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将所得到的可行方案 与设计要求再进行比较,判断是否达到设计要求;

若 满足,则功能分解结束. 4应用4.1功能载体库构建 下面以图3所示胶印机的旋转偏心摆动递纸牙 机构设计为应用,该机构是2种运动的合成运动,要 实现静止中准确叼纸、对纸张的平稳加速以及在同 步运动过程中实现与压印滚筒咬纸牙的交接.胶印 机工作时,递纸牙做 雨滴 形的规律运动,递纸牙咬 纸瞬间需要精确配合.从胶印机递纸牙机构的设计 要求中可提取出的设计信息包括:机构为连续运动. 非线性,运动不可逆,双向输入双向输出,运动精确 度高,高速运动,运动稳定,传动距离和传动力适中, 噪声中等,机构耐磨程度适中.坐标轴选择笛卡儿 坐标系,由z,,

轴方向的转动输入,转换为Y,z轴 方向的平移输出. 表1功能载体分类 4.2机构方案概念设计系统及应用 机构方案概念设计系统是基于Pro/E Wildfire 2.0环境,采用VC++编写PdTOOLKIT程序进行 二次开发实现的,数据库系统采用SQL S∞H加00. 对Pr0/E进行开发,在其菜单上添加了 概念设 计系统 子菜单,点击下拉菜单项 机构方案概念设 计 ,即可以进行机构设计,如图4所示. 图4概念设计系统菜单 使用 概念设计系统 设计递纸牙机构过程如下 St印1.点击概念设计系统的 机构方案概念设计 菜单 输入递纸牙机构的设计要求信息,如图5所示. 幽3递纸牙机构腺理|璺I 针对递纸牙机构的设计要求构建功能载体库. 将功能载体的工作状态特征以及输入/输出运动的 连续性、输入/输出间的线性关系、输入/输出间的可 图5功能信息输入 逆性分另0用Cl,C2和C3来表示,每一个特性用二进 step2按照囝2设计流程执行路径①和②,提取递纸牙 制数1,0来表示 真 与 假 ,对功能载体特征进行 机构的总功能矩阵[M]…信息;

并根据式(6)分解得到路 分类,如表l所示,功能元库的分类与此类似. 径①的功能元矩阵代码.

1458 计算机辅助设计与图形学学报 2007年Step3在功能载体库中提取到功能载体的[M]m和R 信息,将功能载体模型显示在图6的 功能载体 框中,设计 人员删除不可行的功能载体. Step4.单击 组合功能载体 按钮,根据图1所示对偶向 量方向组合原则对功能载体进行组合.得到图2中路径②的 功能元矩阵代码. Step5.将路径①和②的功能元矩阵代码结合.在功能元 库中搜索得到功能元方案,显示在图6的.功能元 框中;

设 计人员将图6 功能元 框中的不可行方案进行删昧. Step6.单击 组合功能元 按钮,按照图1所示对偶向量 方向组合原则,将所求得的方案显示在图6的 方案显示 框中. Step7.设计人员在图6的 方案显示 框中根据方案的 设计要求,选出较优的递纸牙机构方案. 图6递纸牙机构方案概念设计 5结论本文提出了一种对机构概念设计便于编程运算 的功能向量编码方法,基于所开发的系统,以胶印机 中的递纸牙机构概念设计为应用,验证了该方法的 可行性和正确性.功能向量编码方法将机构以功能 向量的形式表示,功能向量包含功能矩阵和对偶功 能向量.在机构功能分解时功能矩阵起主导作用;

而在功能组合时对偶功能向量则起主导作用.功能 向量编码方法将机构以矩阵和向量的形式进行表 示,将实体转化为数据,便于实现编程运算.应用结 果表明,功能向量编码方法具有可行性,以该方法为 基础的概念设计系统提高了机构方案概念设计的自 动化程度,为设计者进行机构设计提供更快、更多的 帮助, 参考文献 [1]Sun Shouqieul,Huang Q1.Pan Yunhe Progress of research