平面6杆机构电子图谱库的计算机辅助设计及实现.pdfVIP

学兔兔 平面6杆机构电子图谱库的计算机辅助设计及实现 口 张聚涛 口 程友联 口 赵会珍 1．华中农业大学工程技术学院 武汉 430070 2．河北理工大学 机械工程学院 河北唐山 063009 摘 要：针对目前实现期望轨迹的6杆机构的初值难选，有时难于收敛，且传统图谱查询效率低，过程烦琐，识别精度 低等难题，利用计算机的海量存储能力和快速查询能力设计了6杆机构的动态仿真，以数学形态学为基础编写相应程序来 提取6杆机构的轨迹参数，并建立相应数据库，实现了6杆机构期望轨迹的查询，为期望轨迹的机构设计提供了技术手段。 关键词：6杆机构 数学形态学 电子图谱库 计算机辅助设计 中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：looo一4998(2009)02—0032—03 在进行技术革新、产品改进和自动化装置设计时， 特征参数 。 都需要采用可完成某种特定运动轨迹的机构，往往还 1 曲线特征参数提取的数学形态学方法 要利用机构组合方法生成满足特定轨迹要求的复杂机 构，因此，实现给定运动轨迹(也称期望轨迹)是机构设 数学形态学是一门建立在严格数学理论上的新兴 计的一项重要任务【】I。而电子图库的建立，可根据待实 学科，是一种新型的数字图像处理方法和理论，广泛应 现轨迹任务，经过自动几何特征量化处理，查询到图库 用在医学上。其基本内容是借助不同形状的结构元素 中的相似轨迹，从而获得相应的机构参数。当精度要求 对图像进行一系列的结构变换，实现对数字图像分析、 不苛刻时，该方法可用来进行满足预定轨迹的机构设 描述和处理。 计。电子图库的更重要用途是为机构的优化综合提供 用数学形态学方法提取曲线特征参数的方法是： 初值 。 将连杆曲线转换为二值化图像，即以连杆曲线为边界， 而同样的连杆曲线，因尺寸的大小不同、方位不 填充曲线边界所围成的闭合区域，并作反色处理，得到 同，连杆曲线上各点的坐标会完全不同，若不经过处 连杆曲线图像。根据数学形态学分析的形状谱计算方 理 ，把连杆曲线上点的坐标直接存入数据库将无法实 法，以连杆曲线图像的形状谱来描述连杆曲线的特征 现查询相似曲线的功能。如何对平面封闭曲线轨迹的 参数 。 几何特征进行有效的自动提取，消除其对图形的旋转、 对任一图像 X，其形状谱为： 缩放、平移的影响，是决定电子图库查询的有效性及运 Sx(r)：[1／A( )】f—dAf √4( )rD】／d r J 算效率的关键 ，也是彻底解决机构综合的基础。目前， r≥0 (1) 对曲线特征参数的提取方法有坐标变换法、傅立叶变 式中：D为半径为1的单位圆；A( )是图像 的面 换法、数学形态学算法等，经过深入研究，比较各种算 积；4A( )r0为半径为√A( )r的圆；r为步长；A 法的优缺点，我们采用数学形态学算法来提取曲线的 [X。4A(X)rO]为用 ( )rD对 进行开运算即筛选 收稿日期：2008年9月 后所保留下来的全体颗粒的总面积，这里的开运算是 4 结论 通大学出版社，2000．