基于功能-构造与实例的机构方案创新设计CAD.pdf

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1、第3期机械设计与制造2011年3月MachineryDesign&Manufacture257文章编号：1001—3997(2011)03—0257—03基于功能一构造与实例的机构方案创～新设计CAD术杨哲张晓钟张西仲苦l(西安建筑科技大学机电工程学院，西安710055)CreativedesignmethodologyformechanismCADbasedonfunction——structureandcaseYANGZhe，ZHANGXiao-zhong，ZHANGXi-zhong∽l(SchoolofMech．&Elec．Eng．

2、。Xi’anUniv．ofArch．&Tech．，Xi’an710055，China)∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽∽：∽∽∽0∽∽一【摘要】研究了机构设计的思维过程及机构表征的双重性，依据机咖构砌在大脑中的演变，计算机的信；息处理特点和基于实例的设计方法，提出通过功能一构造的关联、参数化技术以及实例仿真等进行机构方li案设计与创新的CAD方法。以连杆机构方案创新设计为例，实现了在人机交互环境下的智能化设计过I程。对机构方案创新设计和计算机智能化设计过程研究有重要意义。l关键词：功能与构造；创新设计；CAD；设计过程如l【Abstra

3、ct】Thethinkingprocessofmechanicaldesignandthedualnatureofmechanismrepresentationlarestudied，accordedtotheevolutionofmechanisminthebrain,thecompu咖ter唑informationprocessingchar一8acteristicsandcase-baseddesignmethod，throughfunction-struetureassociation,parameterstechnologyan

4、dlc傩Psim“2。n，fheCADmeth。dformec帆mdesandinnovati。nadvanced．A1s。hen22n￡eldesignprocessoflinkmechanisrninnovativedesignWasachieved，whichinhuman-computerinteractionen一中图分类号：TH122，TP311文献标识码：A1引言中计算机辅助的智能化程度及设计过程的自动化程度。在机构设计m中，传统方法是用人脑对各种信息进行加工处2大脑思维过程、机构设计方法与表征理。这种处理方法的信息表征基础

5、，在于人的感官的信息获取特点，所谓机构设计过枷程，实质上是大脑的连续信息处理过程。要人还会据此进行思维、理解与记忆，也就是对形形色色的信表征根据使用要求，确定机构应该具备的功能，再构想出功能载体一构形式进行处理。教科书与参考文献中的表述也就基于此原理。造，通过构造的图式变化—心理影像，判断其工作原理、运动方在机构设计时，针对需求目标，通过反复思考和脑外辅助式、力和能量的传递等，通过对结构形状以及所用材料等事项的(如笔和纸)，最终获得图式表征的设计结果。这里说的反复思考，选择与评价，转化为具体的描述，如图纸和设计文件等，以此作为要涉及很多领

6、域的相关知识、表达形式和求解技巧。所谓的求解依据进行生产加工。这样的设计过程可用，如图1所示。技巧，就是对大脑理解记忆信息的处理技巧。因此，这些知识和技巧随设计者的经验、习惯及设计条件的差异而不同。随学科内容、知识内容、经验积累等表达形式而不同。经过训练的大脑会采用各自适当的表征形式进行处理。这样一来，该方法对设计者的知识积累与经验要求很高，尤其还需要进行信息检索、特征提取与图1机械机构的设计过程与内容聚缩、语言文字形式的生成与转换等。大脑在进行处理时，需要进按照思维与信息表征方式，如图1所示，机构设计过程的前期行逻辑推理、图式架构与变换

7、、图形构造的动态行为分析等等。这阶段，即需求、机构定义、机构概念设计阶段，主要目标是为了获得可些活动都需要在特定的信息表征上进行操作。该方法很难形成统以满足需求的功能概念，这是一个思维的抽象过程。大脑通过对信息一的设计程式与形式化表达，也就难于进行计算机处理。的检索、提取、评判、归纳、抽象、决策等方式进行思维操作，以获得大本文通过研究大脑思维过程、机械创新设计方法I3]、机械系脑可以处理的信息块组合，获得较准确的概念内涵及其必要的外延。统设计方法、基于实例的设计方法日等，依据机构方案设计由需这就需要信息聚缩，以便大恼可以把握与理解。这种过

8、程是计算机当求到概念，由概念的语义表达到概念的图式表达，也就是功能载前难于进行信息处理的。按照表达形式，通常是以环境、图像、活动、体实现的对应关系，提出基于功能一构造与实例的设计方法。该方语言