基于实例的自行车设计系统研究

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1、·48·计算机应用技术机械2008年第6期总第35卷基于实例的自行车设计系统研究张晓岩（上海工程技术大学高等职业技术学院，上海200437）摘要：长期以来，自行车的设计存在以经验为主、效率低、周期长等问题。为此，本文将基于实例推理（CBR）技术引入自行车设计中，方便地将已有经验应用到创新性设计中，显著地提高了设计效率和设计质量。本文介绍了采用基于实例推理（CBR）技术，以UGNX2.0为平台开发的自行车专用CAD系统，并详尽的阐述了实例表达、实例相似性匹配算法以及实例库的建立与维护等关键技术。目前该系统已成功应用于实际生产。关键词：自行车设计；基

2、于实例推理；UGNX2.0中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1006－0316（2008）06－0048－04AbicycleCADsystembasedonCBRZHANGXiao-yan（ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai200437，China）Abstract：AbicycleCADsystembasedonUG－NX2（UnigraphicsNX2）platformwasdevelopedbyusingthemethodologyofCBRandwasapplied

3、successfullyinpractice.Somedisadvantagesexistinginthebicycledesignfieldwereovercomed，suchasexperimentalism，lowefficiency，andthelastingdevelopingcycle.ThekeytechniquesofCBRinbicycledesignweremainlypresented，includingtherepresentationofthecase，thecomparabilitymatchingalgorithm，

4、establishmentandmaintenanceofthecaselibraryandsoon.Keywords：bicycledesign；case-basedreasoning；UGNX2.0随着汽车的普及，自行车已经从实用代步工具1基于CBR自行车设计的流程转向时尚休闲工具，车型外观需要快速更新，如何自行车设计可大致分为三个阶段：物化经验，充分利用计算机辅助设计手段成为解决（1）设计车架主体结构：在这个阶段要确定设这个问题的关键。在已有相似实例的基础上进行适计车型的类别，如按车架形状可分为菱形和其它两当修改、调整生成新设计是工程设计中

5、一种行之有大类；各种结构尺寸，如传动中心距（RC）、轮心效的方法，为此本文提出一种基于实例推理（CBR）距（WB）、前轴中心距（FC）、中轴伸距（h2）等。[1]进行自行车计算机辅助设计的方法。（2）设计各种形状尺寸，如前管截面尺寸、上将基于实例的思想应用于自行车设计中必须解下管尺寸和弯、直管形状等，主要是在车架主体结决实例表达和实例检索两个关键问题，即如何实现构的基础上设计车架的外观。规格化的实例表示和通用的相似性匹配算法，这也（3）调入标准件完成装配，进行干涉检查，渲是实例知识库动态增加，实现系统柔性和开放性的染效果图等，如图1所示。[2]基

6、础。如果能够将企业中典型设计实例化，并建本文主要讨论CBR方法在自行车设计前两个立通用的实例检索算法，这不仅可以提高实用性，阶段的应用。还将是开发基于实例的CAD系统的一种有效方式。（1）设计车架主体结构。用户输入新车型的设本文将详细地论述这两个关键问题，并简要介绍基计目标，系统检索出匹配程度最高的一组抽象实例于此思想开发的专用自行车CAD系统。（成功设计的结构参数实例），编辑修改后得到车架———————————————收稿日期：2008－01－03作者简介：张晓岩，女，满族，河北承德人，助讲，主要研究方向为模具CAD/CAM。机械2008年第6

7、期总第35卷计算机应用技术·49·主要结构参数。设计目标包括车架所属类型、车架况：①车架主体结构差异较大，而车架管件外形类轮心距WB、传动中心距RC等主要参数的范围，如似，通过编辑主体结构参数，利用参数化方法可以图2所示。方便地得到设计结果；②车架结构参数差异很小，SL1但是车架管件外形明显不同，这种情况下，用户需LLF要检索相应的管件库去查询提取管件外形数据；③LLLQF全新车型的设计，没有超过阀值的实例，需要自由RRCα1DBθ1设计。（3）车架设计完成后，用户需要处理设计结果，WB即是否保留该设计。如果当前车型十分典型，需要（a）结构参数图

8、保留，系统提供一个向导（Wizard）帮助用户将该设计存入实例库中。如图3所示。设计目标编码转化（b）外观图（c）渲染图实结构设计规图1