附件C：譯文

機構(gòu)系統(tǒng)運動方案自動化設(shè)計原理與實現(xiàn)
葉志剛， 鄒慧君， 郭為忠， 胡松， 田永利， 許勇
(上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院，上海200030)
摘要:在分析了現(xiàn)有的機構(gòu)系統(tǒng)運動方案機構(gòu)組合方法的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出了采用輸入、輸出運動行為和輸入輸出約束關(guān)系三者表達機構(gòu)系統(tǒng)的運動行為知識，并給出機構(gòu)系統(tǒng)運動行為分解的樹狀結(jié)構(gòu).針對機構(gòu)系統(tǒng)具有多輸出的特點，利用機構(gòu)行為匹配和屬性傳播方法，推出其行為表示的機構(gòu)組合方案，并通過黑板填寫其中間運動行為和輸入輸出約束關(guān)系.將黑板中內(nèi)容作為輸入運動，使其他工藝動作的行為屬性向黑板中屬性內(nèi)容傳播，從而實現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計的機構(gòu)系統(tǒng)運動方案的自動化過程.為了避免機構(gòu)組合方法中搜索深度過深、容易產(chǎn)生方案組合爆炸的問題，采用有界深度優(yōu)先搜索策略的深度約束限制搜索樹的展開層數(shù).最后通過實例驗證了本文方法的可行性和求解效率.
關(guān)鍵詞:概念設(shè)計;機構(gòu)組合;黑板;工藝動作;設(shè)計自動化;有界深度優(yōu)先搜索
1、簡介
在概念設(shè)計中,機構(gòu)組合和機構(gòu)系統(tǒng)研究的對象是不同的.機構(gòu)組合仍可看成一個機構(gòu)，完成單一的工藝動作，具有單輸人、單輸出特性;機構(gòu)系統(tǒng)具有多運動輸出的特性，協(xié)調(diào)配合完成多個工藝動作，因而可以由多個輸出運動行為描述.
目前對機構(gòu)系統(tǒng)的研究很不成熟[1].文獻[2-9]中均采用設(shè)計單元法(building-block approach)對機構(gòu)系統(tǒng)運動方案的自動化生成進行了研究，這種方法只能采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。Hoove等[2]運用運動行為知識轉(zhuǎn)換規(guī)則，通過啟發(fā)式搜索進行齒輪箱的運動方案設(shè)計。梁慶華等[3]將其運動行為知識轉(zhuǎn)換規(guī)則擴展為運動行為屬性傳播表達式，通過運動行為屬性傳播、屬性繼承進行機構(gòu)組合設(shè)計，使串聯(lián)式機構(gòu)組合的自動化設(shè)計具備了可操作性和通用性，但其運動行為的貼近度計算公式中節(jié)點屬性權(quán)值采用設(shè)計樹總層數(shù)的線性函數(shù)顯然不妥.Kota等[4]基于矩陣表示的機構(gòu)組合設(shè)計方法中采用的操作約束類似于梁慶華的運動行為屬性傳播表達式，但無法進行逆向推理，且其搜索是隨機的，搜索深度無法控制，極易產(chǎn)生方案組合爆炸.唐林等[5]在其機械運動方案型綜合自動化設(shè)計中提出了機構(gòu)組合的相容性概念，即如果兩個構(gòu)件的運動形式、運動軸線和運動方向相同，便可連接在一起，并能保證運動的協(xié)調(diào)性[6].但其研究仍然著眼于單輸人、單輸出的機構(gòu)組合，并且沒有從機構(gòu)系統(tǒng)的角度考慮各機構(gòu)之間的運動配合和約束關(guān)系.Li等[7]在機構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計的研究中采用了定性啟發(fā)式搜索方法，使方案解的搜索和匹配算法具備了一定的智能性，但行為知識的表示過于單一.
機構(gòu)系統(tǒng)運動方案的自動化設(shè)計需要考慮的主要問題是:機構(gòu)系統(tǒng)各組成機構(gòu)的工藝動作之間存在相互協(xié)同協(xié)調(diào)、相互配合的關(guān)系.如果機構(gòu)系統(tǒng)中實現(xiàn)系統(tǒng)某工藝動作的機構(gòu)比較復(fù)雜，應(yīng)盡量利用系統(tǒng)中實現(xiàn)其他工藝動作的機構(gòu)的輸出運