微型卡车底盘逆向设计与分析报告

1、 . . . 目 录摘 要Abstract1 绪论12整车描述23底盘参数测量与汇总报告3 3.1 整车基本结构3 3.2 整车主要参数3 3.2 动力系统基本参数44底盘参数与测量点云误差分析报告5 4.1概述54.2扫描数据对位总体情况6 4.3底盘点云与底盘数据断面检测74.3.1后悬部位Y方向断面7 4.3.2前悬部位Y方向断面7 4.3.3车架X方向断面84.4断面分析与结论85底盘逆向布置设计3D图与2D图（总成结构级）96前、后轮运动包络校核报告11 6.1概述11 6.2前轮跳动校核11 6.2.1前轮外转向角与跳动量11 6.2.2前轮跳动包络图11 6.2.3前轮跳动包络与

2、周边间隙126.3 后轮跳动校核13 6.3.1后轮跳动量13 6.3.2后轮跳动包络图13 6.3.3后轮包络与纵梁的间隙校核146.4 小结157传动轴与后桥运动包络校核报告16 7.1 校核目的16 7.2 概述16 7.3 传动轴与后桥与周边零部件间隙分析16 7.3.1传动轴与后桥与周边零部件间隙分布16 7.3.2传动轴与后桥运动轨迹的确定17 7.3.3传动轴与周边零部件间隙分析结果17 7.3.4后桥与周边零部件间隙分析结果177.4 小结188操作件校核报告19 8.1 变速操纵手柄运动校核19 8.2 驻车制动手柄运动校核20 8.3 小结219结论22致23参考文献24文

3、献综述2530 / 33摘 要本文是对某微型卡车底盘的逆向设计与相关分析，以加深对汽车底盘结构功能的理解。底盘的布置中，发动机中置，后轮驱动，需要对前、后轮进行运动校核。前轮极限位置与轮罩钣金件之间的最小距离为40.8mm，可见在前车轮处于极限位置时，不会与轮罩等发生干涉。轮眉与轮胎之间的最小空间距离为83.4mm。此空间满足要求。后轮胎与纵梁（钣金）之间的间隙是106.3mm，可以认为纵梁与轮胎之间不会发生运动干涉。对后桥与传动轴运动的校核中，传动轴与周边零部件间隙最小值为传动轴与消声器之间的间隙，其最小值为118.7mm，间隙值均很大，满足要求。后桥在运动过程中与周边零部件间隙的最小值为后

4、桥与备胎的间隙，其最小值为340.8mm，间隙值均较大，满足要求。操作件的校核中，变速操纵手柄球头与仪表台的最小距离为149mm，手柄上表面中心到座椅表面的最小距离为55mm，变速手柄与驻车制动操纵手柄的最小距离为186mm，因此变速操纵手柄与周边件的距离满足换档操纵要求。驻车制动手柄与变速操纵手柄的最小距离为38mm，驻车制动手柄与驾驶座椅最小距离为74mm。考虑实际使用情况，手柄与周边件的距离能满足制动手柄使用要求。关键词：底盘 逆向设计 卡车AbstractThis is the reverse of a mini-truck chassis design and related ana

5、lysis,in order to enhance the understanging of the structure and function of vehicle chassis.Layout of the chassis, engine set, rear-wheels drive, its need to proof front- and rear-wheels movement.The minimum distance betweenthe limit position of front wheel and wheel cover the sheet metal parts is

6、40.8mm.In the limit location of the former wheel, it will not happen to interfere with the wheel cover and so on.Theminimum space distance between wheel and tire eyebrow is 83.4mm,they meet the requirements.The gap between the tire and the stringer (sheet metal) is 106.3mm.It will not occur the move

7、ment interference between the stringer and the tire.In the rear axle and drive shaft movement proof,the minimum gap of drive shaft and surrounding components is betweenthe drive shaft and the exhaust pipe,its minimum value is 118.7mm.Thegap value is much meeting the requirements. In the course of th

8、e rear axle movement, the minimum gap betweenit and the surrounding parts is the gap between rear axleand spare tire,it is 340.8mm.The gap values are larger meeting the requirements.In the proof ofoperating conditions, the minimum distance between transmission ball handle and instrument panel is 149

9、mm.The minimum distance betweenhandles surface to the seats surface is 55mm.The minimum distance between transmission handle and parking brake handle is 186mm.Therefore, the distances of the transmission handle and surrounding components meet the requirements.The minimum distance betweenthe parking

10、brake handle and transmission ball handle is 38mm.The minimum distance between the parking brake handle and the driving seat is 74mm.Consider the actual use, the distancesbetween the handle and the surrounding parts meet the braking handle requirements.Key words: Chassis reverse design truck1. 绪 论广义

11、的逆向工程包括形状（几何）反求、工艺反求和材料反求等诸多方面，是一个复杂的系统工程。本文提与的逆向工程，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据采用三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程；是一个从样品生成产品数字化信息模型，并在此基础上进行产品设计开发与加工制造的全过程。在由工业经济时代迈向知识经济时代的进程中，制造业间的竞争特征也已经从竞争自然资源向竞争“创新”转变，产品的快速创新设计开发能力已经成为决定企业兴衰的重要因素。技术创新是继承和创新相结合。逆向工程正是实现这种技术创新的现代技术方法。但在实际应用中，整个过程仍需大量的人工交互，操作者的经验和素质影响着产品的质量，

12、自动重建曲面的光滑性难以保证，因此逆向工程技术依然是目前CAD/CAM领域一个十分活跃的研究方向。本文是进行某微型卡车底盘的逆向设计与相关分析，以加深对汽车底盘结构功能的掌握与理解。文中按照逆向的步骤，先获取形象数据，再进行软件绘制，并不断地修改原型，改进设计，最终得到合理的新产品。2. 整车描述本款汽车是在工信部关于“汽车下乡”精神指导下而开发的一款用于中、短途运输，作为创业致富普与性车型。本款汽车以“创新、领先、高品质、实用”为设计理念，融合了某微车和卡车的造型特点。其外形大方时尚,整车线条流畅圆润、色泽光亮饱满，整车给人结实、厚重、安全的感觉。两个硕大的晶钻前灯，晶莹剔透，多棱折射极富穿

13、透力，两个纵置的鹰眼状雾灯镶嵌前保险杠非常醒目；两幅式中央进气格栅看上去非常简洁实用，下格栅配有黑色中网，使得整个保险杠美观时尚。 本款汽车搭载一款1.8L的柴油发动机，当发动机转速达到3300转的额定功率为29KW，在2000-2200rpm的围都可以输出104Nm的最大扭力。对于一款额定载重量为990kg的货车，动力是可以满足日常使用的。本款汽车的总长4680mm，总宽1750mm（倒车镜1900mm），总高2100mm，货厢尺寸2800×1650×360(mm)，从而保证了整个驾驶室有比较大的空间。车轮尺寸为175/80R14，配以六幅式的轮毂，使得整车动感时尚。图1

14、 某微型卡车3. 底盘参数测量与汇总报告3.1. 整车基本结构项 目单排微卡驱动型式发动机中置，后轮驱动座位数（含驾驶员）2发动机CZ480QB离合器与操纵单片、干式、膜片弹簧式变速器与操纵手动、全同步、5MT、远距离软轴传动轴单节、带伸缩花键万向传动轴、十字轴万向节后桥冲压焊接整体桥壳、半浮式半轴转向器机械式制动系统双回路液压、前后鼓悬架型式前悬架钢板弹簧整体式悬架后悬架钢板弹簧整体式悬架减振器前后为双向作用筒式减振器轴数2轮胎型号60014轮胎数6（前2后4）车身非承载式车身3.2. 整车主要参数项 目单排微卡备注发动机型号CZ480QB尺寸参数总长 （mm）4680总宽 (mm)1750

15、（倒车镜1900）总高（空载）(mm)2100轴距 (mm)2850前/后轮距 (mm)1410/1280车门数2载人数（人）2人（含驾驶员）最小离地间隙（空载）(mm)185最小转弯直径（m）8货厢栏板尺寸 长*宽*高 （mm）2800×1650×360质量参数整备质量 （kg）1240±5%轴荷（前/后）（kg）785/1575满载质量 （kg）2360±5%额定载质量 （kg）990性能参数最高车速 （km/h）90起步换档加速（0100km/h）最大爬坡度 （%）28百公里油耗 （L） (60km/h等速)* 空载：车辆加满各种工作液且车没有任何

16、乘员和行时的状态。 以上数据在设计开发过程中根据实际情况经甲方确定可以进行调整。3.3. 动力系统基本参数项目单排微卡发动机型号CZ480QB型式直列、四冲程排量 L1808缸径×冲程mm ×mm80×90压缩比18额定功率/转速kw/（r/min）29/3300最大扭距/转速 N.m/（r/min）104/20002200油箱容量L50变速器1档速比5682档速比28333档速比16344档速比15档速比0794倒档速比5011主减速比l53752.3.4. 底盘参数与测量点云偏差分析报告1 2 3 4 4.1 概 述由于扫描过程中建立的坐标与原有数据不同，需要

17、对扫描数据的坐标进行重新调整，在对位过程中借助规则特征为桥梁，通过一系列的转换把扫描数据的绝对坐标对位在数据的绝对坐标上。本报告是以参考样车的扫描点云和现有数据为依据的测量结果，描述的是样参考样车底盘点云在调整坐标后，与已有底盘数据之间相对位置的关系。主要的测量的是型面误差。具体操作方式：先通过对参考样车底盘扫描数据与已有数据对位的尺寸分析，再用参考样车底盘外表面的扫描数据与已有数据对位的尺寸验证。l 底盘扫描数据：图2 底盘扫描数据l 车架表面扫描数据图3 车架表面扫描数据1 2 3 4 4.1 3.4.4.1.4.2. 扫描数据对位总体情况：l 底盘扫描数据对位总体情况：1 2 3 4 4

18、.1 4.2 4.2.1 图4 底盘扫描数据对位总体情况l 车架表面扫描数据对位总体情况：图5 车架表面扫描数据对位总体情况2.3.4.4.1.4.2.4.2.1.4.3. 底盘点云与底盘数据断面检测：2.3.4.4.1.4.2.4.2.1.4.2.2.5.5.1.5.2.5.3.1.2.3.4.4.1.4.2.4.3.4.3.1. 后悬部位Y方向断面图6 后悬部位Y方向断面检测4.3.2. 前悬部位Y方向断面图7 前悬部位Y方向断面检测4.3.3. 车架X方向断面图8 车架X方向断面检测4.4. 断面分析与结论选取悬置位置，与车架安装位置进行分析，主要是因为这几个位置在车身上强度比较大，且对

19、整车状态有比较大影响。由以上断面图可知，扫描数据与原有数据的型面误差大多集中在在±3mm之间。 由于实际底盘经过焊接，涂装等工序和实际行驶后，会有不同程度的变形，且相对于标称4680mm的车身，误差在1/1000是可以接受的，所以可以认为扫描数据的对位可以满足要求。4.5. 底盘逆向布置设计3D图与2D图（总成结构级）l 主视图图9 底盘逆向布置设计-主视图l 左视图图10 底盘逆向布置设计-左视图l 俯视图图11 底盘逆向布置设计-俯视图6. 前、后轮运动包络校核报告6.1. 概 述在进行总布置设计时，必须对参考样车车轮的运动进行校核，防止发生运动干涉。此校核的目的是确定参考样车车

20、轮运动至极限位置时占用的空间，从而检查参考样车车轮与轮罩、纵梁之间的运动间隙是否足够，并由此决定后续工作中轮罩设计的最小尺寸边界。下面分别对参考样车前、后轮跳动情况进行分析，对其空间布置情况进行校核，并为轮罩、挡泥板后续设计提供依据。轮胎型号为60014。在进行轮胎跳动校核时，轮胎主要尺寸按照国家标准中的新胎充气后的尺寸，即轮胎外径为660mm，轮胎最大断面宽度152mm。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2. 前轮跳动校核参考样车的驱动方式为发动机中置、后桥驱动，前轮是转向轮，后轮是驱动轮。因此在进行跳动校核时，必须考虑前轮的转向作用，后轮的悬架作用。6.2.1. 前轮外转向角与跳动量根据

21、转向器的相关参数和转向断开点的优化结果，转向器的行程为128mm，将此参数输入到包括转向器、转向拉杆与车轮的机构中，可得参考样车（空载状态）外轮转向角分别为45.7º 、37.7º。根据前悬架逆向数模与悬架本身的结构型式，前减振器从空载状态运动到满载装态，再到部橡胶限位块压缩到极限位置（橡胶限位块按照压缩2/3计算）时的状态，得出参考样车前悬架静挠度和动挠之和为106.5mm，即前轮从空载状态至上极限状态的跳动量为106.5mm。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.2.1.6.2.2. 前轮跳动包络图首先通过逆向得到样参考样车前悬架数模，然后再分析悬架部各杆系运动情

22、况以与铰接点铰接方式，再将前悬架各杆系加上正确的约束，得到前悬架运动模型，根据参考样车空载状态下的前悬架位置，调整模型，得到空载状态下的运动模型。前悬架如图12所示。输入转向器行程、前悬架动挠度等参数，可以做出前轮跳动的最大包络体，如图13所示。图12 前悬架图13前轮与上横臂极限位置包络图6.2.3. 前轮跳动包络与周边间隙图14、图15反映了参考样车前轮在极限位置时轮胎与轮罩、轮眉等的空间位置关系。在轮胎上极限位置，前轮极限位置与轮罩之间的最小距离为40.8mm，可见在前车轮处于极限位置时，不会与轮罩等发生干涉。轮眉与轮胎之间的最小空间距离为83.4mm。此空间满足后轮跳动要求。83.4m

23、m40.8mm 图14前轮包络体与轮罩的位置关系 图15 前轮包络体与轮眉的位置关系1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3. 后轮跳动校核由于后轮不是转向轮，但是驱动轮，需考虑其悬架作用。下面校核后轮跳动情况。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3.6.3.1. 后轮跳动量根据后悬架逆向数模与悬架本身的结构型式，后减振器从空载状态运动到满载装态，再到部橡胶限位块压缩到极限位置（橡胶限位块按照压缩2/3计算）时的状态，得出参考样车后悬架静挠度和动挠之和为95.7mm，即后轮从空载状态至上极限状态的跳动量为95.7mm。1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3.6.3.1.6

24、.3.2. 后轮跳动包络图首先通过逆向得到参考样车后悬架数模，然后再分析悬架部各杆系运动情况以与铰接点铰接方式，再将后悬架各杆系加上正确的约束，得到后悬架运动模型，根据参考样车空载状态下的后悬架位置，调整模型，后悬架如图16所示。根据后悬架静挠度、动挠度等参数，可以做出后轮跳动至极限位置时的最大包络体（如图17所示）。图16后悬架图17后轮极限位置包络图6.3.1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.6.3.6.3.1.6.3.2.6.3.3. 后轮包络与纵梁的间隙校核图18表示的是后轮与纵梁的位置关系。图中后轮胎与纵梁（钣金）之间的间隙是106.3mm，可以认为纵梁与轮胎之间不会发生运动干涉

25、。图18后轮与纵梁位置关系图6.4. 小 结从以上校核来看，135/80R12型号轮胎跳动包络与轮罩之间有足够的空间间隙，能满足车辆正常行驶时的使用要求。1.2.3.4.5.6.7. 传动轴与后桥运动包络校核报告7.7.1. 校核目的l 检查传动轴在运动过程中与周边零部件的间隙是否合理。l 检查后桥在运动过程中与周边零部件的间隙是否合理。7.2. 概述参考样车后桥与后悬架布置方案，对传动轴与后桥进行运动包络分析。检查参考样车传动轴与后桥在运动过程中与周边零部件的间隙是否合理。7.3. 传动轴与后桥与周边零部件间隙分析7.3.1. 传动轴与后桥与周边零部件间隙分布传动轴与后桥与周边零部件空间位置

26、如图19。图19 传动轴与后桥与周边零部件空间位置零部件间隙主要分布在以下几处：Ø 后桥与备胎Ø 后桥与消声器Ø 后桥与燃油箱Ø 传动轴与油箱Ø 传动轴与消声器7.3.2. 传动轴与后桥运动轨迹的确定后悬架空载状态后钢板弹簧静挠度为36mm。以钢板弹簧自由状态作为下极限位置；以后桥上跳时缓冲块与车身缓冲座的干涉量为缓冲块的厚度2/3时作为后桥上极限位置。根据后悬架与后桥的运动特点，利用作图法求出后桥的运动轨迹曲线，见图20。传动轴随后桥的运动作相适应性地运动。图20 后桥运动轨迹线7.3.3. 传动轴与周边零部件间隙分析结果依照求出的后桥运动轨

27、迹曲线，对后桥与传动轴运动状态进行数字模拟，检查其在运动过程中与周边零部件间隙。传动轴与周边零部件最小间隙为传动轴与消声器之间的间隙，其最小值为118.7mm（如图21所示）。118.7mm图21传动轴与排气管的位置关系7.3.4. 后桥与周边零部件间隙分析结果后桥与周边零部件间隙分析结果为后桥与备胎的间隙最小，其最小值为340.8mm，如图22所示。图22 后桥与周边零部件最小间隙位置7.4. 小结传动轴在运动过程与周边零部件的最小间隙为118.7mm。间隙值均很大，满足要求。后桥在运动过程中与周边零部件的最小间隙为340.8mm，间隙值均较大，满足要求。8. 操作件校核报告8.1. 变速操

28、纵手柄运动校核变速操纵手柄运动校核主要是指极限位置以与换档操作过程中换档手柄与周边件的间隙校核。校核主要是要求所有能到达的位置的变速操纵手柄不能与周边件发生任何干涉，并且与周边件还有合理的间隙空间。手柄极限位置是指在换档时手柄能够满足换档要求所达到的最大位置。变速手柄在任何位置时，距离驾驶室其他零件距离必须大于等于50mm。变速操纵手柄与周边件的距离如图23所示，变速手柄最后位置到驻车制动操纵手柄的最小距离为186mm（如图23所示），手柄到座椅表面的最小距离为55mm（如图24所示），最前位置的变速操纵手柄球头与仪表台的最小距离为149mm（如图25所示），因此变速操纵手柄与周边件的距离满足

29、换档操纵要求。186mm图 23 变速操纵手柄与周边件的距离图24 手变速操纵柄与座椅的位置关系 图25 变速操纵手柄球头与仪表台的位置关系1.2.3.4.5.6.7.8.8.1.8.2. 驻车制动手柄运动校核驻车制动手柄运动校核主要体现为手柄在极限位置状态下和运动过程中手柄与周边件的间隙校核。极限位置是指在制动器完全松开时制动手柄所处位置以与驻车时驾驶员拉起手柄所能达到的最大位置，制动手柄在两个极限位置以与达到两个位置的运动过程中都应该与周边件有足够的空间间隙，并为保证操纵的方便性，其运动包络与周边件的间隙应该合理。要求驻车制动手柄在任何位置与周边件的距离大于等于50mm。驻车制动手柄运动包

30、络如图 1所示：图 16 驻车制动手柄运动包络空间如图27所示，手柄运动过程中与后极限位置的变速操纵手柄的最小距离为38mm，驻车制动手柄与驾驶座椅最小距离为74mm（如图所示），因此驻车制动与仪表板、座椅的间隙较小。考虑实际使用情况，手柄与周边件的距离能满足制动手柄使用要求。图27 驻车制动手柄与换档手柄最小距离图28 驻车制动手柄与驾驶座椅的位置关系1.2.3.4.5.6.7.8.8.1.8.2.8.3. 小结 上述主要分析校核了换档操纵手柄和驻车制动手柄与周边件的空间距离。这些操纵件都有足够的运动空间，能满足其操纵要求。而通过上述分析，将有利于提高设计阶段操纵件设计和布置的品质，从而保证

31、驾驶操纵的方便性、舒适性，提高整车总体布置水平。结 论在对某微型卡车底盘逆向设计的过程中，需充分考虑传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统各部件的结构、功能与布置。底盘布置的关键在于使各个系统的部件都能够充分发挥功能，不会因为与其周边的构件发生干扰（如运动干涉）而影响功能的发挥，影响整车的运行。当完成了初步的设计，应反复分析、校核其合理性与舒适性，不断改进、完善，以期望设计的产品达到最佳性能。逆向的优势在于借鉴了已有车型的底盘布置情况，其安全性、经济性较高；其劣势在于，容易限制了设计者的创造性，使设计者的思维局限于已有车型。致在本设计将结束之时，我想在此感在我完成设计过程中给予我帮助的人们。首

32、先，我想要感我的毕业设计指导老师黄剑鸣老师。在设计题目制定后，老师帮我理清思路；在我完成初稿时，又查看了我的设计论文，指出了我存在的很多问题。我才能顺利完成毕业设计。在此十分感黄老师的细心指导。其次，感对我的毕业设计提供极大帮助的迪科汽车设计公司。该公司为我的设计提供了实物和设计的场所，更重要的是在设计过程中，当我的设计遇到难题时，公司的同事都耐心的给我解答，给我提供强大、专业的技术支持。最后，要感我的同组成员：周德红、洪维、佰军。本组成员相互帮助查阅相关文献资料，相互沟通、讨论、相互帮助。在设计的自始至终，我们同组的同学都倾力合作。如果没有他们，我的设计也不能顺利的进行。参考文献1 家瑞.汽

33、车构造.2005年 机械工业2 余志生.汽车理论.2006年 机械工业3 王望予.汽车设计.2004年 机械工业4 伟军.逆向工程：原理·方法与应用.2008年 机械工业5 董宝承.汽车底盘.2003年 机械工业6 汽车工程手册编写组. 汽车工程手册（设计篇）.2001年 机械工业7 黎亚洲.汽车底盘构造与维修图解.2009年 电子工业8 黄余平.汽车构造教学图解.2005年 人民交通9 盛选禹.CATIA V5基础与实例教程.2009年 化学工业10 龙汉.CATIA V5逆向造型设计.2004年 清华大学文献综述基于CATIA V5在现代汽车逆向过程中的应用摘要：结合某几款汽车的

34、逆向过程，阐述了CATIA V5 软件在汽车车身逆向过程中的应用。关键词：车身；逆向过程；CATIA V5Abstract： The paper illustrates the application of the software CATIA V5 to the vehicle reverse process in combination with the reverse process of a certain vehicle Keywords： vehicle body；reversion process；CATIA引言随着世界汽车行业竞争的加剧，世界各大汽车公司都在降低公司各方面的成本

35、以提高公司在全球的竞争力。很多大公司为了降低设计方面的成本，加快产品的开发进度，都越来越倾向于在了解竞争对手产品各方面性能与设计思想的基础上开发本公司的汽车产品。这样可以大大缩短产品的开发周期，同时提高产品的开发成功率。该现状促成逆向工程技术在各国汽车制造业中的发展。CATIA V5 是Dassualt systems 公司与IBM 公司合作共同推出的微机版专业CAD/CAM/CAE一体化软件,居世界CAD/ CAM/CAE领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子电器与消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，它具有卓越的知识智能、机械产品设计、有限元

36、分析、NC 编程、数字化虚拟样机等强大的功能模块,为许多用户所青睐，其有的DMU电子样机模块功能与混合建模技术更是推动着企业竞争和生产力的提高。它通过可视化的特征树与各种可视工具,使得三维参数化建模更加简单易学。其中它的快速曲面重建QSR (Quick Surface Reconstruction) 主模块极提高了逆向设计的效率，同时也缩短了逆向设计的周期，在现代汽车逆向开发的具有举足轻重的地位。1、 逆向工程简介逆向工程（亦称反求工程，简称RE）是利用实物测量进行快速反求建模的技术，它已成为机械工程等领域研究的热点之一。其基本原理是：利用三坐标测量设备等对实物进行扫描测量，把获得的工件几何参

37、数输入到反求模块或专用的反求软件中，通过反求软件获取点数据群，再经过对点数据群进行编辑、过滤、整理、求精、排序、局部修改与重组等过程，自动生成曲面图形，最终获得同实物高度一致的模型。逆向工程技术在工业领域的应用主要集中在以下几个方面：（1）新零件的设计设计的新零件来自于一个存在的零件模型。（2）复制一个存在的零件部分零件由于缺少设计和加工的文件，可以通过逆向工程技术获得。（3）修复损坏或报废的元件如果被测零件的表面被损坏或破旧，重构的模型就无法与原来的零件进行精确的比较。（4）发展精密模型工程师可以结合功能需求和美学需要设计概念产品，然后采用软性材料，比如：木材、塑料等制作模型。（5）观察自然

38、数据扫描零件以反求的目的重构3D-CAD物理模型，设计者可以经这个模型与最初的模型进行比较。2、车身逆向设计车身逆向设计流程如图1 所示样品3D轮廓测量数据处理曲面构建外形修饰CAM产生NC文档逐层产生STL文档模具加工模具成型产品复制RP快速成型图1 整车逆向流程3、车身模型坐标系的确定为了方便测量与测量后的数据处理，首先要确定车身坐标系。对于轿车车身，一般以汽车前轴的中心为坐标原点，向后为X轴，向右为Y轴，向上为Z轴。具体的做法是将车身支撑固定在单臂或双臂的划线机(三坐标测量机)，如图3所示。根据测量的结果，调整车身的前、后、左、右等位置，最后确定车身没有发生大的扭曲变形，直到正确为止。图

39、2 车身坐标系4、贴车身Mark点与测量于汽车车身，现在通常的做法是采用非接触测量方法，比较常用的是采用结构光的照相法。照相法的测量的核心就是点云片的拼接技术。首先在车身的表面喷洒乳白色显像剂，然后在上面贴Mark标记点。Mark标记点实际上是后序测量的点云片的拼接所用的定位点。图3 车身Mark点标志点不要贴成直线，贴标记点的原则是三维扫描的每幅幅面的围应该拥有四个标记点，四个标记点尽量能够分散，尽量不要在孤立位置和曲率变化较大处。分散的目的就是将将来依据标记点拼接的时候，可以将拼接误差尽量地减小。标记点贴的质量直接影响测量的精度。随着计算机技术和图像处理技术的提高，单幅点云的精度一般都比较

40、高，但是不同的扫描系统之所以出现比较大的质量差别就是因为点云片的拼接技术存在差别。同样的扫描系统，标记点的贴的技巧如果没有充分掌握，测量出来的结果可能也有比较大的差别。标记点是用于点云片的定位的。因此，标记点测量的准确与否对整个车身的测量精度至关重要。测量的方法一般是采用高精度的相机，在车身上一般还要放置一些测量基准杆件，作为图像处理时标定。对车身上的所有标记点从不同角度进行大量的拍摄。然后进行图像处理，获得标记点的三维数据。5、 汽车逆向的测量工具目前，国外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向，即重建产品实物的CA D ，称为“实物逆向工程”。数据测量是通过特定的测量设备和测量方法获取

41、产品表面离散点的几何坐标数据，将产品的几何形状数字化现有的数据采集方法主要分为两大类： （1）接触式数据采集方法接触式数据采集方法包括使用基于力的击发原理的触发式数据采集和连续式扫描数据采集。接触式数据采集通常使用三坐标测量机，测量时可根据实物的特征和测量的要求选择测头与其方向，确定测量点数与其分布，然后确定测量的路径，有时还要进行碰撞的检查。该方法测量精度较高, 但测量效率低。由于测量时接触被测件易划伤其表面。适于测量点、特征线、孔等几何特征（2）非接触式数据采集方法非接触式数据采集方法主要运用光学原理进行数据的采集。1）线状激光束测量(相位测量) 。该方法是将周期性的光栅投影到被

42、测曲面上, 通过光栅图像的调制解调, 求出被测曲面形状的三维信息, 测量围大、速度快, 但只能测量较平坦曲面, 曲面变化大时测量精度较低。2）光栅投影式测量(照相测量) 。该方法是将光栅投影到物体表面, 形成一块待测区域, 由光学扫描系统测取实物的表面数据, 用数码像机获取特征标志点的三维坐标位置。光栅投影式测量为非接触测量, 对被测件表面无划伤, 对复杂或大面积表面可分块测量, 测量速度快, 点云密度高。6、 整理点云数据首先，在车身侧面点云数据中，利用编辑器的删除功能，数据点跑到车身的外面或部的坏点删除。点云围的选取技巧是，要适当保留一定的边缘部分，以便在拟合曲面时，能够较为准确地做出其边

43、缘的形状。其次，还要手工剔除坏点数据。在实体的拍摄过程中，有可能将一些错误的数据点录入进来，所以。对于点云数据的放大详细观察是很有必要的。通过局部放大观察，可以将一些明显与结构无关的数据点剔除。以免干扰以后的工作。点云数据的数量是非常庞大的，但并不是都有用。拍摄所得到的点云，不论曲面变化幅度如何，其取点密度都是一样的，所以，可以利用编辑器中的过滤(filter)功能来减少数据的数量。图4 点云数据精简7、点云的渲染 对点云铺面渲染，点云看起来比较像实体，如图10所示。这样操作的目的是便于后续在做曲面的时候，容易分析曲面的大小，方便曲面规划设计等。图5 渲染效果8、曲面生成与曲面品质分析利用CATIA V5 软件中数字化外形编辑器DSE (Digitized ShapeEditor) 、快速曲面重建QSR (QuickSurfaceReconstruction) 、创成式外形设计GSD(GenerativeShape Design) 和自由曲面造型FS ( Freestyle)等主模块, 通过点云处理、曲面重构与光顺对齐对点云进行逆向。图6 构面得到曲面后, 进入模块Freestyle工作台中, 利用CATIA提供的Freestyle分析工具分析所重构曲面的品质, 要求曲面之间曲率连