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支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重建模型表達(dá)及建模方法研究金濤童水光(浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所，浙江杭州310027)摘要：本文提出了一種支持模型再設(shè)計(jì)的基于幾何特征變量化的重建模型表達(dá)和重建方法。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的采用參數(shù)曲面表達(dá)和曲面直接擬合的造型方法得到的三維重建模型，不便于模型的修改和再設(shè)計(jì)，而基于特征變量化表達(dá)重建模型，能方便地對(duì)模型特征進(jìn)行修改，最終達(dá)到改變整個(gè)模型即產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)的目的。實(shí)現(xiàn)上述表達(dá)的重建方法是基于幾何特征及約束進(jìn)行模型重建，首先根據(jù)幾何特征類型，在對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行特征及約束識(shí)別的基礎(chǔ)上，進(jìn)行特征數(shù)據(jù)分割；然后建立特征約束模型，通過求解模型得到滿足約束關(guān)系的對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的最佳逼近特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)原形及原設(shè)計(jì)意圖的還原；最后再建立不同幾何特征的協(xié)同變形關(guān)系，使修改局部或單個(gè)特征時(shí)模型整體協(xié)同變形，達(dá)到對(duì)重建模型進(jìn)行再設(shè)計(jì)乃至創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的。關(guān)鍵詞：逆向工程模型重建創(chuàng)新設(shè)計(jì)基于特征約束擬合1.引言運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行實(shí)物零件乃至整個(gè)實(shí)物的復(fù)制過程通常被稱為逆向工程(Reverse engineering),逆向工程的思想最初是來自從油泥模型到產(chǎn)品實(shí)物的設(shè)計(jì)過程，目前逆向工程技術(shù)已成為消化吸收先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品快速開發(fā)的重要手段。但在國內(nèi)，基于實(shí)物的逆向工程應(yīng)用最廣的還是進(jìn)行產(chǎn)品復(fù)制和仿制，尤其是外觀設(shè)計(jì)產(chǎn)品，因?yàn)椴簧婕暗綇?fù)雜的動(dòng)力學(xué)分析、材料、加工熱處理等技術(shù)反求難題，相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。工作流程一般為：基于CAD/CAM系統(tǒng)，在進(jìn)行數(shù)字化掃描、完成實(shí)物的3D重建后，通過NC加工或快速成型快速地制造出模具，最終注塑得到所需的產(chǎn)品。這個(gè)過程已成為我國沿海地區(qū)許多家用電器、玩具、摩托車等產(chǎn)品企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)模式，但在這些產(chǎn)品中鮮有自己的技術(shù)，多數(shù)是復(fù)制(copy)和仿制國外的產(chǎn)品。盡管許多企業(yè)不具備創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，更多的是學(xué)習(xí)和模仿，但如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)一昧的停留在模仿和仿制上，是沒有任何出路的，如果對(duì)方的產(chǎn)品是受專利保護(hù)的，則這種仿制還是一種侵權(quán)的·教育部博士點(diǎn)基金資助項(xiàng)目