面向設(shè)計(jì)重用的農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)底盤(pán)數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備產(chǎn)品多以跟蹤和仿造國(guó)外產(chǎn)品為主，核心技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)水平較低。農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)多采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、重復(fù)性設(shè)計(jì)多、設(shè)計(jì)資源難以重用，在產(chǎn)品型號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)化程度和產(chǎn)品質(zhì)量上與國(guó)外農(nóng)機(jī)發(fā)展強(qiáng)國(guó)存在較大差距。因此，在農(nóng)機(jī)裝備設(shè)計(jì)領(lǐng)域通過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手段，對(duì)于提高我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備的設(shè)計(jì)水平,提升農(nóng)業(yè)裝備制造企業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。本文針對(duì)我國(guó)農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)底盤(pán)數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程中精細(xì)化和智能化

2、設(shè)計(jì)重用的需求，提出面向設(shè)計(jì)重用的農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)底盤(pán)數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究，從農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)底盤(pán)零部件實(shí)例推理、整體相似性評(píng)價(jià)、局部結(jié)構(gòu)檢索重用和參數(shù)化設(shè)計(jì)等方面展開(kāi)系統(tǒng)研究。
　　論文的主要研究工作包含以下幾個(gè)方面：
　?。?）基于多屬性決策的底盤(pán)零部件實(shí)例推理方法。針對(duì)農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)底盤(pán)參數(shù)屬性多、參數(shù)類(lèi)型差異大、屬性不能無(wú)條件補(bǔ)償?shù)忍攸c(diǎn)，傳統(tǒng)實(shí)例推理中以屬性加權(quán)評(píng)價(jià)為主的最近鄰算法已不能滿足實(shí)際需求,提出將級(jí)別高于關(guān)系的 ELECTRE多屬

3、性決策方法應(yīng)用到農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)底盤(pán)的實(shí)例推理中，首先對(duì)農(nóng)機(jī)底盤(pán)實(shí)例數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后采用層次分析法確定屬性權(quán)重，通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整各屬性不和諧性閾值后進(jìn)行級(jí)別高于關(guān)系的構(gòu)造和挖掘，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)實(shí)例與數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)例的相似性評(píng)價(jià)，并以履帶式聯(lián)合收獲機(jī)底盤(pán)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。
　?。?）基于視覺(jué)特征的底盤(pán)模型整體相似性評(píng)價(jià)方法。首先對(duì)底盤(pán)模型庫(kù)中各模型進(jìn)行投影，獲取三視圖并對(duì)視圖進(jìn)行二值化、稀釋化處理；提取圖像的輪廓邊緣像素?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)，采用傅里葉描述子對(duì)輪廓

4、特征進(jìn)行計(jì)算，得到圖像邊緣描述子的特征向量；利用極半徑不變矩對(duì)二值化圖像進(jìn)行整體區(qū)域特征提取，依據(jù)三視圖的權(quán)重計(jì)算圖像加權(quán)值；最后通過(guò)距離相似度返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中與輸入圖像相似的三維模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法檢索性能效果較好，能夠滿足實(shí)際要求。
　?。?）基于局部結(jié)構(gòu)檢索的底盤(pán)零件設(shè)計(jì)重用方法。首先以設(shè)計(jì)特征作為設(shè)計(jì)語(yǔ)義信息的基礎(chǔ)載體，對(duì)底盤(pán)零件三維CAD模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)化表征，并用特征屬性鄰接圖來(lái)表示；然后設(shè)計(jì)能夠捕捉不同層次信息的特征描述子

5、，構(gòu)建融合語(yǔ)義的特征相似性評(píng)價(jià)模型；最后采用子圖同構(gòu)算法計(jì)算查詢局部結(jié)構(gòu)與模型庫(kù)中零件的特征屬性鄰接圖的特征匹配對(duì)，以此計(jì)算相匹配局部結(jié)構(gòu)的相似度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠較好地實(shí)現(xiàn)融合語(yǔ)義的底盤(pán)零件三維模型局部結(jié)構(gòu)檢索，可以有效地支持面向農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的三維模型設(shè)計(jì)信息的重用。
　?。?）基于Pro/Engineer二次開(kāi)發(fā)的底盤(pán)關(guān)鍵零部件參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。從海量數(shù)據(jù)庫(kù)中提取到的模型往往與設(shè)計(jì)目標(biāo)存在一定差距，如何對(duì)其進(jìn)行修改并符合

6、特定要求同樣是可重用設(shè)計(jì)中相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。首先對(duì)部分關(guān)鍵零部件的參數(shù)推理機(jī)制進(jìn)行研究，規(guī)范設(shè)計(jì)步驟，形成參數(shù)推理機(jī)制；然后基于Pro/Engineer二次開(kāi)發(fā)，利用Pro/Toolkit提供的函數(shù)和VS2008編輯向?qū)?duì)參數(shù)化系統(tǒng)的菜單和參數(shù)化設(shè)計(jì)界面進(jìn)行創(chuàng)建；最后根據(jù)內(nèi)外部參數(shù)的關(guān)聯(lián)為零件模型添加尺寸驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)編碼的方式實(shí)現(xiàn)模型的輸入、輸出以及重建，建立農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)底盤(pán)參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而提高底盤(pán)設(shè)計(jì)效率，縮短設(shè)計(jì)周期。
　　基于