基于可拓逻辑的机械装置概念设计

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1、万方数据第38卷第7期2O6年7月哈尔滨工业大学学报JOURNALOFHARBININSTITUTE0FTECHNOLOGYV01．38No．7Julv2006基于可拓逻辑的机械装置概念设计秦建军1”，姚燕安1，刘永峰2(1．北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京100044，E-mail：china吲@163．com；2北京建筑工程学院机电工程系，北京100044)摘要：概念设计是求出在一定约束条件下满足功能要求的设计方案，概念设计的过程即问题求解的过程．可拓模型为表示机械装置提供了一条简洁规范的途径，物元可以表示机械零件的基本特征和

2、参数，零件之间的联接装配关系可以用关系元描述，事元则可以表示机械装置的运动状态．利用基元的可拓变换思想可以辅助设计中矛盾问题的解决以及产生新的设计方案，它给机械创新设计提供了一条新的途径．关键词：可拓逻辑；基元；可拓变换；概念设计；机械装置中图分类号：THl22文献标识码：A文章编号：0367—6234(2006)07一1199—06MechaIlicalde订ceconceptualdesignbasedontheextensionlo西cQINJian-junl一，YAOYan．anl，LIUYong—fen92(1．Schoolof

3、Mechanical，ElectmnicandContmlEn舀neering，BeijingJiaotongUniversi‘y，Beijing100044，China，E-mail：Chinaqjj@163．com；2．Dept．ofMechanicalandElectronicEn舀neering，BeijingInstituteofCivilEn百neeringandArchitecture，Beijing】00044，China)Abstract：Conceptualdesignisto6ndthedesignscheme(s)

4、thatmeetsthefunctionrequirementsundercer-tainconstI．ains．Theconceptualdesignprocessistheprocessthattheproblemsaresolved．Theextensionmod—elsoftheextensiontheorypmvidealaconicandcanonicalapproachforthemechanicaldevicerepresentation．Thebasicchamctersandparametersofmechanical

5、panscanbedescribedbythematte卜element，andtheas—semblyrelationshipscanbedenotedbytheI．elationship—element，andthemotionconditioncanbedescribedbytheafhir-element．Thebase—elementextensiontransf0珊ationmethodcanassistanttheproblemsolutionduringthedesignprocessandhelpproducingthe

6、newdesignschemes，anditpmvideanewrouteforthemechanicalcreatiVeconceptualdesign．KeywortIs：extensionlogic；base—element；extensiontransfo瑚ation；conceptualdesign；mechanicaldevice概念设计思想最早产生于20世纪70年代⋯，随后逐步产生了三个主要方向：描述性设计、说明性设计和公理设计，其中说明性设计是基于Pahl和Beitz的系统化方法，应用最为广泛．机械装置的概念设计是设计满足

7、特定功能和类型的可行解，就某一个具体的设计方案而言，它由一些构件单元，如凸轮机构、铰链四杆机构等所收稿日期：2006一04—01．基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(50335040)；国家自然科学基金资助项目(50405004)；北京市教育委员会科技发展计划资助项目(KM2004lOOl6007)．作者简介：秦建军(1979一)，男。助理工程师，博士研究生；姚燕安(1972一)，男，博士，教授，博士生导师．组成，通过这些构件单元的有效组合和变换来实现所需要的功能．随着20世纪70年代末计算机图形学的发展，计算机辅助设计技术在20世纪

8、80年代初期逐步被应用到机械装置的概念设计中来．后来，随着专家系统等计算机人工智能技术的兴起，设计过程中的计算机参与越来越多，从早期的计算机绘图和校核计算等设计的中后期逐渐向设计的早期，即原理