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第19卷第11期2007年11月 计算机辅助设计与图形学学报 JOURNAL OF CDMPUTER.

AIDED DESIGN&

COMPUTER GRAPHICS Vol 19.No.11 NOV,,

2007 机构方案概念设计的功能向量编码方法 赵勇 丁顺礼 齐元胜2'

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(北京交通大学机械与电于控衬工程学院北京100044) (北京印刷学院信息与机电工程学院北京 102600) (yongzhao@bitu edu CO.) 摘要针对机构方案概念设计的自动化程度不高的缺陷,提出了功能向量编码方法.该方法将机构功能用功能向 量表示.功能向量所包含的对偶功能向量和功能矩阵分别表示功能向量的方向特性和量化特性,同时引入了补偿矩 阵以对功能矩阵进行多次分解建立了机构功能库,开发了机构方案概念设计系统.并将功能向量编码方法应用于 机构功能的提取和操作应用结果表明.将该方法应用于机构方案概念设计是可行的.提高了机构方案概念设计的 自动化程度. 关键词 功能向量编码方法;

概念设计:机构功能 中图法分类号TP391 A Functional Vector Coding Method for Mechanism Scheme Design Zhao Yon91'

Ding Shunlil'

Qi Yuanshengr2) tl(Schcol ofMechanical,Electronic and Control Engineering,Beijing皿otong Unitsity,Beijing 100044) 2J(School ofInformation andM∞hanicalEn鲥…g r BeljingInstitute ofGraphicCommunication.Belting 102600) Abstract Aiming at the disadvantages of low automation in mechanism scheme design,a functional vector coding method is put forward.In the method,mechanism functions are expressed by functional vectors,which include the dual―functional vectors denoting direction and a functional matrix denoting quantity.A compensatory matrix is introduced to iteratively decompose the functional matrix.The functional vector coding method is applied to the extraction and operation of the mechanism functions.With the method,a mechanism function database is built.and a mechanism scheme conceptual design system is devdoped.The application results show that the method is fe,口sible and can improve the automation performance of mechanism scheme design. Key words functional vector coding method;

scheme design;

mechanism function 概念设计是产品设计前期的关键,是决定产品 市场竞争力的重要因素之一.在概念设计创新技法 方面,国内外学者先后提出了科学方法TRIZ【

11、基 于系统综合方法的产品创造性设计理论TIPS【2 J、组 合创造方法 o等.在机械产品概念设计求解方法方 面,文献[4]考虑了功能元之间的联结关系和子结构 之间的串联、并联、复合等复杂关系,提出了一种基 于功能分解与重组的计算机化的机械系统概念设汁 方法,文献[5]基于功能符号 三位一体 性提出了 面向概念设计的机构运动模型表示方法.文献[6] 提出了方案功能载体间的广义距离,研究了多个方 案组合的优化解问题.文献[7]利用状态空间法对 串联机械的运动方案进行设计.chiou等 1采用形 态分析法对机构进行设计,建立了一个由43个功能 元组成的功能元库. 上述学者都从不同角度对概念设计进行了研 收稿日期:2007―01―28;

修回日期:2007―04―10基金项目:国家自然科学基金重点项目(50335040);

北京市自然科学基金(3062010). 赵勇.男.1963年生.博士,副教授.主要研究方向为智能工程、先进设计方法等丁暖礼.男.1979年生,硕士研究生,主要研究方向为先进设 计方{击、建模与运动仿真分析齐元胜,男.1968午生,博士,副教授,主要研究方向为虚拟样机技术. http://www.paper.edu.cn 中国科技论文在线 赵 勇等:机构方案概念设计的功能向量编码方法 1'