三維坐姿模型結(jié)合NURBS 曲面建模的汽車座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

谷 燕，谷 莉

（1.江蘇科技大學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212000；2.南京工業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 211816）

1 引言

由于汽車座椅靠背呈現(xiàn)出不規(guī)則的曲面結(jié)構(gòu)，通過傳統(tǒng)的繪圖工具無法達(dá)到設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在靜強(qiáng)度分析方面，手工計(jì)算只適用于簡(jiǎn)單、形狀較為規(guī)則的零部件，針對(duì)于座椅靠背等結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且形狀十分不規(guī)則的零部件，則需要通過有限元分析或者其他方法進(jìn)行計(jì)算[1-2]。

在進(jìn)行汽車座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員能夠利用三維模塊快速將概念以及創(chuàng)意轉(zhuǎn)換為虛擬的數(shù)字模型，為后續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)提供對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。大到飛機(jī)和汽車，小到各種家用餐具等，三維模型已經(jīng)成為新產(chǎn)品開發(fā)的重要階段。目前，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中大部分的三維建模軟件都是以NURBS 技術(shù)[3]為基礎(chǔ)，并且憑借模型的優(yōu)越性能，在汽車車身設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面取得了十分廣泛的應(yīng)用。結(jié)合上述分析，將三維坐姿模型和NURBS 曲面建模[4-5]兩者相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)汽車座椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試，全面驗(yàn)證了所提設(shè)計(jì)方法的實(shí)用性，同時(shí)為三維產(chǎn)品建模提供了全新的思路。

2 方法

2.1 人體掃描坐姿測(cè)量

為了有效避免在人體坐姿掃描過程中不同遮擋問題的形成，需要確定人體掃描坐姿，同時(shí)設(shè)定人體坐姿支撐座椅。

為了更加精準(zhǔn)地進(jìn)行人體坐姿三維幾何掃描，結(jié)合人體坐姿支撐座椅，對(duì)人體坐姿支撐座椅的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，該平臺(tái)的主要功能為：