并联机床数控代码的虚实映射计算

为了有助于并联机床数控系统和仿真系统的开发，克服建立数学模型实现机床数控代码虚实映射计算的缺点，文章提出了综合利用CAD软件的装配约束和尺寸驱动功能来实现虚实映射的方法。给出了并联机床机构简图和虚拟样机实体模型，通过将数控代码进行预处理，进行了并联机床的虚实映射计算，即给定刀具位置和姿态的驱动尺寸、驱动杆件长度的被驱动尺寸，在装配约束作用下驱动尺寸带动整个机构运动，记录杆件长度的被驱动尺寸，求解出杆长的值。计算机模拟结果表明，该方法简捷直观、速度快、求解精度高，可以完成其他多自由度并联机构的虚实映射计算，为并联机构的虚实映射计算提供了更有效的工具。     

支持方案设计和技术设计的产品模型研究

基于表达设计意图和支持产品设计全过程的思想,分析方案设计和技术设计过程及产品信息的形成过程,提出支持产品方案设计和技术设计的产品模型。给出了产品组成结构、装配关系和结构设计3类产品信息的模型,其中结构设计信息包括装配特征、工艺特征和结构特征。列举并分析实现装配关系的装配特征实例,研究装配关系与装配特征间的功构映射,提出依据工程实际建立装配关系与装配特征间的稳定映射,实现产品设计知识的显示表达。最后用实例说明产品信息的传递和生成过程,验证该模型的有效性。     

计算机辅助产品方案设计方法研究

方案设计一直是传统CAD系统的薄弱环节。通过对产品方案设计过程的研究,建立了产品的功能结构树和功能关系模型,通过引入“虚拟组件”的概念,采用功能结构与或图实现了产品功能到结构的映射,并利用基于实例的推理（CBR）技术,建立了基于实例的功能－结构整体映射方法,以加快结构方案设计进程。这些方法为计算机辅助产品方案设计的实现进行了有益的尝试。     

基于装配概念模型的装配体建模方法研究

提出了一种基于装配概念模型的装配体建模方法,该方法采用自顶向下的设计,先确定产品的基本功能,根据基本功能用机构简图初步进行产品概念设计,并逐步向具体能实现该功能的结构映射,得到产品的装配概念模型,然后以此模型为产品的骨架,完成各零件的详细设计。     

虚拟装配环境下运动副自动识别方法

为有效地减少在装配仿真完成后进行机构运动仿真的前处理工作量,提高机构运动仿真的智能化程度,提出了一种在虚拟装配环境下面向运动仿真的机构运动副自动识别方法。通过提取虚拟装配环境下零部件间的装配约束信息,计算两个相连接零部件间所有约束的约束度,并利用计算所得的约束度自动映射出运动仿真机构中相应的运动副,为机构运动仿真中建立机构信息模型提供了基础信息。结合自主研发的原型系统虚拟装配工艺规划软件,给出了基于虚拟装配系统实现运动仿真的底层数据结构、机构模型的数据结构、信息传递过程和算法实现流程,并通过具体实例验证了方法的有效性。     

平面闭式运动链简图自动绘制的最大环路法

机构运动链结构简图的自动绘制,直接关系到机构设计的效率与可靠性。在对平面闭式机构运动链的拓扑特性研究基础上,基于缩杆邻接矩阵,提出一种运动链结构简图自动绘制的最大环路方法。此方法采用广度优先生成树算法获得运动链的独立回路,并通过独立回路的加减运算得到最大可行外环。根据回路关系逐步修正最大可行外环,使各独立回路成为其非交叉规范化内环。在运动链结构简图绘制过程中,根据外环和内环情况,将运动链中的运动副布置在由外往内的同心圆内接正多边形的顶点上,使绘制的运动链简图规范、美观。在对这种基于外环与内环关系的简图自动绘制算法研究过程中,借助多个机构实例进行说明。研究与应用结果表明,最大环路法具有实现简单、方法完备的特点,适用于多杆多自由度平面闭式运动链结构简图的自动绘制,应用于机构设计中,可极大地提高设计效率。     

面向虚拟环境的CAD装配模型向运动模型的转换

探讨了在虚拟环境中进行复杂机械产品运动分析时CAD装配模型向机构模型转化的信息识别。首先在总结CAD装配系统提供的各种装配约束类型与其相对应的运动几何元素基础上,给出了平移和旋转自由度的归约规则,根据简单运动副约束与运动自由度及运动几何元素的映射关系,实现从零部件装配信息到运动分析用的构件和简单运动副信息的转换。     

产品装配信息概念模型及自组织映射方法

提出了一种基于装配信息自组织的产品装配信息建模方法,主要包括面向装配的产品信息的概念模型,零件的装配定位和装配模型的确定及零件的重新设计,提出的产品信 原理图模型、广义机构模型、装配简图模型和装配图模型秘从装配简图模型到装配模型的自组织映射方法,是一种新的、有效的产品信息装配建模方法,为支持概念设计的ＣＡＤ技术的发展开辟了一条新的途径。     

车身覆盖件虚拟冲压线系统的仿真建模方法研究

针对车身覆盖件虚拟冲压线系统大装配体的运动仿真,为了能实现实时的交互仿真操作,提出基于一层装配关系和装配骨架的数字样机建模方法。先由零件实体或多边形面片模型及其装配骨架模型组装成为小的功能体,即子装配体,再由子装配体及其运动骨架模型组装成为整体设备,即根装配体,为了避免重复约束,简化仿真运动的求解复杂性,根装配体中具有相对运动关系的子部件必须是各自只具有一层装配关系的零部件或者是子装配体,即"一层"装配方法;装配骨架模型是通过重构零件的装配基准信息而抽象来的,并映射到虚拟零件模型上,从而使模型具有参数化、自动化,能自动装配不同型号的同一族零件;为了运动仿真的快速重构,利用运动副建立运动骨架模型来描述零部件之间的运动关系。该建模方法应用在某虚拟冲压线的运动仿真上,完全满足实时、交互运动仿真的要求。     

功能分解有向网络图构造及计算机化实现

受运动复合机构构成原理知识欠缺的制约,基于功能综合方法的运动复合机构创新设计仍是挑战性课题。基于分层递阶理论,建立功能分解商空间模型,根据功能分解层粒度要求以及属性函数对目的功能层的贴近度,采用模糊等价映射和改进的宽度优先求解算法,给出手段功能层最佳分解方案,通过逐层分解细化,得到以基本操作为功能单元的功能分解与或树。遍历功能分解与或树分支及叶节点,确定功能有向网络图拓扑结构。在商空间模型下,功能分解是一个不依赖于知识与专家经验的粒度细化求解过程,能够解决运动复合机构功能分解问题,为后续获得由基本机构巧妙组合创成新颖组合机构方案提供功能分解模型支持。结合干粉压片机机构功能要求,给出了功能分解的算法及功能分解有向网络图构建的计算机化实现。     

MODELING METHOD FOR PRODUCT STRUCTURE MAPPING BASED ON REVERSE SOLVING OF LOCUS AND MOTION

Aiming at the problem of structure design in reverse-design of mechanism, a structure mapping method based on reverse solving of locus and motion (RSLM) is presented. The mechanism scheme meeting the requirements of geometric and structural features is obtained through RSLM. The element instance subsets related to component are established based on the element type mapping, pair structure type mapping and design knowledge mapping between components and elements layer by layer. The assembly position mapping of elements is established based on the topological structure information of mechanism scheme, and the product modeling of structure mapping is realized. The algorithm program and prototype system of product structure mapping based on RSLM are developed. Application samples show that the method implements the integration of scheme design, assembly design and structure design, and modeling for product structure mapping based on RSLM. The feasibility of assembly is analyzed in scheme design that contributes to reducing the design error, and raising the design efficiency and quality.     

A new symbolic representation method to support conceptual design of mechatronic system

Regarding the typical mechatronic system that realizes controlled motion behaviour as the research object, the mechatronic system is composed of three subsystems, they are generalized executive mechanism subsystem, sensing and testing subsystem, and information processing and control subsystem. Based on the three subsystems, a new kind of symbolic representation method to represent a design scheme of mechatronic system is presented. This symbolic representation method includes graphical symbols, literal symbols and port information flows on the abstract layer of basic mechatronic function units in common use. Two applied instances are given. The method standardizes scheme representation of mechatronic system. The purpose is that the computer can identify and operate the standardized scheme representation. Furthermore, the method can be implemented in connection with related knowledge base to produce creative scheme. The symbolic representation method provides theoretical basis for computer aided conceptual design of mechatronic system.     

3-RPS并联机构实现立、卧两用的合理设计

通过对主轴在3-RPS并联机构动平台上安装角的合理调整，并研究了被动关节安装角对机构实现功能的影响，给出了安装角的确定及设计原则，为解决3-RPS并联机构回转运动范围小的问题，实现3-RPS并联机构立、卧两用，提供了设计指导依据。     

虚拟装配技术的研究进展及发展趋势分析

虚拟装配技术是虚拟现实技术在设计与制造领域的重要应用之一,已经引起工业界和研究机构越来越广泛的重视。在阐述虚拟装配技术的定义与内涵的基础上,界定了虚拟装配技术的研究内容,综述了国外的研究现状,并对国内外发展状况进行简要对比分析,指出了目前虚拟装配技术研究中存在的问题以及主要发展趋势。     

虚拟装配技术的研究现状及发展趋势分析

在阐述虚拟装配技术定义与内涵的基础上，描述了虚拟装配技术的现状及未来，综述了国内外的研究现状，并对国内外发展状况进行简要对比分析，指出了目前虚拟装配技术研究中存在的问题及主要发展趋势。     

面向虚拟样机的机构信息自动识别与提取技术研究

基于产品装配约束信息及工程设计语义信息。自动构建零件邻接图；通过建立连接单元体识别规则，识别构件单元；通过运动几何元素求交运算规则及运动几何元素与运动副映射关系。自动构建机构模型，使机构建模过程简化。建模速度与精度提高，分析复杂度降低。相关方法在虚拟环境产品性能评测的研究与开发中得到实现。并应用到汽车发动机的动力学分析中。     

基于需求流动链的映射机理

为了更好地满足客户需求,提出需求流动链概念,建立需求流动链信息功能模型。研究流动链需求映射体系,应用特征映射机理,在同态/同构映射下,分析需求信息经产品功能到设计特征的映射转换过程。描述特征映射中的变量约束、规则约束和过程约束机制。采用层次分析法(AHP)方法分析特征映射重要度,并应用线性规划(LP)优化评价需求映射。最后,结合汽轮机产品进行实例研究。结果表明,需求流动链特征映射研究,实现了需求信息语义到设计特征结构化的定量转换,为企业进行客户需求为中心的生产实施提供可靠性依据。     

基于功能原理的微器件方案设计方法研究

针对微器件设计方法中的功能原理方案设计问题，提出了通过设计目录寻找子功能原理解，并通过原理解的组合形成设计方案的方法。基于功能效应原理解之间的映射关系建立了微器件的设计目录库。在把用户需求转化成系统总功能后，对总功能进行分解，利用微器件设计目录对子功能求解，由功能原理间的映射综合获得微器件的原理方案。通过原型系统的开发和实例验证，该方法对微器件的概念设计起到了指导作用。     

塑料组合筒体组装机的机械结构设计

运用设计方法学和创造学,从功能分析着手,对塑料组合筒体组装机进行机械运动方案和机械结构设计,并采用气缸驱动滑板式校正模具和带浮动旋头的特殊旋转组合机构解决了因手工装配带来的质量差、效率低的问题,提高了生产效率和产品质量。     

基于UG的焊接机器人装配及运动仿真

本文介绍了焊接机器人的发展和应用,利用UG建立了焊接机器人的三维运动仿真模型,阐述了模型的装配方式,采用逆向代数法建立了焊接机器人运动学模型,通过设置函数参数进行动态仿真和结构优化,并实现了焊接机器人整个运动过程的运动仿真,为焊接机器人产品设计和改进提供了依据。