40、机械设计与测试技术研究

机械设计与测试技术研究

机械机构设计与编码

现有研究基础

在机械设计领域，众多学者开展了相关研究。Yiling Y等人基于机构组成原理建立了基本连杆组的数学模型，给出了多连杆机构的设计算法，并借助图形仿真技术实现了平面连杆机构的快速设计与修改。Koza等人通过对76种机构方案的研究，提出了构造性遗传编程的概念，用树编码表示机构，逐步演化出满足设计要求的复杂机构。Lipson将遗传编程方法应用于二维机构的智能设计，提出了自上而下和自下而上两种树结构编码表示方法，可系统探索具有一定自由度的机构创新。Hong用遗传编程的机构编码方法表示铰链机构和滑块机构，定义了组件间的连接规则，建立了可扩展的机构库。Xiping提出了基于矩阵存储形式的农业机械机构轨迹设计中运动链图的自动生成方法。

运动机构编码设计

运动机构的编码设计原则面向三种用途：方便设计师手动编码并创建案例库；根据设计师绘制的数字运动草图自动生成机构代码；根据设计师给定的输入输出条件，搜索、组合编码后的机构库并绘制机构图。

运动机构的网络模型

参考电子电路设计中的运动特性，围绕机构运动的传输路线对机构进行重组，形成树或网状结构，在保持机构运动基本特性的同时兼顾直观的视觉特性。以平面连杆机构为例，其主要设计元素的表达方法如下：
1. 固定构件 ：不参与运动的参考组件，如地面和机架，在网络模型中表示为固定节点，用数字“0”标识，与其他构件节点的运动副关系用实线连接。
2. 运动构件 ：与固定构件有相对运动且具有传递运动功能的构件，在机构网络模型中表示为节点。