[發(fā)明專利]柔性線纜的實(shí)時(shí)裝配仿真方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310122706.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103235846A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉檢華;王志斌;劉佳順;劉少麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

1.一種柔性線纜的裝配仿真方法，其特征在于，包括：?

步驟1：建立柔性線纜的物理特性模型，所述柔性線纜裝配物理特性模型中，所述柔性線纜用所述柔性線纜上的離散控制點(diǎn)之間的線性彈簧來(lái)描述，所述柔性線纜的彎曲程度采用所述離散控制點(diǎn)上的卷曲彈簧的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)描述；?

步驟2：獲取所述柔性線纜的長(zhǎng)度信息以及第一端點(diǎn)的第一位置信息和第二端點(diǎn)的第二位置信息，以及所述第一端點(diǎn)處的第一切線方向信息和所述第二端點(diǎn)處的第二切線方向信息；?

步驟3：根據(jù)所述第一位置信息和所述第二位置信息及所述第一切線方向信息和所述第二切線方向信息以及線纜長(zhǎng)度信息，求解所述柔性線纜裝配物理特性模型，得到所述柔性線纜上的離散控制點(diǎn)的位置信息；?

步驟4：根據(jù)離散控制點(diǎn)的位置信息反求貝塞爾曲線的控制多邊形頂點(diǎn)的位置信息；?

步驟5：根據(jù)所述貝塞爾曲線的控制多邊形頂點(diǎn)的位置信息擬合所述柔性線纜，并顯示所述柔性線纜的位置姿態(tài)。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性線纜的裝配仿真方法，其特征在于，所述步驟2包括：?

步驟21：在所述第一切線方向和所述第二切線方向上，分別設(shè)置一切線作用距離為L(zhǎng)；?

步驟22：根據(jù)所述第一位置信息和所述切線作用距離L，得到與所述第一端點(diǎn)相鄰的第一控制點(diǎn)的位置信息；?

步驟23：根據(jù)所述第二位置信息和所述切線作用距離L，得到與所述第二端點(diǎn)相鄰的第二控制點(diǎn)的位置信息；?

步驟24：將所述第一控制點(diǎn)、所述第二控制點(diǎn)用直線連接，并根據(jù)所述第一控制點(diǎn)、所述第二控制點(diǎn)、以及所述第一控制點(diǎn)與所述第二控制點(diǎn)之間的直線獲得所述第一控制點(diǎn)和所述第二控制點(diǎn)之間的控制點(diǎn)的位置信息。?

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性線纜的裝配仿真方法，其特征在于，所述步驟22具體為：?

根據(jù)公式：得到與所述第一端點(diǎn)相鄰的第一控制點(diǎn)?

的位置信息；其中，所述第一位置信息是第一端點(diǎn)的坐標(biāo)（x₁，y₁，z₁），所述第一控制點(diǎn)的位置信息為（x₂，y₂，z₂）,切線方向矢量為（x，y，z），L為切線作用距離；?

所述步驟23具體為：?

根據(jù)公式：得到與所述第二端點(diǎn)相鄰的第二控制點(diǎn)?

的位置信息；其中，所述第二位置信息是所述第二端點(diǎn)的坐標(biāo)（x_n，y_n，z_n），所述第二控制點(diǎn)的位置信息為（x_n-1，y_n-1，z_n-1）,切線方向矢量為（x，y，z），L為切線作用距離，n為所述柔性線纜上的離散控制點(diǎn)的數(shù)量。?

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性線纜的裝配仿真方法，其特征在于，所述第一控制點(diǎn)、所述第二控制點(diǎn)用直線連接，采用分段貝塞爾曲線擬合所述包括所述第一端點(diǎn)、所述第二端點(diǎn)、所述第一控制點(diǎn)和所述第二控制點(diǎn)的線纜，得到擬合后極限狀態(tài)下的柔性線纜，所述極限狀態(tài)下的柔性線纜不超過(guò)第一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度。?

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的柔性線纜的裝配仿真方法，其特征在于，?

所述步驟24具體為：根據(jù)以下公式得到所述第一控制點(diǎn)和所述第二控制點(diǎn)之間的控制點(diǎn)的位置信息：?

第i個(gè)控制點(diǎn)的位置信息為（x_i，y_i，z_i），n為所述柔性線纜上的離散控制點(diǎn)的數(shù)量，（x₂，y₂，z₂）為第一控制點(diǎn)的位置信息，（x_n-1，y_n-1，z_n-1）為第二控制點(diǎn)的位置信息。?