裝配圖解自動生成研究.pdf

1、日常生活中我們經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、考古學教材)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，費時費力、風格各異、質量參差不齊。圖解自動化生成的研究涉及認知心理學、機器人學、機械工程和計算機等多個研究領域。特別是隨著計算機技術的發(fā)展，利用計算機完成圖解生成的自動化成為一個新的研究方向。由于CAD技術的普及和發(fā)展形成的大量的三維模型設計資源為圖解的自動生成提供了準確而豐富的素材，而計算

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

3、和圖解序列的計算流程。圖解序列的生成涉及到機器人學、機械工程學方面的經典問題——裝配序列規(guī)劃問題。本文在已有裝配序列規(guī)劃方法的基礎上，針對復雜裝配體的圖解展示，從人們認識圖解的一般規(guī)律提取出一些裝配約束，以此為基礎采用裝配規(guī)劃的運動空間數據表示簡化并建立模型數據結構，對不可分離的子裝配及裝配層次和深度等進行了定義并給出相應算法；最后對序列求解流程中的一些其他問題也進行了探討并給出了解決方案。 本文的主要創(chuàng)新點體現在以下幾個方面：

4、 NDBG數據結構的簡化建立 在建立用于圖解自動生成的裝配模型的主要數據表示—NDBG的過程中，為了解決一般運動空間結構的生成算法復雜性過高的問題，給出了簡化的創(chuàng)建方法。通過分析常見的阻擋關系類型，將阻擋關系類型限定為兩類貼合關系—平面貼合關系和軸面貼合關系用以對應的零件之間的阻擋，并以此為依據限制插裝方向范圍，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上，從人們認識圖解的一般規(guī)律中給出一組裝配約束規(guī)則，通過對復雜裝配體進行分析，為裝配圖解生成過程加入了新的約束，并以此為基礎給出了復雜裝配體的圖解序列生成算法。對裝配層次和裝配復雜性進行了定義，探討了子裝配的提取和裝配層次劃分方法，使算法適用于復雜裝配體。對序列求解流程中涉及的相關問題進行了探討并給出了實現方案。 本文討論的是具有一定約束的復雜裝配體，并非針對所有形式的裝配。而且在算法效率上、算法