基于组件的几何约束求解新策略

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1、基于组件的几何约束求解新策略韩海冰"陆金桂#南京化工大学信息科学与工程学院"江苏南京$%&&&’(摘要)几何约束求解是智能*+,的核心问题"在研究装配模型的基础上提出了一种基于组件思想的约束求解策略-该策略将整个几何约束系统分为多个组合元"将循环约束约简为组合元中的边界元进行求解"并利用约束传播机制的局部性充分减小约束求解的规模-此约束系统求解策略可以应用于大型装配系统的参数化求解-关键词)智能*+,.几何约束系统.组合元.自由度中图分类号)/01’%文献标识码)+文章编号)%&&232412#$&&%(&43&&113&5目前"产品设计的智能化成为*+,研究领的关

2、系"并且该几何约束集的每一个几何实体XT域的重要课题-新一代智能*+,系统的核心"#除两个基准元素外(都满足就是寻求一个快速高效的几何约束求解算法-SABPW"TVABNTU&传统参数化*+,系统的约束求解多采用解大W#其中ABPW"T为几何实体"XT受到XW的直接约型非线形方程组的变量几何法6%7"方法适应性束"ABN为其自由度("则该几何约束集是一个T强"但求解规模大"稳定性差-完备几何约束系统"在约束系统网络结构中用本文在研究装配模型的基础上"提出了一一个复合元素表示"称为组合元-种基于组件思想的几何约束求解新策略)引入定义$)宏节点#YRZEF[FJ:(组合

3、元等概念"将大型几何约束系统分解为多应用统一对象模型"对于由基本图元L组合个组合元"并利用几何约束传播的局部性特点元等组成的L在几何上有确定结构的几何约束降低求解规模-本策略将循环约束简化为普通系统"可以表示为一个复合节点"称为宏节点-约束进行求解"降低了用解析法求解循环约束宏节点适用于表达从基本图元L零件图到装配的规模.采用统一对象模型"将约束系统求解与体的任何级别的几何实体-装配系统求解统一起来"可以方便的应用于大定义1)边界元#F]?JRE>8=:;:?@(型几何约束系统和大型装配系统的参数化求在每个组合元中"与其它组合元中的元素解-有直接约束关系的元素节点

4、"称为组合元的边界元-边界元是确定各组合元相对位置关系的依据-定义%)组合元+8#+99:;<=>8=:;:?@(定义5)间接约束关系#^?JIE:Z@*F?9@ERI?@(设某自由空间中"刚体的自由度为ABC由于组合元都是结构确定的几何体"组合6$7#,:DE::FGHIDIJ(-对于由K个几何实体#包元中任意两个不存在直接约束关系几何元素"括基本图元点L线L圆L以及几何刚体(LM个几它们之间也有确定的位置约束关系"称为间接何约束构成的几何约束集"用ABN#,:DE::FG约束关系-几何元素之间的间接约束关系属于OE::JF;(表示几何实体的自由度"用ABP#,:

5、Q尺寸约束的范畴"表达了完备约束系统中非直DE::FG*F?9@ERI?@(表示几何约束的约束度-如接相关元素之间的固有结构关系-果存在KKS在图论的基础上"引入面向对象的组件技ABNTVSABPWUABCTU%WU%!收稿万方数据日期)$&&%Q&4Q%$资助项目)江苏省教育厅自然科学基金资助作者简介)韩海冰#%’22Q("男"河南南阳人"硕士"主要研究领域为智能*+,L并行工程等术来表示几何约束系统!对约束系统的不同层约束系统的分解算法的思路是7从宏节点#$#次以统一的对象模型来表示"整个几何约束系%&’!()中搜索具有完备几何约束的节点进行统以无向图#$#%&

6、’!()表达!其中!#$#称为归约!直到产生一个最大的完备几何约束子集!几何约束图!用一个宏节点表示!’%*+是包将其作为一个组合元"循环操作!直到产生全部,-+,含的几何元素.!(%*/+组合元!将这些组合元作为宏节点的下级节点",!+01-+,2’!+03’."其中节点+为宏节点4组合元或基本图元等5+对约束系统#$#%&’!()的分解算法描述,,%&6,!$,)!6,为节点+,的自身属性集!$,%*/如下&算法N)"+,!+01-+0为+,的邻接节点."从而!从整个几何

7、点作为基准元素!并将这两个节点节点来表示789:;&<=>?@AB@=ACD<=C!?@AB@=ACD<=C表示中!并降低两个基准元素的自由度5宏节点自身的一系列属性5