基于邻域拓扑重建的人体工学产品定制设计方法

作     者：高铭宇 徐敬华 张树有 王康 谭建荣 GAO Mingyu;XU Jinghua;ZHANG Shuyou;WANG Kang;TAN Jianrong

作者机构：浙江大学设计工程研究所浙江杭州310058 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2022YFB3303303) 浙江大学IDEA2022创新设计资助项目(188170-11102) 

出 版 物：《浙江大学学报(工学版)》 (Journal of Zhejiang University:Engineering Science)

年 卷 期：2025年第59卷第3期

页      码：597-605页

摘      要：为了提高人体工学产品的设计效率和舒适度,提出基于邻域拓扑重建(NTR)的人体工学产品定制设计方法.通过结合医学图像邻域拓扑关系进行三维重建,克服传统移动立方体算法的二义性问题,同时避免移动四面体的高耗时问题.基于医学CT图像进行三维重建,得到具有个性化定制信息的复杂曲面构件原始形状,为人体工学产品定制设计提供数据支持.引入深度残差网络,利用神经网络分层提取模型层切面的多尺度特征,分层建立增材制造成本消耗与多尺度特征之间的非线性隐式关系,实现复杂概念设计原型的材料消耗预测与成本优化.根据流形原始形状和基于Laplace-Gauss曲线的变形算法获取手部按握姿态,根据姿态对普通鼠标进行方案演化,对人体工学鼠标进行概念设计.通过物理实验观察到的微观形貌表征了原型产品的高精度特征,预测能耗变化与实际能耗相近.实验结果证明,邻域拓扑重建和变形算法相结合可以为人体工学产品定制设计提供数据支持和实物参考,提高人体工学产品的舒适度.

主 题 词：邻域拓扑重建 人体工学产品 定制设计 深度残差网络 分层增材制造 变形算法 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1008-973X.2025.03.017

馆 藏 号：203157618...