基于特征匹配的逆向工程模型重建方法

逆向工程(RE)也称反求工程,以实物、样件、软件(包括图样、程序、技术文件等)或影像(图片、照片等)为对象,应用产品设计方法学、系统工程学、计算机辅助技术方法进行系统分析和研究,探索掌握其关键技术,进而开发出同类或更先进产品。从数据采集、数据处理和模型构建3个阶段给出了RE中的模型重建过程。首先基于特征的点云匹配方法进行数据采集,获取物体表面的点云数据,然后采取降噪、平滑等方式进行预处理,最后通过曲面拟合、曲面特征提取和数据拼接完成实物到模型的建模。同时给出了各阶段的通用方法和实际应用的注意事项。RE可快速准确地确定实物的结构特点、内部构造等信息,并为后续设计提供参考。

黑盒与逆向工程概念在数字电路基础实验教学中的应用

随着电子信息技术的飞速发展,传统数字电路实验内容虽较为经典,其授课模式难以真实反映学生实验完成情况,难以有效促进学生对理论课程知识的深入理解。对此摒弃传统FPGA黑盒实验系统中的正向验证方式,采取逆向分析方法,通过对电路外特性测试,进行电路功能判断,强化学生数字电路理论知识,提高学生逆向工程、自主设计和工程应用能力。实验设计符合工程教育认证标准,提高数字电路实验教学质量。

基于逆向工程法培养小学生微创新能力的实践研究——以“3D打印”为例

逆向工程法是一种“从成品出发”的教学方法,降低了创新门槛,容易实现微创新。文章以微创新能力内涵为导向,遵循“从仿到创”的阶段式教学理念,在项目式教学理论、做中学理论的支持下,提出了基于逆向工程法培养小学生微创新能力的教学活动框架,以“3D打印”为例进行三轮教学实践,并采用三角互证的方法从教师、学生、教学过程三个角度探究实践效果,以此修正与完善活动框架。研究结果表明,基于逆向工程法设计的教学活动从总体上显著提高了小学生微创新能力水平,对创新思维与创新技能要素也有显著促进作用,但对创新人格的影响不显著。研究结果为小学生微创新能力培养及国家创新人才培养提供了理论指导和实践参考。

基于逆向工程的零件检测方法研究

逆向工程测量技术已经被广泛应用于产品设计和生产中,数据采集和数据偏差分析也是逆向工程中的关键技术。在飞机生产制造方面,传统的模线样板检验技术和测量机技术已无法满足零件维修、磨胎维修等特殊场景下的零件检测需求,通过研究零件逆向检测加工方法,使用Creaform Handyscan 3D扫描设备,采集点云数据,应用逆向分析软件进行零件检测,检测过程包括数据测量原理、数据采集操作流程、采集标准、模型比对及误差分析、检测报告编制等步骤。研究发现,采用逆向分析方法进行零件检测符合检验需求,尤其是对于大型、结构复杂的零件、模型具有较高的检测效率,因此,逆向分析方法可以被用于零件检测分析中。

课程思政视域下《逆向工程与快速成型技术》课程改革与探索

针对课程思政视域下《逆向工程与快速成型技术》课程教学改革的问题,以混合式教学模式为出发点,依据教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》,并结合机械设计与制造专业的人才培养模式及理念,明确了在思政育人理念下进行混合式教学改革的意义。通过《逆向工程与快速成型技术》课程4个方面的改革与探索,形成《逆向工程与快速成型技术》基于课程思政线上线下混合式教学模式。最后提出了基于思政育人理念的《逆向工程与快速成型技术》课程教学设计,为同类课程改革提供借鉴和参考。

基于GAI的逆向工程教学思维在人机协作中的应用研究--以编程教育为例

大模型为学习者提供跨模态的学习资源,同时也为创新人机协同教学模式提出了更高要求。研究引入了逆向工程教学思维,分析了其在流程与机理上与生成式人工智能的相契互补性,并基于自主开发的逆向工程编程学习平台,开展了探索性编程教学实验。通过LDA主题词抽取和人机协作感知因子分析,研究挖掘出该模式下人机协作五类行为和情感取向。此外,问卷结果显示学习者在此教学模式下表现出较高的感知偶然性、人机协作感知以及持续学习意愿,但人机信任度处于中位水平。结合主题词分析,研究也提出未来人机协作的优化方向:通过逆向工程引领人机协作,降维拆解复杂问题;构建多智能体生态,提高多人-多机群体协作效能;塑造新型人机劳动关系,发展新智生产力。研究为未来人工智能协作学习提供了理论依据和数据参考,也提出了未来研究进一步改进的思路和方法。

逆向工程技术让古建筑三维数字化重建

古建筑是历史文化的载体,有着深厚的历史价值、艺术价值和科学价值。要让古建筑文化在当代得以保存,又要让古文化遗产具有当代价值,需以发展性的观念为出发点,对古建筑及其所包含的文化特色进行保护。对古建筑进行三维数字化重建,是对其进行保护、传承和利用的重要手段。针对目前古建筑三维数字化重建技术存在的数据获取困难、重建效率低等问题,现提出一种基于逆向工程技术的古建筑三维数字化重建方法。利用三维扫描技术对古建筑进行扫描,获得原始点云数据,并利用逆向工程软件进行处理,得到三维点云数据,再通过点云数据重建古建筑模型。并结合实际案例,介绍该方法在古建筑三维数字化重建中的应用,为后续古建筑研究、保护和利用提供依据。

基于三维扫描及逆向工程的插秧机浮板结构优化及偏差检测应用

为有效缩短农机产品的设计研发生产周期、减少产品开发技术费用、提升偏差检测精度,该文将逆向三维建模技术应用到农业领域。基于三维激光扫描和逆向工程技术,在分析定位和扫描原理的基础上,使用结构光三维扫描仪对插秧机浮板进行激光扫描,获取插秧机浮板的结构点云数据。通过点云处理软件Geomagic Wrap和逆向工程软件Geomagic Design X对插秧机浮板进行逆向建模,并将逆向建模的插秧机浮板实体和三维扫描设备采集的原始点云数据进行最佳拟合状态下的体偏差检测,校核逆向建模的精度和尺寸偏差离散性。通过3D和2D的偏差检测云图显示,插秧机浮板逆向建模的平均偏差为-0.1304~0.0486 mm,标准偏差为0.1469 mm。尺寸偏差大部分处于-0.1~0.1 mm之间,逆向建模精度符合要求。同时对插秧机浮板进行逆向结构优化设计,使优化后的插秧机浮板结构强度更加稳定,吹塑成型及开模制造工艺更加科学合理,适应更多工作环境需求。为实现农业机械零件逆向优化设计建模和快速精确偏差检测提供了理论和实践参考。

基于逆向工程的五轴联动激光精密切割方法的研究与应用

因头戴式智能眼镜轻量化、小型化等需求,高分子材料逐步导入应用,但是因注塑过程中模具精度与材料收缩等因素,容易造成零/部件坯料的三维模型与注塑实物尺寸不匹配的问题,从而引起五轴联动激光设备切割眼镜零/部件尺寸超差。针对此问题,借助于ATOS光学扫描仪,分析了注塑产品的三维模型与实物的尺寸误差,通过对注塑产品零/部件进行逆向工程建模,验证了在扫描生成三维模型上提取刀路轨迹进行五轴联动激光切割的可行性,为提高三维模型与注塑实物尺寸不匹配产品的五轴联动激光切割精度提供了一种解决思路。

计算机生物工程学技术辅助逆向设计外踝后外侧低切迹钢板

背景:高龄外踝骨折患者行传统外侧钢板内固定后常发生手术切口愈合不良、感染等现象,随着工程学软件在医学中的应用,一种可放置在后外侧的新型钢板能够被设计出并解决上述问题。目的:以外踝骨折线顶部与骨折线前缘起点的距离(ACD)、骨折线顶部与外踝尖部距离(CTD)、骨折线顶部与骨折线后缘的距离(PCD)及腓骨远端前外侧面与后外侧面夹角(CA)的三维CT数据为基础,使用医学生物工程学软件逆向设计外踝后外侧低切迹钢板。方法:各取30例不稳定外踝骨折及正常踝关节行CT扫描并三维重建,使用3-matic软件测量外踝骨折患者中ACD、CTD及PCD的数值,绘制并描述外踝骨折线特点,并使用mimics软件测量正常踝关节中CA的数值。以上述测量数据为基础,使用3-matic、solidworks软件设计出外踝后外侧低切迹钢板,构建出钢板厚度及钉道方向。在Geomagic Studio软件中行精细曲面、自动曲面、拟合曲面等操作,生成低切迹钢板雏形,并进行3D打印;取外踝后外侧切口,拨开腓骨长短肌腱,将3D打印出来的钢板雏形放置在腓骨后方以测试其大小及与骨面的贴合度。结果与结论:①ACD均值为(2.97±0.03)cm,变异度为5.23;PCD均值为(3.17±0.11)cm,变异度为17.60;CTD均值为(4.52±0.07)cm,变异度为8.60;②以此绘制外踝骨折线,呈倒“V”型;胫距关节面截面处CA均值为(103.20±1.94)°;腓骨远端前缘上下顶点的中点截面处CA均值为(78.50±1.78)°;③通过3-matic、solidworks及Geomagic Studio软件能够成功设计出外踝后外侧钢板,钢板近端螺钉孔道预留三四孔,其螺钉方向由后向前,远端预留内外侧各3个螺钉孔道,内侧3个孔道方向可由后向前,外侧3个螺钉孔道需偏向内侧,角度为9.72°-13.28°;④提示外踝前外侧骨折线ACD位置的变异度相对较小,而后外侧PCD位置变异度较大;外踝骨折块前外侧面与后外侧面的夹角呈现递减趋势,近段夹角变异度较小,而远端较大;基于外踝三维CT重建数据,在计算机生物工程学软件辅助下,利用逆向设计构思能够快捷方便地设计出贴合性佳的外踝后外侧低切迹钢板,为骨折内固定物的设计提供有价值的参考。

逆向工程技术在植保无人机模型重构中的应用

逆向工程是产品在设计时所使用的一种技术型手段和思路,加快了产品升级更新速度,可以大幅度降低产品在“设计—完善—制造”过程中的各项成本。植保无人机是当前无人机应用的主要方向之一,在农业植物保护作业中扮演着重要的角色。基于此,文章通过剖析逆向工程技术的应用领域和工作流程,详细分析了3D扫描技术和逆向建模方案设计。以植保无人机典型结构机翼为例,进行逆向工程建模,运用Solid Edge平台的无人机机翼逆向建模技术,通过数据平滑、区域识别与拟合、轮廓绘制、“蓝面”处理、模型实体化及渲染等关键环节,完成了无人机机翼的逆向建模。仿真结果表明,该逆向建模方案具有方便、高效、易于理解的特点,对后续阶段的研究与应用有一定参考价值。

基于逆向工程技术的消旋卡多曲散制备工艺研究

目的基于逆向工程技术对消旋卡多曲散原研解析,开发与参比制剂具有质量一致性的消旋卡多曲散剂,并探讨针对散剂或颗粒剂的逆向解析思路。方法首先,通过原研专利、说明书等文献信息分析,初步了解产品处方组成和制备工艺;其次,针对散剂剂型特征,分别对不同筛分目数下的样品性状、粒度分布、含量分布、溶出特征等进行测定,了解原研制剂的质量属性特征;最后,基于原研逆向解析结果,分别对制粒、整粒及混合工艺进行考察研究,确认相关工艺参数对产品关键质量属性的影响趋势,并进行连续中试放大研究。结果原研制剂主要通过将部分物料进行“致密”制粒后进行整粒,获得部分具有较快溶出的细粉状物和部分溶出较慢的大颗粒物,从而使原研体外溶出呈现双相溶出特征;进一步地通过对本品制粒、整粒及混合工艺的考察及放大确认,开发出了与原研体外溶出特征及粒度分布等质量一致的消旋卡多曲散,且工艺稳定可行。结论本研究基于对固体颗粒剂或散剂的逆向工程技术手段,成功且高效地开发出了与原研体外溶出行为和主要制剂学表征指标一致的产品,为该类剂型的研发提供了参考思路。

基于逆向工程的摩托车挡泥板的快速成型

以挡泥板为研究对象,运用逆向工程和快速成型技术,详细展示了其整个重构设计和快速成型过程。通过三维激光扫描设备进行实物数据采集,然后将点云数据导入Geomagic wrap软件进行处理,接着,利用Geomagic DesignX软件进行模型重构,最终,通过3D打印技术得到了与原件契合度较高的挡泥板样品。采用逆向工程设计的挡泥板能够显著缩短产品的设计研发周期,提高效率。本文的研究结果对其他产品的设计研发具有一定的参考价值。

三维测量与逆向工程实践项目建设与探索

为了促进三维测量与逆向工程与实训教学深度融合,培育适应沈阳航空航天大学学科建设的人才与现代工业企业实现精准无缝对接,构建“一心三环”的全面育人模式,提出将三维测量与逆向技术融入工程实践教学中,通过引入课程思政、更新教学方法、丰富教学环节及完善考核评价等方式,提升学生的工程实践以及创新能力,丰富工程训练中心实训教学项目,让学生在工程实践过程中德才兼备,全面发展,共赢未来。

基于逆向工程的创新设计与3D打印技术的实践教学

结合国家职业技能大赛竞赛内容和新职业中增材制造设备操作员的岗位需求,设计了六大实践教学任务:模型三维数据采集、模型数据处理、逆向建模、产品创新设计、产品3D打印及后处理、产品精度检测,以飞机模型的创新设计为案例对实践教学进行了说明。该教学实践的开展,让学生掌握了常见3D打印设备的使用方法,理解了逆向工程在创新设计中的用途,对提升学生的创新能力、设计能力和岗位竞争力有促进作用。

基于增材制造与三维逆向工程的汽轮机叶片再制造技术应用与研究

本文旨在深入分析汽轮机叶片的损伤形式,并探讨损伤叶片的再制造方法,特别关注激光增材制造技术WAAM的引入以及河北瑞兆激光再制造技术公司在此领域的应用。文中介绍了研究的背景和目的。在第一部分中,详细分析了叶片的损伤形式,包括疲劳裂纹和冲蚀磨损。第二部分介绍了损伤叶片的再制造研究进展。第三部分重点讨论了三维逆向工程与激光熔覆技术在汽轮机叶片中的应用,再制造在汽轮机叶片中的应用。最后,对研究进行了总结。

基于逆向工程的航空发动机叶片三维重建模型构建

为精准控制航空发动机叶片型面数据,设计出更符合实际应用需求的发动机叶片,针对基于逆向工程的航空发动机叶片三维重建模型构建方法展开研究;按照逆向工程原理,采集三维数据样本,并根据误差修正条件,定义发动机叶片三维数据的拓扑关系,从而分析三维数据样点的邻域形式,实现航空发动机叶片三维数据的邻域构建;实施对三维数据的点云拼接处理,遵循三维拟合原则,提取完整的发动机叶片边界,再根据三维重建节点配置需求,确定重建四元数的取值范围,推导具体的重建模型表达式,完成基于逆向工程的航空发动机叶片三维重建模型的构建;实验结果表明,上述模型的应用可以保证建模时标志点、三维重建后标志点间的坐标误差不超过0.5 mm,符合精准构建航空发动机叶片的实际应用需求。

逆向工程技术在3D打印高精度零件修复中的应用研究

3D打印技术已广泛应用在机械制造和再制造中,逆向工程技术已成为3D打印数据模型获取的主流方法,本文以逆向工程为基础,以齿轮修复为例,分析逆向工程技术在再制造中的应用,体现逆向工程技术在机械制造及零件修复中的便携性、经济性、模仿性,挖掘逆向工程潜在的经济效益,减少浪费,体现绿色环保,促进企业降本增效。

逆向工程技术在现代土木建设中的创新应用研究

逆向工程技术在现代土木建设中展现出显著的创新性与应用潜力,通过逆向工程技术土木建设中的结构优化与性能提升得到了前所未有的突破,本研究重点探讨了逆向工程技术在土木建设领域的应用场景与具体实例,分析了其在建筑设计、材料性能优化、施工过程控制等方面的应用效果,研究表明逆向工程技术不仅提高了建设效率还显著提升了工程质量,具有广阔的发展前景。

逆向工程技术在摩托车外观零部件设计中的应用分析

逆向工程技术是现代产品设计的常用技术方法,在提高产品设计标准化水平,优化三维立体设计过程等方面发挥着关键价值作用,理应探索行之有效的方法策略持续改进。本文首先介绍了逆向工程技术及其测量方法,分析了逆向工程技术在摩托车外观零部件设计中的应用路径,并结合相关实践经验,分别从产品对象数字化与测量数据处理等方面,探讨了基于摩托车外观零部件实体特征识别及提取的逆向建模方法。