玻璃清潔機器人結構設計-壁面清洗機器人-真空吸盤吸附式 【含8張CAD圖紙+PDF圖】
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玻璃清潔機器人結構設計任務書
一、畢業(yè)設計內容及要求
(【設計類】:包括畢業(yè)設計的目標與內容,擬采用的技術路線,達到的技術指標,參考文獻及其它要求)
設計的目標與內容:
1.清潔玻璃機械手結構方案設計,確定設計方案和傳動方案,完成相關分析、計算。
2. 繪制行清潔玻璃機械手結構裝配圖,拆畫零件圖。
3. 查閱相關文獻,提交文獻綜述,寫出前期報告,中期報告;繪制機械設計圖紙;撰寫畢業(yè)設計說明書。
擬采用的技術路線:
根據機器人的設計要求和使用工作狀況,對比分析現(xiàn)有傳動方案,確定本設計的傳動形式;根據機械設計理論,確定動力傳動方式,并利用AutoCAD完成主要零部件的繪制。
達到的技術指標:
1. 傳動方案合理,結構簡單緊湊,布局合理;
2. 清潔干凈,能源清潔,吸附力強;
3. 制造成本低,便于安裝和維護。
參考文獻:
[1] 鄭文緯,吳克堅.機械原理.7版.北京:高等教育出版社,1997
[2] 申永勝.機械原理教程.2版.北京:清華大學出版社,2005
[3] 張策.機械原理與機械設計:上冊.2版.北京:機械工業(yè)出版社,2011
[4] 張策.機械原理與機械設計:下冊.2版.北京:機械工業(yè)出版社,2011
[5] 成大先.機械設計手冊.5版.北京:化學工業(yè)出版社,2008
[6] 吳振彪.工業(yè)機器人.武漢:華中理工大學出版社,1997
[7] 羅志增.機器人感覺與多信息融合.北京:機械工業(yè)出版社,2002
[8] 費仁元.機械人機械設計和分析.北京:北京工業(yè)大學出版社,1998
[9] 薩哈[印].機器人導論.北京:機械工業(yè)出版社,2010
[10] 徐德.機器人視覺測量與控制.北京:國防工業(yè)出版社,2011
[11] 路甬祥.液壓氣動技術手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002
[12] 吳衛(wèi)榮.氣動技術[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2005
[13] Deppert Werner,Stoll Kurt.Pneumatic Control[M].Rechbergstr:FESTO AG&Co.,1975
[14] 閆繼厚.氣動控制工程[M].北京:中國鐵道出版社,1984
[15] 徐炳輝.氣動手冊[M].上海:上??茖W技術出版社,2005
編號:
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目: 玻璃清潔機器人
結構設計
院 (系):
專 業(yè):
學生姓名:
學 號:
指導教師單位:
姓 名:
職 稱:
題目類型:¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā)
開題報告填寫要求
?
1.開題報告作為畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下,由學生在畢業(yè)設計(論文)工作前期內完成,經指導教師簽署意見審查后生效。
?2.開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫,或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式打印,禁止打印在其它紙上后剪貼,完成后應及時交給指導教師簽署意見。
?3.學生查閱資料的參考文獻應在5篇及以上(不包括辭典、手冊),開題報告的字數(shù)要在1000字以上。
?4.有關年月日等日期的填寫,應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
?5.“指導教師(簽字)”日期填寫成在2012年12月27日~ 31日之間的某個日期;“開題小組組長(簽字)”日期填寫成在2013年1月4日~9日之間的某個日期。
1.畢業(yè)設計的主要內容、重點和難點等
一、 內容:
高層建筑中,玻璃幕墻受業(yè)主和建筑師的青睞。 但是,令人煩惱的玻璃清潔問題也隨之而來。風格迥異、 造型獨特的建筑物對玻璃幕墻清清的要求愈來愈高,傳統(tǒng)方式 人工吊板、吊籃從技術層面匕已經無法滿足造型復雜、多變、個 性化的建筑的清洗需要。建筑物造型的多樣化,決定了清潔作 業(yè)的復雜性和網難程度。現(xiàn)在的墻壁清洗機器人一般是吸附式的,容易受到壁面材料和平整度的影響,存在吸盤漏氣和承載能力差等缺點。本設計以玻璃清機器人為載體,完成一種新型的墻壁清洗機器人設計。進一步提升專業(yè)技能,為踏上工作崗位做好準備。本設計的主要任務有一下幾點:
1、收集關于玻璃清機器人產品的相關知識,了解現(xiàn)有玻璃清機器人產品的結構;
2、熟悉玻璃清機器人的工作原理及過程;
3、查閱相關資料,熟悉機械產品設計、機械設計基礎、機械零件的加工工藝、工程力學、工程制圖等與本畢業(yè)設計課題相關的知識;
4、熟練掌握計算機輔助設計軟件;
5、對玻璃清機器人設計方案進行詳細規(guī)劃及分析,反復對方案進行論證,逐步進行修改及優(yōu)化;
6、完成玻璃清機器人的結構設計;
7、完成玻璃清機器人相關機構的各種參數(shù)計算和分析;
8、完成玻璃清機器人相關零件材料的選用及其工藝分析;
9、完成玻璃清機器人產品零件及裝配部件的3D和2D工程圖的繪制;
10、完成零件拆、裝過程及運動仿真視頻動畫的制作;
二、 重點:
收集關于玻璃清機器人產品的相關知識,了解現(xiàn)有關玻璃清機器人產品的結構;熟悉玻璃清機器人的工作原理及過程;對玻璃清機器人設計方案進行詳細規(guī)劃及分析,反復對方案進行論證,逐步進行修改及優(yōu)化。
三、 難點:
玻璃清機器人相關機構的各種參數(shù)計算和分析;零件拆、裝過程及運動仿真視頻動畫的制作;玻璃清機器人的結構設計;玻璃清機器人相關零件材料的選用及其工藝分析。
2.準備情況(查閱的文獻資料及調研情況、現(xiàn)有設備、實驗條件等)
一、調研情況:
各國的擦玻璃機器人基本都是專為某棟大樓而設計,即在建樓之初就要預設軌道,這無疑增加建樓成本和影響美觀;或則機器人非常笨重,移動速度很慢,且容易掉下來。從公開的資料來看,擦玻璃機器人在全世界都沒有很成熟通用的產品,無疑為本次設計提供了廣闊的設計空間和用戶市場。
二、現(xiàn)有設備:
硬件設備:電腦、軟件設備、Pro/E 5.0、autocad2004
三、試驗條件:
電腦機房
四、查閱文獻資料:
[1] 熊有倫.機器人技術基礎[M].武漢:華中理工大學出版社,2000
[2] 孟繁華.機器人應用技術[M].哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學出版社,2000
[3] 陳超超.輪式移動機器人避障的研究[D].秦皇島:燕山大學,2004
[4] 魏曉濤.AGV移動機構控制研究[D].哈爾濱: 哈爾濱工程大學,2003
[5] 陳衛(wèi)平.全區(qū)域覆蓋自主移動機器人路徑規(guī)劃與避障的研究[D].南京:南京理工大學,2004.
[6] 常迎梅,侯國棟. 雙動力臂爬壁機器人吸附系統(tǒng)設計[J].機械研究與應用.2010年 05期?
[7] 何雪明. 真空吸附式爬壁機器人設計[J]. 西北輕工業(yè)學院學報.2000年04期.
[8] 趙興飛,周憶. 氣驅爬壁機器人設計與計算[J]. 機床與液壓.2003年06期
[9] 韓建海,章?。?真空吸盤的設計及應用[J]. 機床與液壓.2000年03期.
[10] Robert J Schilling. Fundamentals of Robotics-Analysis and Control[M] .New Jersey: Prentice Hall, 2000
3、實施方案、進度實施計劃及預期提交的畢業(yè)設計資料
一、實施方案:
玻璃清潔機器人結構設計--- 設計玻璃清潔機器人設計整套圖紙;機構能實現(xiàn)在玻璃上行走;機構能實現(xiàn)在玻璃上轉向和自動避障功能;機構能實現(xiàn)在玻璃上自動清潔功能;機構自重不大于2kg,每小時清掃量不小于10平米。
二、進度計劃:
1、2012年12月17日—2013年3月1日:
完成開題報告的撰寫
2、2013年3月2日—2013年3月15日:
獨立完成與課題相關,不少于四萬字符的指定英文資料翻譯
3、2013年3月16日—2013年4月1日:
完成包括任務書所給的各種參考書的閱讀
4、2013年4月2日—2013年4月3日:
完成中期檢查表的填寫
5、2013年4月4日—2013年4月6日:
在設計之前必須對方案進行詳細的規(guī)劃及分析
6、2013年4月7日—2013年4月9日:
設計能實現(xiàn)在玻璃上轉向和自動避障功能的機構
7、2013年4月10日—2013年4月11日:
設計能實現(xiàn)在玻璃上行走的機構
8、2013年4月12日—2013年4月15日:
反復對方案進行論證,逐步進行修改及優(yōu)化
9、2013年4月16日—2013年4月20日:
完成玻璃清機器人的結構設計
10、2013年4月21日—2013年4月30日:
完成玻璃清機器人相關機構的各種參數(shù)計算和分析
11、2013年5月1日—2013年5月3日:
完成材料的選用及其工藝分析
12、2013年5月4日—2013年5月9日:
完成玻璃清機器人產品零件及裝配部件的3D工程圖的繪制
13、2013年5月10日—2013年5月13日:
完成玻璃清機器人產品零件及裝配部件的2D工程圖的繪制
14、2013年5月14日—2013年5月15日:
完成零件拆、裝過程及運動仿真視頻動畫的制作
15、2013年5月16日—2013年5月23日:
完成二萬字左右的畢業(yè)設計說明書
16、2013年5月23日-2013年月26日:
完成答辯PPT課件的制作;
三、預期提交的畢業(yè)設計資料:
1、畢業(yè)設計說明書:
二萬字左右的畢業(yè)設計說明書、包括詳細的300-500個單詞的英文摘要
2、英文資料翻譯論文:
與課題相關,不少于四萬字符的指定英文資料翻譯
3、A0圖紙3張:
其中包含兩張A3以上的計算機繪圖圖紙,包含兩張A3以上計算機繪圖圖紙;
4、視頻動畫:
零件拆、裝過程及運動仿真視頻動畫
指導教師意見
指導教師(簽字):
2012年12月 日
開題小組意見
開題小組組長(簽字):
2013年1 月 日
院(系、部)意見
主管院長(系、部主任)簽字:
2013年1月 日
玻璃清潔機器人結構設計
摘 要
本文首先對玻璃清潔機器人這個課題的來源、目的及意義進行了闡述,簡單介紹了國內外玻璃清潔機器人的發(fā)展情況,對玻璃清潔機器人的幾種不同的移動方式及吸附方式進行了比較,最后采用了多吸盤的框架式結構,具有結構簡單、操作方便等優(yōu)點。接著對玻璃清潔機器人的總體方案進行了設計,設計了行走機構以及轉向機構,通過平動氣缸與腿部氣缸來實現(xiàn)機器人的移動,并且通過對玻璃吸附可靠性的分析選擇了吸盤、吸盤支座及快擰接頭等部件,還對其它的氣動元件進行了選型,并且繪制了氣壓系統(tǒng)圖。
關鍵詞:玻璃清潔機器人; 多吸盤的框架式結構; 行走機構; 轉向機構;
ABSTRACT
This paper on the glass cleaning robot source, purpose and significance of the topic, introduces the development situation of glass cleaning robots at home and abroad, several different mobile ways of glass cleaning robot and adsorption methods were compared, and finally adopted more suction cup frame type structure, has the advantages of simple structure, convenient operation. Then for glass cleaning robot design, the overall scheme of the walking mechanism and steering mechanism design, through the translation of cylinder and the leg cylinder to realize the movement of the robot, and through the analysis of the surface adsorption reliability choose chuck, chuck support and quick screw connector components, such as also for other pneumatic components selection, and map the pneumatic system.
Keywords: glass cleaning robot; Suction cup frame type structure; Walking agencies; Steering mechanism;
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 爬壁機器人 1
1.2 課題的目的與意義 2
1.3 國內外玻璃清潔機器人的研究現(xiàn)狀 2
1.4 課題主要內容及技術參數(shù) 4
1.5 本章小結 4
2 玻璃清潔機器人的方案確認 5
2.1 玻璃清潔機器人的組成 5
2.2 玻璃清潔機器人的方案確認 6
2.3 本章小結 6
3 玻璃清潔機器人的總體設計 7
3.1 行走機構的設計 7
3.1.1 平動氣缸的設計與校核 7
3.1.2腿部氣缸的設計與校核 12
3.3 轉向機構的設計 14
3.2.1 步進電機的選型 14
3.2.2 蝸輪蝸桿的設計與校核 15
3.3 吸附裝置的選取 18
3.3.1 吸附可靠性分析 18
3.3.2 吸附裝置的選取 20
3.4 玻璃清潔機器人的框架以及吸盤安裝板的設計 22
3.4.1 下框架的設計 22
3.4.2 上框架的設計 23
3.4.3 中間旋轉板的設計 24
3.4.4 吸盤安裝板的設計 24
3.5 控制閥及其它氣動元件的選取 25
3.5.1氣源處理組件的選取 25
3.5.2 方向控制閥的選取 25
3.5.3 單向節(jié)流閥的選取 26
3.5.4 真空安全閥的選取 27
3.5.5 分氣塊的選取 27
3.5.6 氣電壓力轉換器的選取 27
3.5.7 真空發(fā)生器的選取 28
3.6氣動原理圖的設計 28
3.7 本章小結 29
結論 29
參考文獻 30
致 謝 31
III
1
世界最新機械設計理念
來源:中國科技期刊
摘要:根據目前國內外設計學者進行機械產品設計時的主要思維特點,將產品方案的設計方法概括為系統(tǒng)化、結構模塊化、基于產品特征知識和智能。這幾種方法的特點及其相互間的有機聯(lián)系,提出產品方案設計計算機實現(xiàn)的努力方向。
關鍵詞:機械產品方案設計方法發(fā)展趨勢
設計文件是將語義設計網作為設計工具,在其開發(fā)的活性語義設計網ASK中,采用結點和線條組成的網絡描述設計,結點表示元件化的單元(如設計任務、功能、構件或加工設備等),線條用以調整和定義結點間不同的語義關系,由此為設計過程中的所有活動和結果預先建立模型,使早期設計要求的定義到每一個結構的具體描述均可由關系間的定義表達,實現(xiàn)了計算機輔助設計過程由抽象到具體的飛躍。
系統(tǒng)化設計方法
系統(tǒng)化設計方法的主要特點是:將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統(tǒng),每個設計要素具有獨立性,各個要素間存在著有機的聯(lián)系,并具有層次性,所有的設計要素結合后,即可實現(xiàn)設計系統(tǒng)所需完成的任務。
系統(tǒng)化設計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出,他們以系統(tǒng)理論為基礎,制訂了設計的一般模式,倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設計思想的基礎上,制訂出標準VDI2221技術系統(tǒng)和產品的開發(fā)設計方法。
1. 將用戶需求作為產品功能特征構思、結構設計和零件設計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎,從產品開發(fā)的宏觀過程出發(fā),利用質量功能布置方法,系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉換為產品開發(fā)各階段的技術目標和作業(yè)控制規(guī)程的方法。
2. 將產品看作有機體層次上的生命系統(tǒng),并借助于生命系統(tǒng)理論,把產品的設計過程劃分成功能需求層次、實現(xiàn)功能要求的概念層次和產品的具體設計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產品的功能要求,形成產品功能系統(tǒng)結構。
3. 將機械設計中系統(tǒng)科學的應用歸納為兩個基本問題:一是把要設計的產品作為一個系統(tǒng)處理,最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關系;二是將產品設計過程看成一個系統(tǒng),根據設計目標,正確、合理地確定設計中各個方面的工作和各個不同的設計階段。
由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同,進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設計方法。
4. 設計元素法
用五個設計元素(功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數(shù))描述“產品解”,認為一個產品的五個設計元素值確定之后,產品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設計學者采用了類似方法描述產品的原理解。
5. 圖形建模法
研制的“設計分析和引導系統(tǒng)”KALEIT,用層次清楚的圖形描述出產品的功能結構及其相關的抽象信息,實現(xiàn)了系統(tǒng)結構、功能關系的圖形化建模,以及功能層之間的聯(lián)接。
將設計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面,利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內容豐富的語義模型結構、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現(xiàn)關系間的任意結合等特點,將設計方法解與信息技術進行集成,實現(xiàn)了設計過程中不同抽象層間信息關系的圖形化建模。
6. “構思”—“設計”法
將產品的方案設計分成“構思”和“設計”兩個階段?!皹嬎肌彪A段的任務是尋求、選擇和組合滿足設計任務要求的原理解?!霸O計”階段的工作則是具體實現(xiàn)構思階段的原理解。
將方案的“構思”具體描述為:根據合適的功能結構,尋求滿足設計任務要求的原理解。即功能結構中的分功能由“結構元素”實現(xiàn),并將“結構元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”,“功能載體”和“結構元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設計”是根據功能示意圖,先定性地描述所有的“功能載體”和“結構元素”,再定量地描述所有“結構元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置,得到結構示意圖。Roper,H.利用圖論理論,借助于由他定義的“總設計單元(GE)”、“結構元素(KE)”、“功能結構元素(FKE)”、“聯(lián)接結構元素(VKE)”、“結構零件(KT)”、“結構元素零件(KET)”等概念,以及描述結構元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關系的若干種簡圖,把設計專家憑直覺設計的方法做了形式化的描述,形成了有效地應用現(xiàn)有知識的方法,并將其應用于“構思”和“設計”階段。
7. 鍵合圖法
將組成系統(tǒng)元件的功能分成產生能量、消耗能量、轉變能量形式、傳遞能量等各種類型,并借用鍵合圖表達元件的功能解,希望將基于功能的模型與鍵合圖結合,實現(xiàn)功能結構的自動生成和功能結構與鍵合圖之間的自動轉換,尋求由鍵合圖產生多個設計方案的方法。
提倡在產品功能分析的基礎上,將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構,通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件,甚至是一個系統(tǒng)。
本結構應該具有標準化的接口(聯(lián)接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化,具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術,將變形設計與組合設計相結合,根據分級模塊化原理,將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級,并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊,再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具,提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排,形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息,非常有利于設計工程師選擇解元素。
網絡技術的蓬勃發(fā)展,異地協(xié)同設計與制造,以及從用戶對產品的功能需求→設計→加工→裝配→成品這一并行工程的實現(xiàn)成為可能。但是,達到這些目標的重要前提條件之一,就是實現(xiàn)產品方案設計效果的三維可視化。為此,不僅三維圖形軟件、智能化設計軟件愈來愈多地應用于產品的方案設計中,虛擬現(xiàn)實技術以及多媒體、超媒體工具也在產品的方案設計中初露鋒芒。目前,德國等發(fā)達國家正著力于研究超媒體技術、產品數(shù)據交換標準STEP,以及標準虛擬現(xiàn)實造型語言上基于虛擬環(huán)境的標準交換格式)在產品設計中的應用。
機械產品的方案設計正朝著計算機輔助實現(xiàn)、智能化設計和滿足異地協(xié)同設計制造需求的方向邁進,由于產品方案設計計算機實現(xiàn)方法的研究起步較晚,目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設計工具軟件。作者認為,綜合運用文中四種類型設計方法是達到這一目標有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領域較多,不僅與機械設計的領域知識有關,而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網絡技術等各方面的領域知識,但仍然是產品方案設計必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效,我國設計學者也已意識到CAD技術與國際交流合作的重要性,及其應當采取的措施。
基于產品特征知識設計方法的主要特點是:用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗,建立相應的知識庫及推理機,再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現(xiàn)計算機輔助產品的方案設計。
機械系統(tǒng)的方案設計主要是依據產品所具有的特征,以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策,完成機構的型、數(shù)綜合。欲實現(xiàn)這一階段的計算機輔助設計,必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調、管理和使用。為此,國內外設計學者針對機械系統(tǒng)方案設計知識的自動化處理做了大量的研究工作,采用的方法可歸納為下述幾種。
The worlds Latest Mechanical Design Conceptssource:China Science and Technology JournalAbstract:According to scholars at home and abroad to carry out mechanicaldesign product design features of the main ideas, product design method of theprogramsummarizedassystematic,modularstructure,basedonproductcharacteristics of knowledge and wisdom. The characteristics of these methods andtheir organic connection between them and put forward to achieve the computerproduct design direction.Key words: Mechanical Product Design MethodDevelopment Trends Design documents will be Semantic Web as a design tool inthe design of its Semantic Web activity of the development of ASK, using nodes andlines to describe the design a network, nodes that components of the cell (such asdesign tasks, functions, components or processing equipment, etc. ), used to adjust thelines and definitions between nodes of different semantic relations, thus the designprocess all the activities and results of pre-built models so that the definition of theearly design requirements to the specific description of each structure can be definedby the relationship between the expression, achieved a computer-aided design process,the leap from the abstract to the concrete.Asystematic design methodThe main features of a systematic design method are: the design as designed by anumber of elements of a system, the independence of each design elements, eachelement of an organic link between the existence of, and is layered, with all the designelements , you can design systems to achieve the required task.Systematic design idea in the 70s by the German scholar Professor Pahl andBeitz, the system based on the theory they developed a general pattern of the design,advocacy design work should have organized. German Engineers Association, on thebasis of this design concept to develop a standard VDI2221 technology systems andproduct development design methods.1.The user needs functional characteristics as a product concept, structuredesign and part design, process planning, job control, etc. based on the macro fromthe product development process of starting the use of quality function deploymentmethod and system to user demand information reasonably and efficiently convertedto the various stages of product development, technical goals and operational controlprocedures method.2.The level of the product life of the organism as a system, and means ofliving systems theory, the product design process can be divided into successfulhierarchy of needs to achieve the functional requirements of the conceptual level andproduct level of the specific design. At the same time life-support systems used toexpress the abstract icons of the product functional requirements, system structureformation of product features.3.The mechanical design of the application of systems science into two basicquestions: First, to be designed as a system dealing with the products, the best way todetermine its component parts (modules) and their mutual relations1; is the productdesign process as a system, according to design objectives, a correct and reasonablydetermine the various aspects of the design work and various design stage.Because each designers point of research questions and to consider the questionof emphasis, to design a specific research methods used is also different. Here aresome representative of the systematic design methods.4.Design Element MethodWith the five design elements (functions, effects, effects vector, shape, elements,and surface parameters) describe the product solutions that a product to determinethe value of the five design elements, the product of all the features and characteristicsof the value of i.e. determined. Scholars in China have adopted similar methodsdesigned to describe the products original understanding.5.Graphic modeling methodAnd developed a design analysis and guidance systems KALEIT, with thelevel of clear graphic description of a products functional structure and its associatedabstract information, to the system structure and function relationship of graphicalmodeling, and functional connection between the layers 2.Assistance will be designed to be divided into two aspects of methodology andexchange of information using the Nijssen Information Analysis Method can be usedgraphic symbols, with a rich semantic model structure, can be described as integrationconditions, can be divided into types of constraints can be achieved in relationsbetween any combination of characteristics , the design method to solve integrationand information technology to realize the design process of information betweendifferent abstraction layers between the graphical modeling.6.Concept - Design methodProducts design is divided into concept and design in two stages. Conceptphase of the task is to find, choose and mix to meet the requirements of the originalunderstanding of design tasks. Design stage of work is a concrete realization of theoriginal understanding of the conceptual stage.Of the programs idea of specific described as: In accordance with theappropriate functional structure, seeking to meet the design requirements of theoriginal understanding of the task. The functional structure of the sub-function isperformed by the structural elements to achieve, and structural elements of thephysical connection between the definition of a feature vector, feature vector andstructural elements further the interaction between the formation of the functionaldiagram ( mechanical diagram). The program design is based on functional diagram,the first qualitative description of all of the feature vector and structural elements,and then quantitatively describe all the structural elements and the connection parts( feature vectors), the shape and location to be structure diagram3. Roper, H. usinggraph theory, by means of which he defines as the total design unit (GE), structuralelements (KE), functional structural elements (FKE), connect structural elements(VKE), Structural Parts (KT), structure element part (KET) concepts, as well asdescribe the structure element size, location, and transmission parameters of theinteractions between a number of kinds of schematics, the intuitive designprofessionals have done a formal design method a description of the formation of aneffective application of existing knowledge, methods, and applied to ideas anddesign stage.7.Bond Graph MethodFunction of the composition of system components will be divided into produceenergy, consumed energy, changing energy forms, such as various types of energytransfer, and to use bond graphs to express the function component solution, hoping tofunction-based model and bond graph combine to achieve functional structure theautomatic generation and functional structure with the bond graph automaticconversion between the search for bond graph generated by a number of designmethods.To promote the product on the basis of functional analysis, the product has somefeatures broken down into one or several modular basic structure, by selection andcombination of the basic structure of these modular form into different products.These basic structures can be parts, components, or even a system.The structure should have a standardized interface (connection and co-operationdepartment),andisserialized,universal,integrated,hierarchical,agile,economic-oriented, with interchangeability, compatibility and relevance. Chinascombination of software component technology and CAD technology, variant designcombined with the modular design, according to modular principle of classification,will be divided into descending Machining Center Machine Tool product level,component level, component level and component level, and use expert knowledgeand CAD technology to combine them into different species, different specificationsof functional blocks, and then by the combination of these functions into differentmodules of the overall program processing center.To design a directory as an alternative variation of the mechanical structure ofthe tool, the solution proposed by the design elements of a complete, structured layout,the formation of the solution set design catalogs. And in the solution set designed tocomment on each one listed in the directory solution additional information, is verybeneficial to design engineers select solution elements.The vigorous development of network technology, collaborative design andmanufacturing, as well as the product from the users functional requirements design processing assembly finished product of this realization of concurrentengineering possible. However, an important prerequisite to achieve these goals oneof the conditions is to realize the effect of product design three-dimensionalvisualization. To this end, three-dimensional graphics software, more and moreintelligent design software programs used in the product design, virtual realitytechnology and multimedia, hypermedia tools for product design is also its first debut.At present, Germany and other developed countries are focused on researchhypermedia technology, product data exchange standard STEP, as well as standardvirtual reality modeling language based on a standard exchange format for virtualenvironments) in the product design applications.Mechanical product design is moving in computer-aided realization of intelligentdesign and to meet the needs of distributed collaborative design and manufacture ofdirection, due to the computer product design Study on the implementation startedlate, not yet mature, to achieve the above objectives program design tools4. Authorbelieves that the integrated use of paper, four types of design method is an effectiveway to achieve this goal. Although the integrated use of these methods are moreinvolved in the field, not only with the mechanical design of the field-relatedknowledge, but also to the systems engineering theory, artificial intelligence theory,computer hardware and software engineering, network technology areas such asdomain knowledge, it is still product design must be working for. Abroad in researchin this area has achieved initial success, our scholars have been aware of CAD designtechnology and the importance of international exchange and cooperation, and itsmeasures to be taken.Feature-based design methodology of knowledge The main features are: using acomputer can identify the language to describe the characteristics of the product andits design experts in the field of knowledge and experience to establish the appropriateknowledge base and inference engine, re-use of stored domain knowledge and theestablishment of the inference mechanism to bring computer-aided product design.The mechanical system design is mainly based on the characteristics of a product,and design experts in the field of knowledge and experience to push volume anddecision-making, the completion of body type, the number of synthesis. To achievethis stage of computer-aided design, must study the automatic acquisition ofknowledge, expression, integration, coordination, management and use. To this end,the design and scholars at home and abroad program for the mechanical systemdesign knowledge of the automated processing done a lot of research work, theapproach can be summarized into the following several.
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