基于逆向工程的电动玩具直升飞机的设计毕业论文(编辑修改稿)

基于逆向工程的电动玩具直升飞机的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

主要实现在地面的移动，可实现遇障碍物自动转弯、一定时间间隔原地回转、机翼的旋转。 第二章 玩具飞机外壳及结构设计 玩具外壳、机械传动系统是构成玩具飞机的二个主要部分。 玩具外壳不论在南京工业职业技术学院 毕业论文 5 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 功能使用、产品造型、售后服务等方面均具有极其重要的地位。 消费 者购买一架玩具飞机，首先考虑的是从其外形出发，若外形吸引顾客，才能留住消费者的目光，才会有购买的可能，功能的考虑往往是第二步。 本课题的外壳采用逆向工程的方法，得到设计的原始数据。 外壳在玩具中的地位 从整体布置的角度，外壳尺寸主要由机械传动机构、底盘等尺寸决定，同时考虑玩具整体尺寸。 外壳与底盘等相联接。 玩具壳体设计原则 [5] 外壳设计是玩具设计的重要内容之一，玩具的造型通过外壳设计展现，直接影响消费者的对产品的第一印象。 外壳设计一方面要有强烈的艺术感染力，另一方面还要考虑良好的加工工艺性，要 做到以下几个方面。 ，色彩鲜艳 外壳设计前，首先要明确产品的定位，对消费者年龄段、产品销往的国家和地区人们的喜好、风俗习惯、文化背景等，都要有详细的了解，使设计具有针对性，在造型设计、色彩搭配上符合消费者的心理和愿望。 在造型上，儿童都喜欢夸张、可爱的形象，尤其动画片、漫画故事中的人物、动物会给儿童留下很深的印象，设计玩具外壳时要充分利用儿童作品的影响力，在不侵权的基础上对这些形象加以改变，使容易接受。 作为一名优秀的玩具设计人员，必须掌握多方面的文化知识，综合考虑各种因素，才能设计出好产品。 、简约，工艺性好 评价一个玩具的好坏，并不是看它的复杂程度，儿童喜欢简单、直观的东西。 因此，设计外壳时造型线条要简洁、流畅，复杂的外形只会增加加工的难度。 模具成本在玩具生产成本中占不小的比例，外壳设计的简单化，会降低模具制造成本，还会使零件的加工工艺性、装配效率得到提高。 ，保证使用者的安全 无论是塑料外壳，还是木制外壳，都要保证无毒，以免对儿童造成伤害。 尤其是低龄幼儿玩具，对于外壳的原料、涂料的使用都要符合国家安全标准。 本课题根据以上设计原则，结合市场调研决定玩具直升 飞机外壳整体采用白色 ABS+PC 塑料。 表面采用彩色贴图的方式。 基于逆向工程的电动玩具直升飞机的设计 6 逆向工程的基本流程 逆向工程与一般的正向设计流程不同，其主要流程如图 所示。 图 逆向工程主要流程 在市场调研的基础上，寻找几款销售情况较好，受消费者欢迎的样本小飞机，分析其特征，找出设计比较好的方面。 利用激光三坐标测量机 (CMM)，对玩具直升飞机外壳进行扫描。 扫描前将外壳涂刷一层显影液，在外壳前方放置一基准球，从上、下、左、右不同角度对外壳进行扫描，得到点云。 由于本课题飞机是左右对称，故扫描一半外壳，另一半点云通过镜像获 得。 由于从不同的角度拍点云，会出现重点现象，需对点云进行过滤，去除无用的杂点；同时， 删除点云中无用的点，后期逆向特征比较精确，减少工作量的目的。 生成的点云文件，一般转成 IGES 格式，为后续 CAD 软件读入做准备。 图 是本课题经三坐标测量机点云拍摄，且去除杂点后的外壳点云。 南京工业职业技术学院 毕业论文 7 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 图 玩具直升飞机点云 经去杂点后的点云，需进行点云的三角化，为重构曲面做准备。 图 是在CATIA 中三角化后的点云。 图 玩具飞机三角化后的点云 三角化后的点云，进行曲面重构。 飞机外表面的曲面重建过程中做所的主要工作如下。 ，寻找几何特征，采用正向的思维逆向几何特征。 CATIA 软件中的截面功能，对点云进行砍断面，获得特征点和特征线，然后运用这些点、线来构建特征曲面。 为使曲面达到光顺，构建曲面前对曲线进行光顺，使其达到 G2 连续（即曲率连续），若曲线不能达到 G2 连续，对曲线进行重新构建。 ，进行倒角，不至于出现重面、缺面。 ，根据贴合率进行调整，本设计中将曲面和点云的贴合距离控制在 范围之内。 基于逆向工程的电动玩具直升飞机的设计 8 图 重建后的直升飞机外表面 ，得到样板飞机的曲面数模如图 所示。 图 直升飞机外曲面 ，将曲面加成一定厚度，生成实体数模，如图 所示。 本设计根据直升飞机的总体尺寸的大小，同时参考模型飞机厚度外壳选用 厚度。 图 直升飞机实体数模 ，回避专利，加入设计者思想，进行改型设计（同时，加入其它样本飞机的特征，或者直接把多种样本飞机的特征数模重新进行优化组合以南京工业职业技术学院 毕业论文 9 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 达到美观协调，工艺性合理的目的）。 此 款直升飞机的尾部比较短，整体比例不够协调，本设计中采取加长尾部的修改，修改其尺寸以达到比例协调，整体美观之目的。 并将尾翼和侧翼都加厚， 加厚至 厚度。 对于 挡风玻璃的处理，没有采用原始直升飞机的贴图方式，而采用设计不同零件的方法，加上半透明彩色挡风玻璃，使其外观更加完美。 图 是经过表面处理后的直升飞机表面数模。 图 表面处理后的直升飞机外壳数模。 应用镜像工具，获得外壳的另一半数模。 由于在点云处理时，已经考虑了左右结缝处的曲面连续，镜像后的曲面在结缝连续较好。 虽 然 CATIA 曲面处理功能相对其他高端软件要强大，但在 CATIA 进行模型重构时，仍要注意建模的合理性，合理应用相应的功能。 曲面应设计成参数化的形式，不要设计成非参数的形式，参数曲面容易调整修改。 本课题的曲面都是参数曲面，调整修改比较容易。 玩具结构设计 玩具结构是指把零件与零件、零件与部件组装在一起的连接方式。 一个玩具由多个零件组合装配而成，玩具的组装是玩具生产的重要工序，由于玩具零件数量多、尺寸小、形状不规则，所以很难形成大规模的机械化装配，大部分是采用手工作业，这是劳动密集型产业特点所在。 如何减 少装配工序、简化装配过程，结构设计是否合理非常关键。 机动玩具由于动作机构较多，结构比静态玩具要复杂。 既要使玩具结构简单，又要保证玩具动作可靠。 玩具结构按照一般装配顺序，可分为内部结构、外型结构和电路结构。 内脏结构是指玩具内部机芯、动作执行机构之间的配合形式，如齿轮与轴、凸轮与轴、偏心轮与连杆、轴与机芯夹板、电动机与机芯夹板等。 外型结构是指除内脏以外的各零件之间的配合形式，如外壳与外壳之间、外壳与底板之间、轮轴与底板之间、整个机芯与底板之间、动作执行机构与外壳之基于逆向工程的电动玩具直升飞机的设计 10 间。 电路结构是指电动玩具中线路的连接、开 关与外壳的连接、电池箱与箱盖的配合形式。 玩具结构设计的基本要求 ，提高经济效益 玩具生产本身的加工利润很低，若生产批量较大，玩具结构设计合理，也能提高经济效益。 可以采用，按照玩具的最佳寿命设计不同的配合结构，如对于需要拆装的玩具，采用螺钉联接的方式；在满足强度要求的情况下，采用不同截面形式，或采用加强筋的结构，减少材料的使用，本课题在联接柱的部分采用加强筋的形式；采用标准件和通用件，在玩具设计中，无论是机芯构件还是外型构件，标准化很重要，标准化使不少尺寸不一的零件成为少量的通用件， 大大简化设计过程，现在机动玩具中齿轮、轴、偏心轮等常用的零件都已实现了标准化或系列化，发条机芯、惯性机芯也都实现了规格系列化，这些机构由专门的生产厂家生产，设计玩具机构是只需选择合适的型号即可。 本设计中上下联接的螺钉和回轮机构选用标准件。 采用整体化设计能减少零件的数量及各零件之间的交接面，减少装配工序。 一个玩具由几十个甚至几百个零件组成，装配成本在整个生产成本中占很大比例。 在结构设计时，除了尽量减少零件个数以外，还要考虑简化装配工序，采用简易和快速装配的设计方案。 在结构设计时，要考虑 尽量采用容易辨别、减少需要判别的情况，减轻装配强度，少出差错，提高装配效率。 例如大小、形状差别不大的零件可以用不同的颜色区分，零件形状尽量采用对称结构，尽量设计倒角、圆角结构便于装配。 本设计的机翼叶片采用完全相同结构，装配时无需判别。 螺钉装配是现代玩具装配的主要形式，采用螺钉玩具易于拆装、维修，也利于实现机械化作业。 但是拧螺钉工作主要还是手工，无论是自攻螺丝还是有孔的螺钉，时间长了都会造成手的疲劳，所以设计装配结构时，考虑少用装配工具、少用螺钉的方法。 ，便于模具制造 玩具中的金属件、塑料 件都是通过模具进行大批量生产，构件的设计要便于模具的制造。 因此，设计人员必须熟悉、了解模具的生产工艺。 如金属模的落料、冲孔、拉伸的各形状最小极限尺寸；塑料模的脱模斜度、收缩变形、滑块设置等南京工业职业技术学院 毕业论文 11 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 工艺要求，在设计时都应考虑到。 为便于模具的制造，设计者必须在了解制件的成形 (型 )工艺要求情况下，结构上加以合理设计，以简化模具结构、减少开模工序、提高生产率，降低生产成本。 玩具设计也要“以人为本”，这是设计者应追求的境界。 设计者要把消费者尤其是儿童视为上帝，设计的产品要满足他们的要求，有利于儿童的身心 发展，在使用上要为儿童提供方便。 产品结构设计时，应考虑消费者使用的方便性，方便消费者使用是扩大销路。