念、操纵和手艺，到达实际与实际的进修，充实把握现代设想体例。
2.2现代设想体例与实际课外大赛
接纳命题与自立命题的体例，在划定的时辰内，请求先生操纵现代设想体例完成某个小产物的设想开辟、并停止有关的机能阐发。经由历程举行现代设想课外作品大赛，一是能够或许或许或许或许进步推行现代设想的操纵，还能够或许或许或许或许增添先生操纵现代设想实际与体例才能的熬炼、加强先生的进修自动性，更好地融汇懂得进修本身的专业常识。
3.考试情势的切磋
现代设想实际与体例的特色，是培育先生操纵现代设想的才能，以是考试命题应正视操纵才能的培育，考试可接纳多种情势，如口试考试与产物设想操纵大功课综合操练的体例停止。
3.1教员命题上机操纵
上课教员按照讲授的重点，挑选适合的命题，请求先生操纵一种现代设想体例，在划定时辰内，在计较机上完成产物的现代设想与阐发尝试研讨；同时为了统筹更好地、更多地把握现代设想实际与体例，能够或许或许或许或许口试考试一局部现代设想体例，以更遍及的把握懂得现代设想实际与体例，即接纳实际操纵与口试连系查核的体例停止。
3.2设想论文
这类测试体例是把设想的内容、请求发给先生，请求先生在一段时辰内完成设想，并提交设想阐发论文，这类测试体例矫捷性强，标题标题题目小大由之，也能够或许或许或许或许因人的才能差别，适合安排设想标题标题题目，同时设想标题标题题目能够或许或许或许或许是实际工程上的真题真做，也能够或许或许或许或许真题假做，先生能够或许或许或许或许充实阐扬能动性，常识性、合用性和乐趣性、缔造性，在假造环境下设想出适合请求的产物，并群情文的情势写上去，如许既能够或许或许或许或许查核先生把握现代设想实际与体例的把握，又能熬炼先生的立异才能。
4.论断
1、弁言
机器产物全寿命设想是权衡产物设想程度前进前辈与否的首要方针，现代设想历程火急须要经由历程工程阐发手腕展望产物的计划靠得住性。最近几年来研讨职员试图将假造设想思惟更多地融人到庞杂机器产物的计划靠得住性设想中，借助工程阐发软件对计较机中假造的产物样机停止应力散布、委靡寿命和靠得住性设想等，大大前进了靠得住性设想程度。
操纵外洋前进前辈无限元软件丰硕的尝试数据，操纵名目构成员停止的42crmo硬齿面齿轮的曲折委靡靠得住性尝试及资料，提出该硬齿面齿轮的计划靠得住性假造委靡设想体例，由假造零部件委靡使命的环境疾速地取得应力一寿命(s一n)曲线，推知其委靡寿命大样本，以供靠得住性阐发设想操纵。
2、计划靠得住性假造委靡设想体例
2.1计划靠得住性假造委靡设想软件
停止产物零部件计划靠得住性假造委靡设想起首须要机关产物假造样机，今朝国际外比拟成熟合用的样机多少外型cad软件有autocad, pro/e等，同时另有能够或许或许或许或许停止各类系统仿真阐发的多体勾当学、能源学软件adams, simpack等。
今朝国际着名的通用无限元工程阐发软件大多可完成对产物计划停止应力阐发、委靡寿命测试及寿命几率阐发的功效，今朝见长的软件有ansys,msc/fatigue, msc/nastran，斟酌假造环境的cfx及fluent。最近几年来，样机的勾当、能源学及委靡阐发手艺正处于慢慢深人和系统化阶段，但有良多首要内容要填补，如假造环境的融入、多少外型、能源学、委靡阐发手艺的集成及开放式。
2.2委靡寿命展望体例
多年来人们成长了各类委靡寿命展望体例，此中名义应力寿命法(s-n法)、局部应变法(e-n法)与基于断裂力学实际的委靡裂纹扩大寿命体例，已成为三种典范的委靡寿命展望体例。
(1)名义应力寿命法(s-n法)
名义应力寿命法凡是称为总寿命法。该体例用于构件总寿命的展望，因此资料或零部件的委靡寿命曲线为底子的。该体例能够或许或许或许或许斟酌构件外表加工和外表处置对其委靡寿命的影响，也能够或许或许或许或许斟酌构件焊缝的委靡寿命，合用于低应力高周委靡标题标题题目。
(2)局部应变法(e-n法)
局部应变寿命法凡是称为裂纹萌生法。该体例用于展望构件的裂纹萌生寿命。它操纵了资料的“影象特色”，计人了名义应力没法计及的载荷轮回挨次的影响，使寿命估算功效更靠近实际环境，合用于高应变低周委靡标题标题题目。
(3)委靡裂纹扩大寿命体例
基于断裂力学实际的委靡裂纹扩大寿命体例首要用于展望构件从裂纹产生到产生粉碎的委靡寿命。该体例连系摹拟资料微观计划变形的数值体例，是数值摹拟断裂的首要成长标的方针之一。
3、在硬齿面齿轮曲折委靡尝试中的操纵
按照名目请求对42crmo材质的硬齿面齿轮停止了曲折委靡靠得住性全寿命尝试，尝试在机器部机器迷信研讨院英国产instron1603型电磁谐振委靡尝试机长停止。接纳4级应力程度，即作4组差别应力的轮齿全寿命大样本尝试，取得了硬齿面齿轮定寿命下的r-s-n曲线(见图4中实线局部)。本文以此尝试为研讨底子，停止42crmo硬齿面齿轮的计划靠得住性假造委靡设想和尝试，取得了假造尝试的各应力程度下委靡寿命数据，即s-n曲线。
3.1三维多少外型设想
三维cad软件为机关精准的零部件假造多少外型设想打下软件底子。42crmo硬齿面齿轮是斜齿圆柱齿轮按渐开线构成的，为从齿轮的外型机理起头就严酷遵守渐开线齿面天生和加工机理，操纵三维假造外型软件mdi公司的adams能在多少形体上展成曲面和使曲面歪曲变形的功效，开辟出以法平面规范渐开线齿形为基准的斜齿摹拟加工历程。
3.2委靡载荷谱阐发
载荷谱是无限寿命设想的按照之一。因此，把握载荷谱的变更纪律是停止寿命设想的先决条件。凡是，载荷谱是由现场数据收罗并经数据处置与统计阐发取得。现场收罗的载荷时辰历程具备很大的随机性，并且因现场各类身分如开关旌旗灯号、电磁搅扰等影响，会构成原始旌旗灯号记实失真，显现伪旌旗灯号。齿轮计划所蒙受的委靡载荷，实际上是一持续的随机历程，借助能源学阐发软件adams平台，可间接给出机器构件在全部拆卸使命历程中的委靡载荷谱f-t曲线(见图2)，以此作为实际阐发和计划靠得住性假造委靡设想的底子。
3.3无限元阐发软件中的应力阐发
成立一对轮齿的无限元模子并停止网格分别，模子首要为六节点五面体单位，单位总数为63359个，节点总数为15213个。如许无益于单位自动天生，无益于前进计较精度。无限元计较中，齿轮资料的弹性模量为4. 6 x 107mpa，波松比为0.3。
由无限元法(fem)阐发计较出随机动载荷谱下轮齿在啮合历程中最大动应力齿轮的位置、数值及周期。
3.4基于断裂力学的委靡裂纹寿命展望
断裂力学是在认可裂纹存在的条件下停止委靡强度计较(即微裂纹构成疏忽)，生效判据是裂纹扩大光临界尺寸时产生委靡断裂，应力强度因子幅度可用以下干系表现
对裂纹半长a的积分求出裂纹扩大的应力轮回次数，即委靡寿命。计较n时，应力强度因子幅}k、裂纹初始半长a1、裂纹半长极限值a2由式(1)计出。此中:c为与资料有关的系数，a为多少效应因子，山为复应力变更规模。
3.5假造尝试功效阐发
以实作齿轮尝试的4级应力程度作假造委靡尝试，求得各应力程度下的委靡寿命数据，如许可用最小二乘法得出待尝试资料齿轮的s一n曲线。
图4虚线局部为42crmo资料齿轮接纳上述假造手艺所作的s一n曲线，尝试中取5个寿命程度n= 0.5 x 1护，1.0 x 1护，1.5 x 1护，2.0 x 1护，2.5 x 1护的应力散布。与图4中实线局部的实作齿轮尝试s一n曲线对照可知，假造尝试取得的s一n曲线与实际齿轮高靠得住度下的s一n曲线比拟靠近，有必然的参考代价。
4、结语
您的研讨标的方针：办理
是不是稀有据处置请求：否
您的国度：北京
您的黉舍背景：北京理工大学
请求字数：6000 (开题报告)
论文用处：硕士毕业论文
是不是须要盲审(博士或硕士生有这个须要)：否
补充请求和申明：先要一个开题报告! 正式毕业论文的请求 黉舍还没告诉 开题报告请求 见 附件 题方针的方针是 三维建造工艺 对机加企业(车间) 的影响 或 数字化建造 对机加企业(车间)的影响 (最好是针对航天建造企业)
北京理工大学研讨生院工程硕士学位论文开题报告：基于三维模子的工艺敌手艺对航天建造企业生产效力的影响
一、学位论文选题的方针和意思
1.1 选题背景
进入21世纪,数字化设想建造手艺在国际航空建造业新产物研制中成长迅猛,传统的以摹拟量通报为底子的设想建造手腕，已慢慢被以数字量通报为底子的数字化手腕所取代,经由历程周全接纳数字化产物界说、数字化预拆卸、产物数据办理、并行工程和假造建造手艺,极大延长了机型研制周期、前进了产物品德。
二、本选题研讨范畴汗青、近况、成长趋向阐发
三、研讨打算
四、研讨打算进度表
五、经费估算
六、参考文献
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1.弁言
光伏水泵亦称太阳能水泵，首要由水泵和光伏扬水逆变器构成。详细操纵时，再按照日用水量和差别扬程量的须要配以呼应功率的光伏阵列，统称为光伏扬水系统。光伏水泵操纵洁净无净化、取之不尽用之不竭的太阳能资本，日出而作，日落而歇，无需电网、无需柴油、无需职员把守，可与渗灌、喷灌、滴灌等浇灌举措措施配套操纵。节水节能，可大幅下降操纵化石能源电力的投入本钱。是环球“能源标题标题题目”、“食粮标题标题题目”综合系统处置打算的新能源、老手艺操纵产物。
本文设想了一种自动的新型的光伏扬水系统，该系统的驱念头电是接纳直流无刷机电，系统选用MicroChip公司所生产的PIC16F877作为光伏水泵系统的主控芯片，对系统硬件和节制软件停止设想，完成直流无刷机电的反电势过零检测，同时完成光伏阵列点的TMPPT跟踪、系统无人监控和毛病检测等功效。
2.系统硬件设想
2.1 系统构成
光伏水泵系统的计划如图1所示，系统首要包罗四个局部：太阳电池阵列、节制器、机电和水泵。 系统操纵光伏阵列将太阳能间接转变成电能。颠末DC/DC升压后而后颠末具备TMPPT功效的变频器输出三相互换电压，从而驱念头电和水泵负载，完成向水塔储水功效。
图1 系统计划图
2.2 系统全体计划及硬件构成
本文所设想的系统全体计划如图2所示，光伏电池阵列的输出端与Boost相接，单片机集光伏阵列母线的电压值和电流值从而做出是不是欠压过流的判定，收罗到的数据若是适合条件，微节制器将按照MPPT算法转变电压的增量挪动标的方针从而调剂PWM旌旗灯号的占空比。经由历程调剂占空最近驱动DC-DC电路的功率管导通，这一局部完成了最大功率点跟踪节制。
三相逆变桥电路与最大功率点跟踪节制的输出审察连，IR2130构胜利率驱动电路，单片机的PWM节制旌旗灯号经由历程此驱动电路来节制六个开关管的导通与关断，使UVW三相瓜代导通使机电运转。机电运转期间不时地经由历程三相反电势过零检测电路检测转子位置，取得切确的换信任息。所设想的系统掩护功效包罗打干掩护、低日照掩护和过流掩护。咱们晓得，按照直流无刷机电的运转道理经由历程由6只功率管构成的三相六状况电路的断开与导通能够或许或许或许或许节制机电的运转。而对光伏阵列最大功率点跟踪而言，则是经由历程转变DC-DC的占空比D来完成的。
图2 系统硬件计划框图
图3 系统主法式流程图
3.软件设想
在本光伏水泵系统中，选用单片机PIC16F877作为系统的主控芯片。系统的软件局部包罗主法式和间断办事法式，主法式的使命首要是完成系统的初始化、A/D采样、读入用户设置、机电转速辨认及转速很是掩护、PI调理、MPPT或CVT功效等功效。主法式流程图如图3所示。
4.总结
论文颠末实际设想及硬件建造完成了样机试制，该样机的设想接纳单片机PIC16F877作为系统的主控芯片。系统接纳“假造中性点法”，从而处置了无位置传感器的直流无刷电念头节制的关头标题标题题目即转子位置检测标题标题题目。本样机操纵单片机所具备的丰硕的I/O口和A/D采样功效，接纳调理PWM占空比调理机电的转速以完成最大功率跟踪功效。样机还完美了对系统的各类掩护功效，供给各类监控功效，这前进了光伏扬水系统的靠得住性和矫捷性。在尝试中，选用24V，30W的无位置传感器直流无刷机电，经由历程尝试证实，直流无刷机电能够或许或许或许或许自动切换到自同步运转状况并完成了完成安稳的步进起动。经由历程尝试，丈量了电子换向逆变器的各类电压，机电运转机能杰出。尝试功效标明，该试制样机根基上到达设想方针，具备必然的操纵代价。
参考文献
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关头词：机器设想；CAD手艺
1CAD手艺的成长
CAD(ComputerAidedDesign)是计较机赞助设想的英文缩写，是操纵计较机壮大的图形处置才能和数值计较才能，赞助工程手艺职员停止工程或产物的设想与阐发，到达抱负的方针，并取得立异功效的一种手艺。自1950年计较机赞助设想（CAD）手艺降生以来，已遍及地操纵于机器、电子、修建、化工、航空航天和能源交通等范畴，产物的设想效力飞速地前进。现已将计较机赞助建造手艺（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产物数据办理手艺（ProductDataManagement，PDM）及计较机集成建造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。
产物设想是决议产物运气的研讨，也是最首要的关头，产物的设想使命决议着产物75%的本钱。今朝，CAD系统已由最初的仅具数值计较和图形处置功效的CAD系统成长成为连系野生智能手艺的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD手艺将具备新的特色和成长标的方针，以前进新期间建造业对市场变更和小批量、多种类请求的敏捷呼应才能。
以智能CAD（ICAD）为代表的现代设想手艺、智能勾当是由设想专家系统完成。这类系统能够或许或许或许或许摹拟某一范畴内专家设想的历程，接纳单一常识范畴的标记推理手艺，处置单一范畴内的特定标题标题题目。该系统把野生智能手艺和优化、无限元、计较机画图等手艺连系起来，尽能够或许或许或许或良多地使计较机到场打算决议打算、机能阐发等惯例设想历程，借助计较机的撑持，设想效力有了大大地前进。
2三维CAD手艺在机器设想中的长处
经由历程实际操纵三维CAD系统软件,笔者体味到三维CAD系统软件比二维CAD在机器设想历程中具备更大的上风,详细表此刻以下几点:
2.1整机设想加倍便利
操纵三维CAD系统,能够或许或许或许或许拆卸环境中设想新整机,也能够或许或许或许或许操纵相邻整机的位置及外形来设想新整机,既便利又疾速,防止了零丁设想整机致使拆卸的失利。资本查找器中的整机回放还能够或许或许或许或许把整机外型的历程经由历程动画演示出来,令人一目明了。
2.2拆卸整机加倍直观
在拆卸历程中,资本查找器中的拆卸途径查找器记实了整机之间的拆卸干系,若拆卸不切确即予以显现,别的,整机还能够或许或许或许或许埋没,在埋没了外部整机的时辰,可清晰地看到外部的拆卸计划。全部机器拆卸模子完成后还能停止勾当演示,对有必然勾当路程请求的,可查验路程是不是到达请求,及时对设想停止变动,防止了产物生产后才发现须要点窜乃至报废。
2.3延长了机器设想周期
接纳三维CAD手艺,机器设想时辰延长了近1/3,大幅度地前进了设想和生产效力。在用三维CAD系统停止新机器的开辟设想时,只要对此中局部零部件停止从头设想和建造,而大局部零部件的设想都将担当以往的信息,使机器设想的效力前进了3~5倍。同时,三维CAD系统具备高度变型设想才能,能够或许或许或许或许经由历程疾速重构,取得一种全新的机器产物。
2.4前进机器产物的手艺含量和品德
因为机器产物与信息手艺相融会,同时接纳CADCIMS机关生产,机器产物设想有了新成长。三维CAD手艺接纳前进前辈的设想体例,如优化、无限元受力阐发、产物的假造设想、勾当方针和优化设想等,保障了产物的设想品德。同时,大型企业数控加工手腕完美,再接纳CAD/CAPP/CAM停止机器整机加工,分歧性很好,保障了产物的品德。
3CAD手艺在机器设想中的操纵
3.1整机与拆卸图的实体天生
3.1.1整机的实体建模。CAD的三维建模体例有三种,即线框模子、外表模子和实体模子。在良多具备实体建模功效的CAD软件中,都有一些根基系统。如在AutoCAD的三维实体外型模块中,系统供给了六种根基系统,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简略的整机,可经由历程对其停止计划阐发,将其分化成多少根基体,对根基体停止三维实体外型,今后再对其停止交、并、差等布尔运算,便可得出整机的三维实体模子。
对有些庞杂的整机,常常难以分化成多少个根基体,使组合或分化后产生的根基体过量,致使成型坚苦。以是,唯一根基系统还不能完全知足机器整机三维实体外型的请求。为此,可在二维多少元素机关中先界说整机的截面表面,而后在三维实体外型中经由历程拉伸或扭转取得新的“根基体”,进而经由历程交、并、差等取得所须要整机的三维实体外型。
3.1.2实体拆卸图的天生。在整机实体机关完成后,操纵机器勾当阐发历程中的资料,在勾当的某一位置,按各整机地址的坐标停止“拆卸”,这一历程可用CAD软件的三维编辑功效完成。
3.2模具CAD/CAM的集成建造
跟着迷信手艺的不时成长,建造行业的生产手艺不时前进,从通俗机床到数控机床和加工中心,从野生设想和制图到CAD/CAM/CAE,建造业正向数字化和计较机化标的方针成长。同时,模具CAD/CAM手艺、模具激光疾速成型手艺(RPM)等,几近笼盖了全部现代建造手艺。
一个完全的CAD/CAM软件系统是由多个功效模块构成的。如三维画图、图形编辑、曲面外型、仿真摹拟、数控加工、无限元阐发、静态显现等。这些模块应以工程数据库为底子,停止同一办理,而实体外型是工程数据的首要来历之一。
3.3机器CAE软件的操纵
机器CAE系统的首要功效是:工程数值阐发、计划优化设想、强度设想评估与寿命预估、能源学/勾当学仿真等。CAD手艺在处置外型标题标题题目后,才能由CAE处置设想的公道性、强度、刚度、寿命、资料、计划公道性、勾当特色、干与、碰撞标题标题题目和静态特色等。
4CAD前沿手艺与成长趋向
4.1图形交互手艺
CAD软件是产物立异的东西,务求易学好用,驾轻就熟。一个友爱的、智能化的使命环境能够或许或许或许或许开辟设想师的思绪，束缚大脑，让他把精力集合到缔造性的使命中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”外型、静态导航器等一系列人道化的功效，为设想师供给了便利。别的，笔输出法草图辨认、说话辨认和特色手势建模等老手艺也正在研讨当中。
4.2智能CAD手艺
CAD/CAM系统操纵慢慢深切,慢慢提出智能化须要.设想是一个含有高度智能的人类缔造性勾当。智能CAD/CAM是成长的必然标的方针。智能设想在操纵常识化、信息化的底子上，成立基于常识的设想堆栈,及时切确地向设想师提品开辟所需的常识和赞助,智能地撑持设想职员，同时捕获和懂得设想职员企图、自动检测失误，回覆标题标题题目、提出倡议打算等。并具备推理功效,使设想老手也能做出好的设想来,现代设想的焦点是立异设想,人们正试图把立异技法和野生智能手艺相连系操纵到CAD手艺中,用智能设想、智能建造系统去缔造性指点处置新产物、新工程和新系统的设想建造,如许才能使咱们的产物、工程和系统有缔造性。
4.3假造实际手艺
假造实际手艺在CAD中已起头操纵,设想职员在假造天下中缔造新产物,能够或许或许或许或许从人机工程学角度查抄设想功效,可间接操纵摹拟东西,查验操纵是不是温馨、便利,尽早发现产物计划空间计划中的干与和勾当机构的碰撞等标题标题题目,尽早看到新产物的外形,从多方面评估所设想的产物.假造产物建模便是指成立产物假造道理或假造样机的历程.假造制感化假造原型取代物理原型停止加工、测试、仿真和阐发,以评估其机能,可建造性、可拆卸性、可保护性和本钱、表面等,基于假造样机的尝试仿真阐发,能够或许或许或许或许在其实产物建造之前发现并处置标题标题题目,从而下降产物本钱.假造建造、假造工场、静态企业同盟将成为CAD手艺在电子商务期间持续成长的一个首要标的方针.别的,跟着协同手艺、收集手艺、观点设想面向产物的全部性命周期设想实际和手艺的成熟和成长,操纵基于收集的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成手艺,完成其实的全数字化设想和建造,已成为机器设想建造业的成长趋向。
参考文献
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中图分类号：TH132.41 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.04.027
Design of Virtual Prototype of Multi-purpose Mechanical Transmission
Experiment Platform System Based on Pro/E Platform
GUI Wei， YAO Cenglin， LI Chenglong， SHEN Caixia， ZHENG Mengwei， HAN Qiang
（Wuhan Business University， Wuhan， Hubei 430056）
Abstract In this paper， based on the Pro/E software， with the multipurpose Laboratory of mechanical transmission station as a typical example， the application of virtual design technology， virtual assembly of 3D design， completed the experiment table of all parts of the student movement of mechanical transmission mechanism， teacher movement of mechanical transmission mechanism， clock movement of mechanical transmission mechanism， the classroom door moving mechanical transmission mechanism and the projection screen motion of mechanical transmission mechanism five parts and virtual assembly of the whole experiment platform.
Key words Pro/E; mechanical system; experiment platform; virtual design
0 弁言
今朝，机器范畴的假造设想手艺是操纵三维设想软件如Pro/E、UG、Solidworks、CATIA等对机器拆卸的零部件停止计划设想、假造拆卸、勾当仿真阐发。它是基于计较机赞助设想手艺，在假造环境中对机器产物停止设想，到达延长研发周期、削减研发本钱的方针。
多用处机器系统传动尝试台融链传动、直齿圆柱齿轮传动、直齿圆锥齿轮传动、平面连杆传动，蜗轮蜗杆传动、丝杆螺母传动和齿轮齿条传动等传念头构于一体。该尝试台以先生最为熟习的讲堂作为展现机器系统勾当的场景，能够或许或许或许或许起到乐趣性讲授的方针，增添先生进修机器专业课程的乐趣。关闭式的场景，在不必拆开演示台的条件下就能够或许或许或许或许让先生清晰地察看到外部传念头构的勾当全历程，操纵简略、比拟合用。多个传念头构集合在一个场景展现，能够或许或许或许或许使先生系统性地熟习差别机构的勾当通报历程，有助于先生对差别的机构停止区分。
本文基于Pro/E平台的假造设想手艺，完成多用处机器系统传动尝试台各整机的三维建模设想，假造样机拆卸干与查抄、机构勾当仿真阐发，在仿真中对计划设想停止优化设想，尽能够或许或许或许或许下降设想危险，防止实际建造中显现标题标题题目，从而使尝试台一次性建构胜利。
1 尝试台典范整机齿轮的三维建模
凡是，在Pro/E中每一个整机的三维计划设想历程步骤根基不异，以下：（1）按照各个整机的三视图，设想整机的外形，为挑选适合的建模体例做好铺垫。（2）按照整机的计划，挑选建模的体例。（3）按照整机的计划，停止草绘，而后操纵拉伸、扭转等特色操纵，以完成整机的三维设想。（4）在已建整机模子长停止赞助特色设想，完成整机三维设想，而后保管。
多用处机器系统传动尝试台有多个差别范例的整机，三维设想的历程步骤根基不异，本论文只简略论述典范整机齿轮的三维设想历程步骤。
直齿圆柱齿轮由轮齿、键槽、轴孔等根基计划特色构成，成立规范直圆柱齿轮的三维参数化模子。首要操纵步骤以下：
（1）成立齿轮设想参数：
在Pro/E软件的产物参数化设置界面中，输出齿轮的设想参数及呼应的初始值，模数m=2，压力角alpha=20度，齿根圆直径df，齿顶圆直径da，基圆直径db，分度圆直径d，齿宽b=30，齿数z=56，如图1，增添终了后，单击【肯定】按钮。
（2）操纵Pro/E的草绘功效先绘制基准曲线，后绘制四个尺寸肆意的齐心圆。
（3）调出Pro/E中各参数之间干系设置的对话框，在此中输出规范直齿圆柱齿轮的干系式，如图2，增添终了后，单击【肯定】按钮。
图1 齿轮参数对话框
图2 齿轮干系对话框
（4） 系统进入三维实体情势，单击【编辑】颉驹偕模子】东西，自动天生知足必然干系式的齿轮参照圆。
（5）单击特色东西栏中的【基准曲线】东西，弹出的【曲线选项】菜单，单击【从方程】―【完成】号令，在使命区拔取系统默许的坐标系，单击对话框中的【肯定】按钮，在弹出的【设置坐标系范例】菜单中，挑选【笛卡尔】坐标系，输出构成齿轮渐开线的参数化方程，输出终了单击【记事本】主菜单中的【文件】―【保管】号令，最初单击【肯定】按钮。便可天生渐开线。
（6）成立镜像渐开线特色。拔取已绘制的齿轮渐开线的特色，挑选软件中【特色】-【镜像】号令，挑选基准平面DTM2作为镜像平面，单击【肯定】按钮。
（7）前进前辈入草绘平面，挑选齿顶表面线，拉伸成立成齿轮根基实体。
（8）成立第一个齿槽特色。前进前辈入草绘平面，再按照渐开线和齿轮参照圆草绘出齿廓外形，而后对其停止拉伸切除，完成齿槽的成立。
（9）成立齿槽阵列特色。成立齿轮槽，挑选软件征东西栏中的【阵列】号令，挑选轴阵列选项，输出阵列个数56个，角度为360埃缮杓埔蟮某萋帧？
（10）拉伸切除成立成齿轮轴孔。
（11）拉伸软件的切除功效画出成齿轮键槽，完成齿轮的参数化设想如图3所示。
图3 齿轮参数化设想
2 尝试台样机的假造拆卸
通俗说，机器拆卸的假造拆卸是操纵三维设想软件在计较机中，对机器产物的计划停止设想与拆卸。多用处机器系统传动尝试台首要包罗先生勾当机器传念头构、教员勾当机器传念头构、时钟勾当机器传念头构、讲堂门勾当机器传念头构和投影幕布勾当机器传念头构五个局部。假造样机在拆卸时，起首把这5个勾当机器传念头构作为一个组件停止假造拆卸，而后把这5个勾当机器传念头构拆卸成全部尝试台。
2.1 先生勾当机器传念头构假造拆卸
先生勾当机器传念头构，首要由电念头、曲柄摇杆机构、连杆限位变形机构，和牢固构件课桌、课椅和机电支架构成。假造拆卸如图4所示。小腿在牢固在机架上，小手臂与机架在构成牢固搭钮，小手臂、大手臂、身躯、大腿、小腿之间经由历程勾当搭钮链接。机电经由历程曲柄摇杆机构，动员五连杆限位变形机构勾当，完成先生起立和坐下的举措。
图4 先生勾当机器传念头构假造拆卸图
2.2 教员勾当机器传念头构假造拆卸
教员勾当传念头构首要由：电念头;由16齿的大链轮、8齿的小链轮和链条构成的链传念头构;齿轮齿条传念头构;螺距6mm，单头丝杆螺母传念头构;限位开关、限位板和讲台等牢固构件构成，假造拆卸如图5所示。机电启动，经由历程链传动通报给丝杆，丝杆的扭转勾当转变成螺母的直线勾当，经由历程螺母上的销轴动员安排在螺母上的尺寸做直线挪动，完成教员木偶人的挪动，经由历程齿轮齿条机构完成教员扭转90度面向先生的举措。
图5 教员勾当机器传念头构假造拆卸图
2.3 时钟勾当机器传念头构假造拆卸
时钟勾当机器传念头构首要由：电念头;齿数为35的蜗轮蜗杆传念头构;每级大齿轮齿数45，小齿轮齿数13，模数1.5的二级直齿圆柱齿轮传念头构和电念头架、钟罩和红外位置探测器等牢固构件构成，假造拆卸如图6所示。机电启动，经由历程蜗轮蜗杆把勾当通报给二级直齿圆柱齿轮，与蜗轮毗连的第一级圆柱齿轮的小齿轮动员分针动弹，第二级圆柱齿轮齿轮的大齿轮动员时针动弹。
2.4 讲堂门勾当机器传念头构假造拆卸
讲堂门勾当机器传念头构首要由：电念头;双曲柄滑块机构和导杆、限位开关、机机电架等牢固构件构成，假造拆卸如图7所示。机电启动，动员双曲柄滑块机构中双曲柄动弹，曲柄经由历程连杆，动员讲堂门在导轨长停止往返来去勾当，完成讲堂门的开关。
图6 时钟勾当机器传念头构假造拆卸图
图7 讲堂门勾当机器传念头构假造拆卸图
2.5 投影幕布勾当机器传念头构假造拆卸
投影幕布勾当机器传念头构首要由：电念头，锥齿轮传念头构构成，假造拆卸如图8所示。机电启动，动员大圆锥齿轮动弹，经由历程小圆锥齿轮动员幕布高低勾当。
图8 投影幕布勾当机器传念头构假造拆卸图
2.6 多用处机器系统传动尝试台假造拆卸
多用处机器系统传动尝试台假造样机的主体拆卸首要是先生勾当机器传念头构、教员勾当机器传念头构、时钟勾当机器传念头构、讲堂门勾当机器传念头构和投影幕布勾当机器传念头构五个传念头构之间的拆卸。假造样在拆卸时，为便利全部样机的的假造拆卸，能够或许或许或许或许把拆卸的几个相干整机组装成组件，而后再把相干组件拆卸在一路构建试尝试台的全体计划，如图9所示。
图9 多用处机器系统传动尝试台假造拆卸图
3 竣事语
多用处机器系统传动尝试台的假造设想，削减设想物理样机所需的人力及时辰，能够或许或许或许或许到达下降产物本钱，延长产物生产周期的方针。
基金名目：湖北省高档黉舍2014年省级大先生立异创业操练打算名目《多用处机器系统传动尝试台的设想研讨》（名目编号：201411654009）、武汉商学院2014年大先生立异创业操练打算名目《多用处机器系统传动尝试台的设想研讨》（名目序号：7）、武汉商学院2014年度讲授研讨名目《基于先生立异才能培育的课程讲授研讨―以机器设想底子课程为例》（名目编号：2014Y013）的阶段性研讨功效
参考文献
现在，颠末三十载的尽力，这类胡想正在慢慢转变为实际。
孙建华用实际步履解释爱国情怀，用不竭的立异精力解释着“中国缔造”，凭仗固执的毅力，终究取得生物感到传感器底子实际研讨、软硬件开辟、系列产物定型设想及工程操纵的功效，并完成了专利手艺到市场操纵的贸易转化。不只冲破传统触摸式报警产物的手艺缺点，更是填补了环球生物感到智能报警手艺的空缺。他为鞭策天下宁静提防手艺由传统手艺向生物感到智能化传感手艺成长的变更作出了首要进献，被誉为环球生物感到手艺的“第一人”。
生物感到手艺的发现胜利，无疑将是划期间的功效，它冲破了国际入侵报警手艺范畴，漏报、误报的手艺瓶颈，并带来宁静提防手艺（如生物感到介质与通俗塑钢门窗融会完成智能塑钢门窗）等的变更，将完全转变传统宁静提防手艺的设想理念，一张纸、一根绳、一个坐垫、一个钱包，都能够或许或许或许或许是您想要的安防产物，使国际社会人们对宁静的须要触手可及。
为抱负而斗争
苏格拉底曾说过，“天下上最欢愉的事，莫过于为抱负而斗争。”
多年来，孙建华用对峙不懈、务虚立异来寻求他的科技立异之梦，完成了一个工人发现家的胡想。
上世纪70年月，高中毕业的孙建华作为知青下乡，招工到中国工程物理研讨院处置播送电视装备保护使命。在使命中，他发现人体在打仗电视机天线时会产生图象变更和噪声，一样在触摸收音机天线时也会产生近似的景象，而非生物打仗天线时则不影响。
这一罕见的景象，让孙建华对摸索生物感到景象产生了稠密的乐趣，萌生了“操纵人体生物感到景象研讨能够或许或许或许或许区分生物与非生物报警手艺的念头”。他起头操纵专业时辰，自修大学专业实际和有关电子学底子常识。无厂房，就把家里当做尝试室；缺装备，就七拼八凑买二手的仪器；无团队，就一小我对峙。孙建华倾其统统，尽力于生物感到发现手艺的研讨、尝试等使命，颠末二十多年的尽力，他终究在家庭尝试室内完成了生物感到报警手艺道理研讨和样机尝试，于2001年请求发现专利，2004年取得了国度专利局受权。
比拟传统的打仗式报警，生物感到手艺接纳感到介质产生空间弱电场构成的“假造樊篱”非打仗感到人体报警，对人体各类入侵体例100%呼应，具备不漏报、防粉碎、不可破解的手艺特色。别的，接纳生物鉴别和环境自顺应手艺，具备区分小植物、非生物和天然天气的功效，不只极大公开降了误报的能够或许或许或许或许性，在户外各类天气环境下也能不变使命。
今朝，入侵报警安防产物存在漏报、误报的手艺缺点一向是天下性的坚苦。跟着生物感到手艺的胜利研发，不只冲破了国际入侵报警手艺范畴，漏报、误报的手艺瓶颈，并带来宁静提防手艺的变更。
2001年，他前后当选《中国专家人名辞典》、《中国专家学者辞典》、《中国专利发现人大全》。在普通的工人岗亭，他前后取得中国工程物理院第一届青年科技论文报告会“优异论文奖”；中国工程物理研讨院核物理与化学研讨所科技论文报告会“优异论文奖”；1998年至1999年期间，到场研制臭氧产生器及尝试研讨使命，取得中国工程物理研讨院环保工程研讨中心科技论文报告会“优异论文奖。”
摸索财产化成长途径
孙建华发现的生物感到传感器研讨和产物操纵走在天下宁静提防手艺范畴的前线，首创了生物安防智能报警手艺的变更。
2002年孙建华取得绵阳市游仙区当局10万元科技资金的无偿撑持，开办了四川省绵阳市安防科技无限公司，专业处置生物感到报警手艺操纵摸索与产物开辟。
面临国际外市场操纵中的空缺，孙建华再次带团队停止了研发。要完成生物感到宁静提防报警手艺的操纵，起首须要研发在宁静提防手艺范畴的合用产物，但在产物研发和市场操纵早期，公司面临国际外无先例、无手艺规范、无融资渠道的边界和门坎；手艺上也须要冲破空间电场载体解除搅扰和装备使命不变性等标题标题题目。
颠末13年的对峙，现在孙建华已完成了生物感到系列产物的定型设想，不只具备人体感到空间电场非打仗报警的不变的物理机能，并且具备区分生物与非生物及小植物的智能，产物可隐藏、可粘贴、可挪动、可水下、可公开、可随身照顾布防，顺应室表里全天候使命。这些凸起的手艺上风和庞大的财产空缺，使得孙建华和他的公司在很短的时辰内，接踵开辟胜利金融、国防、军事、牢狱、航空、文物、电力、家庭等范畴的生物感到智能宁静提防系列产物，并已取得了在相干范畴胜利操纵的工程案例。
今朝，孙建华的企业已成熟的焦点手艺包罗“空间电场介质”为载体的“生物感到传感器”及系列产物的软件和硬件设想。已成熟的样机更是多种多样，有针对田野周界入侵报警的须要设想的“智能周界”，有针对姑且挪动方针的“挪动周界”，有针对门窗防盗报警的“便携式伸缩断绝带”，更有“智能语音一米线”、“智能不干胶纸”、“智能通道”、“智能门锁拆卸”、“语音地毯”等一系列能遍及合用的生物感到智能宁静提防系列产物，这些产物颠末不时地尝试、操纵和频频改良，均已进入了财产化定型设想阶段。
0 弁言
假造实际 vr (virtual reality)是一种高度逼真的摹拟人在 天然 环境 中的视 、听、动等行动 的人机界面。 简略地说，是一种可 以成立和休会假造天下的 计较 机系统。假造实际手艺是 20世纪末鼓起的一 门新的综合性信息手艺 ，它融会了计较机图形学、多媒体手艺 、野生智能、人机接口手艺 、数字图象处置 、 收集 手艺 、传感器手艺及高度并行的及时计较等手艺，它不只指那些戴着头盔和手套的手艺，并且还包罗统统与之有关的具备 天然摹拟、逼真休会的手艺和体例 ，它的底子方针便是到达其实休会和基于 天然手艺的人机交互。
财产设想是成立在 迷信 手艺底子之上 ，以付与财产产物 艺术 性为方针的一项感性思惟和感性思惟彼此融会的使命。财产设想的法式有详细的体例和全体的计谋停止指点和撑持，差别国度、差别期间面临差别的设想东西时，财产设想的法式与体例也是各不不异，大抵上有以下几种：立异设想法 、人机工程学法 、外形组构法 、系统设想体例 、caid体例 、代价工程与代价立异法、设想办理法等 。将假造实际手艺引入财产设想中，在设想的各个阶段操纵假造数字模子便利疾速地停止各类查询拜访和尝试，能够或许或许或许或许取得合用面更广、更靠近其实状况的尝试数据。同时，成立在尝试底子上的产物设想使命将更具迷信性和客观性，给财产设想的体例论 以新的理念。
1 假造实际手艺在国际外研讨的近况
1．1 外洋的研讨环境
跟着假造手艺的不时成熟与 成长 ，一些发财国度已在良多范畴 中操纵了假造设想 ，同样成立了良多与假造手艺相干的尝试室、课题组，此中闻名的有美 国贝卡罗来那大学(unc)的计较机系 ，其首要的研讨课题是物理建模与仿真名目和修建周游项 目，别的另有美 国的密歇根大学假造实际尝试室，首要研讨 vr在轿车车身设想中的操纵和假造实际手艺在产物开辟中的操纵。瑞士苏黎士理工大学计较机图形尝试室首要的研讨课题包罗动画与假造平台、协同假造环境 (collaborative virturalenvironment)等。美国宇航局(nasa)的ames研讨中心操纵风行的液晶实际手艺和别的零部件研制出了假造飞翔器，填补了飞翔摹拟器本钱太高的缺少。美国麦道飞机公司接纳沉醉式的假造实际系统停止新型号策念头的赞助设想。
1．2 国际的研讨近况
绝对外洋假造设想的成长。国际假造手艺的研讨和操纵还比拟掉队。自20世纪 80年月 vr手艺起头起步以来，至今我国在 vr的底子图形手艺范畴 已具备了坚固的底子。据不完全统计，今朝天下已有 34家科研机构、高档院校和 企业 正在睁开假造建造手艺的研讨、开辟及开端的树模操纵使命 ，有 4家企业到场了这类新的摸索，其首要的研讨内容包罗：① 产物的假造设想；② 热加工工艺摹拟；③加工历程、拆卸历程的仿真；④ 假造轴机床和假造量仪的研制和开辟；⑤假造企业。全体来看，我国假造建造手艺的研讨大都 是在本来的cad／cam 及仿真手艺的底子长停止，而系统 、周全的假造建造手艺的研讨还不睁开，还很少能将成熟的假造手艺操纵到实际开辟中，特别在产物的立异设想中，假造手艺还未阐扬出它应有的感化，操纵程度远掉队于发财国度。由此来看，我国正视产物设想程度的晋升，将假造手艺操纵到设想范畴已成为今后国际产物开辟的首要关头。
2 基于假造实际手艺的财产设想体例
2．1 立异设想法
立异是财产设想 的魂灵地址。今世社会 经济 条件下 ，市场产物不立异就如同落空了魂灵，很难在合作敌手如林的市场上取得优越。在现今全新 的经济背景下，设想立异将指点花费、把握机缘，成为决议产物性命力的首要条件之一，以思惟立异、行动立异、体例立异为焦点的财产设想将在企业产物开辟历程中表演着无足轻重的脚色。如图 1、2所示 ，在传统 的财产设想中，人们一向相沿着平面 图来抒发设想思惟。即便操纵计较 机三维 软件，终究也只能取得某个视角的平面功效图，难以其实完全地抒发 出设想者的企图。而基于假造实际手艺的财产设想体例将 以数字化的三维模子作为设想思惟的载体，周全抒发设想者的企图。人们能够或许或许或许或许按照本身的须要肆意缩小、扭转模子 ，自动讨取信息，从而完成财产设 计由 面抒发 向体抒发 的冲破 ，使设想师有更丰裕 的时辰来斟酌设想的细节 标题标题题目这无疑对财产设想的体例立异带来了反动性的打击如图 3所示。
别的 ，假造实际手艺与收集手艺的连系，将能够或许或许或许或许构建一个全新的开放式设想平台，以三维数字化模子作为设想思惟的载体 ，周全抒发设想者的企图。冲破地区限制，完成用户与设想 、开辟职员的杰出相同和互动。
2．2 基于假造实际手艺的产物人机工程阐发
(1)人机工程学参数的收罗与阐发。传统的人机工程学在参数的收罗和阐发中存在诸多标题标题题目：①采样数目 、丈量和数据阐发的使命量均很大，且本钱高 、周期长；②没法停止静态订正；③缺少对企业详细产物的针对性；④参数多为二维模子。若在详细的收罗和阐发中操纵三维扫描手艺 (取得静态三维数据 )、 举措捉拿手艺 (取得举措特色数据)，便可天生假造被试三维静态数字模子 。这些数字模子在被更新前一向能够或许或许或许或许 “活在”假造实际手艺平台上，经由历程对假造被试三维静态数字模子的关头点节制 ，完成及时数据的不时更新。 (2)假造人机工程设想与评估 。假造人机工程设想借助于假造样机 (virtual prototype)系统停止设想 ，故也称其为假造人机工程学环境。设想职员和差别手艺背景的人能够或许或许或许或许直观地察看到各类假造人体三维数字模子的及时环境，切确研讨产物的人机工程学参数 ，间接与设想的产物停止交互，并评估产物的机能。
在传统产物设想的人机系统中，人是操纵者 ，机器只是自动的反映 ，而在假造产 品设想的人机系统中，人成为自动到场者 ，庞杂系统中能够或许或许或许或许有良多到场者共同在以计较机收集系统为底子的假造环境中协同使命。在基于人机工程的传统产物设想中，人机阐发和评估必须是在产物设想完成后的样机模子中或在试制的产物中停止．而在基于人机工程的假造产物设想中，人机设想阐发评估又是在产物设想的历程中能够或许或许或许或许同时停止，也可与产物操纵者停止各类及时的交互。
如图 4所示．基于人机工程的传统产物设想的人机评估是在样品试制后才停止，若人机评估功效达不到请求 ，就须要停止从头设想 和样 品试 制 ，再停止人机评估，如许频频轮回指点方能到达请求，这类评估体例既华侈时辰又花费资本。而图 5基于人机工程的假造产物设想全历程接纳协 同并行式，人机设想 、人机仿真和人机评估完成交互式。不须要样品试制的历程 ，并且和假造加工 、假造建造构成并行 ，大大 的节流 了时 间和资原，也加速 企业 新产物的开辟历程。
2.3外形组构法
有研讨标明，“看”是人类五种感受中最为首要的感受，因此，外形与色采在设想中占有着尤其关头的位置。极新标记的公道缔造，依靠于深切察看懂得糊口与 天然 外形，及随后停止的缔造性笼统思惟勾当。这里须要夸大的是，经由历程对天然的进修、研讨、阐发，进一步升华缔造出富有性命力的外形这一历程，必须遵守 迷信 的研讨体例与法式[5]。图2所示的电锤，其头部外型构成了电锤微弱的打击力，而全体的外形设想不唯一传统电锤的气概，更有本款外型特性设想的较着特色；锤前端典范的电锤圆鼓外型构成了锤的共有特色，但也被付与了更明白的时髦特性，线条情势随锤体轻细向外曲折，以致前端产生勾当感，海鱼般的外形与原有外型比拟更是有着斗胆的冲破，但那正表现了电锤矫捷的勾当特色。在接纳假造实际手艺停止本产物的外型设想时，设想师借助于freeform系统，遵照迷信的体例从假造平面的察看和人机交互中不时停止深切阐发研讨，见图6，找出外形变更的通俗 纪律 ，使其在固有的限制条件下自若地停止遐想、笼统与缔造，把思惟与缔造力带入一个“美的自在王国”。
2.4设想办理法
一、媒介
传统榫卯工艺是传统文明中的珍宝[1]，在现代家具设想中火急须要对其停止深切进修与研讨。可是因为榫卯工艺计划庞杂，在讲授中此类物理教具建造坚苦，不能停止批量的机器化生产。并且外部榫卯计划不能经由历程物理教具间接察看到，进修者不能直观的懂得其计划，这构成进修榫卯计划的历程很是坚苦[2]。针对榫卯工艺在研讨历程中存在的此类标题标题题目，本文提出引入数字化设想中的新体例、老手艺，将数字化仿真设想与榫卯工艺相连系，以“有束腰方凳”为例，停止假造仿真设想。操纵仿真手艺对榫卯计划停止数字化模子的构建，并操纵假造拆卸手艺对其停止拆卸和构建。如许防止了物理教具的批量建造，下降讲授本钱，晋升了讲授效力，为榫卯计划的讲授研讨供给了一条新的思绪，本文首要研讨的是经由历程仿真摹拟手艺对传统榫卯工艺停止研讨及其数据库的成立。
二、数字化仿真构建体例
1、数字化仿真手艺寄义
数字化仿真手艺因此假造实际和仿真手艺为底子，对产物的设想历程同一建模，在计较机上完成产物从设想、加工和拆卸、查验、全部性命周期的摹拟和仿真。如许能够或许或许或许或许在产物的设想阶段就摹拟生产物及其机能和建造历程，以此来优化产物的设想品德和建造历程。与传统的财产设想比拟，数字化设想手艺在设想体例、设想历程、设想品德和效力等各方面都产生了质的变更，数字化财产设想将首要包罗数字化建模，数字化拆卸，数字化评估，数字化建造，和数字化信息互换等几方面。
2、数字化仿真设想流程
在实际家具榫卯工艺研讨的体例是：把已有的家具停止拆解，对拆解后的榫卯计划停止丈量、记实与进修。而在Pro/E系统中，进修研讨榫卯计划的体例是：起首经由历程对榫卯家具停止拆解，并对其计划停止邃密丈量；而后经由历程数字化设想手艺，并接纳数字化样机来取代本来的物理原型，在数字状况下停止仿真阐发，对原设想停止拆卸重组。如许不须要什物原型，就能够或许或许或许或许让更多的设想职员在差别时辰差别的地址在计较机长停止榫卯计划的进修和研讨。
三、数字化仿其实例
起首是建模平台的拔取，斟酌到数据格局的通用性、三维模子扶植的便利性，和数据办理体例的前进前辈性，终究选用了软件Pro/E作为三维建模平台。对计划件和整机用软件Pro/E停止建模来更直观的展现传统计划，以此来系统论述榫卯计划制图和模子建造的现代工艺流程。因为凳子是明清家具中最根基的单品，其计划也是桌、案、几等家具的本源。本文将具备榫卯计划的束腰凳停止拆解，并对拆解后的计划停止仿真摹拟。
1、界说开端产物计划
在停止详细设想之前要对产物停止开端计划阐发：起首接纳自顶向下设想体例计划出束腰凳的全体外型计划干系，即产物计划包罗了一系列的子拆卸件，和它们所担当的设想企图。产物计划由各条理拆卸和元件清单构成，在界说设想企图时，有良多子拆卸是事后肯定上去的：比方对本例束腰凳停止计划阐发，能够或许或许或许或许看到本例凳子一共操纵了攒边打槽装板、抱肩榫、格肩榫这三种榫卯拆卸计划。
2、数字化样机详细设想
在明白了设想企图并界说了“有束腰凳”产物根基计划和框架条件下，将环绕设想企图和根基框架睁开整机和子拆卸的详细设想。起首是子拆卸件的肯定，经由历程对根基框架的研讨阐发得生产物共分为三个子拆卸体：攒边打槽装板计划子拆卸体、抱肩榫计划子拆卸体、格肩榫子拆卸体。当子拆卸体肯定上去，设想基准通报下去今后，能够或许或许或许或许停止单个的整机设想。
2.1凳面榫卯计划仿真
从拆解图二能够或许或许或许或许看出，凳面接纳的是攒边打槽装板毗连体例。咱们将攒边打槽装板毗连体例界说为子拆卸件，在子拆卸件下停止板心及边框的详细设想。趱边打槽装板的拆卸计划是起首将板心装纳在四根边框当中，而后将装板的边框拆卸起来[3]。这类拆卸计划的长处在于边框伸缩性不大，使得全部家具的计划不至因为面板的胀缩而受影响，起到了不变坚固的感化。
趱边打槽装板拆卸计划界说完今后起头停止零部件的详细设想，由图四能够或许或许或许或许看出此拆卸零部件由凳面的带榫头的两根大边和两条带榫眼的抹头构成。这四根木框两根长而出榫的叫“大边”，两根短而凿眼的叫“抹头”。颠末以上阐发，在Pro/E环境中成立这四根带有榫卯计划的木框零部件。
2.2腿足的抱肩榫计划仿真
从图三能够或许或许或许或许看出，凳面与腿足及其束腰接纳的是抱肩榫毗连体例，将抱肩榫毗连体例界说为子拆卸件，抱肩榫是束腰家具的腿足与束腰、牙条相连系时操纵的榫卯计划。起首经由历程测绘取得各类数据为底子，在取得详细的数据底子上，经由历程三维仿真建模手艺，对抱肩榫计划停止子拆卸件的成立。今后在子拆卸件下停止牙条与腿足的详细设想。经由历程对三维仿真模子的拆解能够或许或许或许或许看出来，抱肩榫子拆卸件的详细计划是在腿足上挖出肩，将牙条插挂在下面来牢固四方的框架。同时挂销进一步定位横材和竖材，将面遭到的压力平均通报到四足上，腿足上端的是非榫经由历程抹头的插接牢固了承重面。
2.3.脚档的格肩榫模子仿真
经由历程下图对束腰凳的拆解能够或许或许或许或许看出，数字化模子中脚档与腿足的毗连体例为格肩榫，将格肩榫拆卸体例界说为子拆卸体，而后阐发其详细零部件。本实例束腰凳的腿足是方形竖材，此家具用的是大格肩榫计划，肩部为尖角，格肩局部和长方形的阳榫贴其实一路的，为不带夹皮的格肩榫，又叫“实肩”。详细零部件构成为：格肩榫榫头在中心，双方为榫肩，格肩局部和长方形的阳榫贴其实一路的，为不带夹皮的格肩榫，又叫“实肩”。 齐头碰在情势上有透榫。
3、数字化样机假造拆卸
假设在榫卯计划的物理教具拆卸演示历程中，须要将拆卸的各个零部件拿到拆卸现场停止拆卸[4]。而在Pro/E假造系统中，只须要在计较机屏幕上拆卸零部件，检查和阐发整机的共同环境，如许可削减对物理样机的依靠。
详细的假造拆卸的体例是：起首是拆卸建模系统计划的成立，按照有束腰凳拆卸给定的功效请求和设想束缚，先肯定产物的大抵构成和外形，肯定各构成零部件之间的拆卸干系和束缚干系。而后再把束腰凳分化成多少个零部件，在全体拆卸干系的束缚下，同步按照拆卸干系对这些零部件停止设想。
其次是拆卸体条理干系的界说，束腰凳的拆卸体分化成差别条理的子拆卸体，子拆卸体又可分化成多少子拆卸体和各个整机。凡是将整机、子拆卸体、拆卸体之间的这类条理干系直观地表现成拆卸树，树的根节点是拆卸体，子节点是构成拆卸体的各个整机，中心节点则是子拆卸体。拆卸树的的干系表现了实际构成拆卸体的拆卸挨次，同时也抒发了拆卸体、子拆卸体及整机之间的父、子隶属干系。图6是有束腰凳的仿真拆卸功效。
四、 结语
传统榫卯计划是我国可贵的传统工艺非物资文明遗产，同时明式家具榫卯计划工艺也是现今进修榫卯计划的难点，以是有须要对传统榫卯计划停止三维数字模子的仿真研讨，使进修和把握榫卯计划的历程更疾速。经由历程三维模子的仿真研讨和实际，摸索出一套进修榫卯工艺的进修体例，为现今家具设想供给无益的参考，同时也增进了明式家具的深切研讨，有助于传统文明的遍及传布和成长。
本文为天津市高档黉舍人文社会迷信研讨通俗名目帮助 课题号：20112303
参考文献
[1] 胡中艳，曹阳.中国现代家具设想的担当与成长[J].包装工程，2009，30（1）158-160
