面向农业机械产业化的三维检测系统研究

孙思文，高凤娇

面向农业机械产业化的三维检测系统研究

孙思文1，2，高凤娇2，3

（1.黑龙江省自动化系统工程公司，哈尔滨150090；2.黑龙江省科学院自动化研究所，哈尔滨150090；3.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨150000；）

农机的三维检测是三维物体表面形状测量技术的应用分支，三维物体表面形状的测量，在机械制造领域又称作为逆向工程，在现代工业及实际生产中起着越来越重要的作用。本文给出面向农业机械产业化的三维检测系统，包括硬件测量系统和软件控制系统，创新提出将三维机械设计软件系统和3D打印系统应用于面向农机具产品的测量系统，为农业机械设计提供产业化三维技术服务。

农业机械产业化；三维测量；3D打印

农机的三维检测是三维物体表面形状测量技术的应用分支，三维物体表面形状的测量，在机械制造领域又称作为逆向工程，在现代工业及实际生产中起着越来越重要的作用，其应用领域也在不断扩大［1-2］。本文创新提出将三维机械设计软件系统和3D打印系统应用于面向农业机械产业化的三维检测系统中，为农业机械设计提供产业化三维技术服务。

1　面向农业机械产业化的三维检测系统

本文给出的面向农具产品的三维检测系统，包括硬件测量系统和软件控制系统，引入面向农机具产品的三维机械设计软件系统和3D打印系统，为农业机械设计提供产业化三维技术服务。图1所示，为本文提出的面向农业机械产业化的三维测量系统框图。

图1　面向农业机械产业化的三维测量系统框图Fig.1 3D measurement system for agricultural machinery industry

2　测量系统

本文给出的测量系统包括硬件测量系统和软件控制系统两大部分，其中软件控制系统又分为测量控制规划系统和三维数据合成系统两个子系统。主要开发三维空间数据采集硬件设备，以实现农机三维数据的获取。测量控制规划系统主要完成农机部件三维数据的优化采集并进行规划，以提高三维数据采集的精度和采集效率。由于单一角度的扫描难以实现完整的三维数据获取，无规划的采集方式会使得农机部件各部分三维数据采集密度不均匀，难以实现合成拼接及应用，且效率低下。通过建立扫描方式优化模型，利用优化方法，选取最优的扫描方式。

三维数据合成系统主要完成农机部件三维数据的整合，以为后期应用提高完整的农机三维数据。通过分析和提取农机部件各部分三维数据拓扑链接特征，提出接合判定准则实现各部分数据完整合成。

3　三维机械设计软件系统和3D打印系统

该系统实现三维机械设计软件系统，软件系统具有开放性、可编辑的特点，零件设计、装配设计和工程图之间相关［3］，指导农机具产品设计及检测过程。

本文系统引入3D打印技术是借助3D快速成型技术指导产品的设计、检测和生产的各个环节。产品设计环节主要提供农机具产品的工程图设计和3D打印实体设计；产品检测环节主要根据检测结果给出农机具产品的定性和定量的评价结果；产品开发环节主要是开展自主研发业务，领跑国际农机具生产理念。

4　结语

本文给出了面向农业机械产业化的三维检测系统研究的新理念，创新提出将三维机械设计软件系统和3D打印系统应用于面向农机具产品的测量系统中，为农业机械设计提供产业化三维技术服务。

［1］王晓玲，李勇峰.机械设计三维建模的教学方法探索［J］.中国新技术新产品，2009，（08）：211.

［2］郭燕，赵海峰.三维建模引入机械专业基础课程体系的改革与实践［J］.科技创新导报，2009，（06）：174-175.

［3］崔盟军，宋英杰，李巍杭.三维建模软件在工程制图教学中的应用［J］.承德石油高等专科学校学报，2010，（01）：68-71.

Threedimensionaldetectionsystemresearchforagriculturalmachinery industrialization

SUNSi-wen1，2，GAOFeng-jiao2，3
（1.HeilongjiangAutomation Systems EngineeringCompany，Harbin 150090，China；2.Institute ofAutomation，HeilongjiangAcademyofSciences，Harbin 150090，China；3.High TechnologyResearch Institute ofHeilongjiangAcademyofSciences，Harbin 150090，China）

Threedimensional detection system was proposed in this paper for agricultural machinery industrialization，includingthe hardware ofmeasurement systemand software control system，innovation.This paper put forward measurement system of 3D mechanical design software system and 3D printing system applied in agricultural product oriented，providing technical services for the agricultural industrialization of 3D mechanical design.

agricultural machineryindustry；3Dmeasurement；3Dprint

TP272

A

1674-8646（2015）04-0033-02