改善运动表情下高仿真机器人面部应力集中一种方法,本论文主要论述了应力论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
应力论文参考文献：
摘 要：在人类和外界进行信息交流时,沟通者的表情高达 55%（内容仅占 7%,语调占 38%）,由此可见表情在人类和外界交流中起到了重要作用.现有面部表情机器人其外观逼真,静止状态足以以假乱真.而动态表情存在呆板、僵硬、不流畅等问题.笔者通过研究设计出一种能够改善面部柔性体应力集中的方法,对于解决上述问题有一定说服力.
关键词：信息交流；面部表情机器人；应力集中；柔性体
文章主要研究表情运动的机械、不流畅.通过对仿真机器人的调查研究,机械、不流畅主要原因是运动行为的刚性过渡,同时存在局部应力集中.内部空间的有限性,使产生相关运动的驱动电机及机构复杂,现阶段较难完成上述任务.
调查发现,现有大多高仿真机器人的材料和运动原理如下,面部层材料主要为硅胶,运动原理,内部微型舵机驱动通过细铁丝牵引硅胶层产生表情.在刚性铁丝和柔性硅胶人脸的直接作用下,面部表情呈现的问题如上所述.
1 人脸建模前期分析
建模前分析,人脸所覆盖的曲面多为自由的、非参数化的,若是用参数化建模软件如ProE或UG等对其进行创建,无疑是复杂且低效的.而通过自己专业知识的储备,自由多曲面创建可以考虑使用mesh网格多边形这个曲面工具,而这个工具被广泛应用于CG动画或是其他非参曲面.
Mesh网格多边形曲面建模,是利用Polygon多边形拼凑而成,这种曲面建模优点很明显,即易编辑和直观,多用于生物体模型的创建上.但是Mesh网格建模也有一个劣势,就是其所建模型没有真正曲面的特点,不可以用于制造,所以必须在后期对其进行Nurbs的曲面的转化,使其以数学参数模式记录,便于后期的工程应用输出.Mesh网格建模可以在3Dsmax、Rhino等软件中运用,是其主要的建模手段之一.前者在专业性上强于后者,mesh是网格功能也异常强大,但是不利于工程应用；后者是3Dsmax在曲面功能的延伸,具有更加强大的Polygon和Nurbs建模方法,尤其是在数据转化上,Rhino拥有众多插件,能够有效实现工程数据的仿真应用.
这方面插件主要有RhinoResurf和TS.T-Splines在数据转化时,中细分,优化,接着检查贴合度,再转为T-Splines,最后转为NURBS,过程复杂且过程存在数据的丢失,以及大量繁杂的后期处理工作.Rhinoresurf这款插件是一款由国人开发的的Rhino逆向插件,其特点是可以快速地从网格模型的基础上重构出覆盖模型的 NURBS 曲面块,曲面精度比较好,光滑度高,曲面之间的拼接连续性可达到G1正切连续,同时操作简单,单一模型甚至可以一键转换.
2 人脸建模
2.1 Rhino环境下创建人脸模型
Rhino是由美国Robert McNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS为主三维建模软件.它不象其它三维软件如MAYA、3DsMax那样有着庞大的身躯,动辄占用几个G的空间；而最新版Rhinoceros5.0全部安装完毕仅需要占用314M的空间.它可以广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域.它能轻易整合3DS MAX 和Softimage的模型功能部分,对要求精细、弹性和复杂的3D NURBS模型,有点石成金的效能.能输出OBJ、DXF、IGES、STL、3DM等不同格式,并适用于几乎所有3D软件,尤其对增加整个3D工作团队的模型生产力有明显效果.
建模时选择适用生物体曲面效果好的polygon多边形mesh网格建立曲面,模型效果如图1所示,人脸曲面效果还原较准确,相比相关仅利用SolidWorks建模人脸仿真的效果好.单从直观感官层面利用Rhino专业的曲面建模软件模型效果好.
通过Rhino建立好的mesh人脸模型虽然更加逼真,但是这种多边形建立的模型在导出适用于SolidWorks的工程文件格式时,存在数据丢失或无法成功导出.原因主要是Mesh网格建立的模型,其空间未曾记录空间曲面数据,所以无法导出相应的工程模型文件格式,解决的方法为导出之前保存为Nurbs曲面格式,而rhino自带软件对于解决此问题的方法尚无.不过rhino的对应插件如T-S和Rhinoresurf,专门用于此问题的研究.章节3-1对此有明确的说法,本节主要介绍利用Rhinoresurf的具体做法.
图2 曲面缺陷的分布
打开人脸模型文件,在安装好rhinoresurf的界面进行如下操作,框选构成人脸模型的所有曲面,鼠标左键单击rhinoresurf工具栏的“自动从网格模型生成多曲面”选项,此时系统会后台运算一定时间,待结束后,产生新的nurbs曲面,此时工作界面存在两个曲面群.删除原有的mesh网格曲面,仅保留新的人脸曲面.仔细观察会发现,此时的曲面数量超过2000个,并且有小部分曲面衔接存在缝隙和坏面,以及曲率半径过大等问题,需要借助rhino的曲面重建工具进行再造,防止导入下游工程应用软件出现无法修复或加厚的问题.
本研究数据模型主要有几个明显的曲面缺陷,如图2所示.利用曲面嵌面工具,先删除错误曲面；再通过边缘重构曲面,基于曲面模型质量考虑,UV数量保持较高,同时其硬度设置为1,使其保持基本的曲面舒展度,其参数设置如图3所示.重构所有面后并检查曲面曲率及斑马线,保存进入下一步.
2.2 SolidWorks环境下编辑模型
本次所用到的工程建模软件是SolidWorks,该软件主要具有功能强大、易学易用和技术创新三大特点,这使得SolidWorks成为领先的、主流的三维CAD解决方案.SolidWorks能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量.SolidWorks 不仅提供如此强大的功能,而且对每个工程师和设计者来说,操作简单方便、易学易用.
结论：大学硕士与本科应力毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写剪应力和切应力的区别方面论文范文。
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