[发明专利]触觉力反馈仿真模型建模方法

摘要

本发明公开了一种触觉力反馈仿真模型建模方法，其特点包括以下步骤：首先采用实体造型技术构建虚拟刮削模型，再根据虚拟刮削模型尺寸，采用实体造型技术构建造型工具，然后通过力反馈设备移动造型工具，通过实体造型技术构建造型工具从起始位置到目标位置之间扫描体，利用该扫描体对虚拟刮削体进行布尔差运算，完成刮削造型过程，并通过实体造型技术计算材料切除量V_cut，然后通过计算得到材料切除率R_cut=V_cut/t，根据造型要求选择虚拟刮削模型材料硬度系数h＝0.1～0.9，建立的触觉力反馈仿真模型F_cut＝h×λ×R_cut。该方法利用计算机虚拟环境，对虚拟刮削体进行刮削造型，计算单位时间内材料刮削量，根据反馈力参数及材料硬度系数，建立了反馈力与材料切除率之间关系模型。

主权项

1、一种触觉力反馈仿真模型建模方法，其特征在于包括下述步骤：(a)采用实体造型技术构造虚拟刮削模型和造型工具，虚拟刮削模型为实体模型，造型工具为平面刮板；(b)通过力反馈设备移动造型工具，使造型工具和虚拟刮削模型表面接触，造型工具与虚拟刮削模型表面接触位置为造型工具起始位置，通过力反馈设备传递的反馈力判断造型工具和虚拟刮削模型是否接触；(c)通过力反馈设备操作造型工具开始刮削造型，造型工具从起始位置移动到虚拟刮削模型内造型工具目标位置，造型工具从起始位置移动到目标位置的造型时间为t，通过实体造型技术构建造型工具从起始位置到目标位置之间扫描体，利用该扫描体对虚拟刮削模型进行布尔差运算，完成刮削造型过程，并通过实体造型技术计算材料切除量Vcut，然后通过计算得到材料切除率$R_{\mathrm{cut}}=\frac{V_{\mathrm{cut}}}{t}---\left(1\right);(d)根据公式(1)计算的材料切除率Rcut计算触觉反馈力Ffeedback＝h\times \lambda \times Rcut\; (2)；公式(2)即为建立的触觉力反馈仿真模型，式中参数h为材料硬度系数，\lambda 为力反馈因子，Rcut为材料切除率。$