一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，包括步驟：根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建零件類型表，并比較初始和變更后的零件類型表，識(shí)別出零件實(shí)例變更；根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建約束關(guān)系表，并比較初始和變更后的約束關(guān)系表，完成約束關(guān)系變更識(shí)別；輸出零件實(shí)例及約束關(guān)系變更識(shí)別結(jié)果。采用本發(fā)明的方法可快速識(shí)別五連桿機(jī)構(gòu)模型變更，并推廣至其他機(jī)械系統(tǒng)的模型變更識(shí)別，根據(jù)該方法得到的模型變更結(jié)果信息，可增量式傳播至其他設(shè)計(jì)平臺(tái)，而無(wú)需傳播整個(gè)模型，降低了信息傳輸負(fù)擔(dān)，提高了傳輸效率。
【專利說(shuō)明】一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種在機(jī)械結(jié)構(gòu)模型可訪問(wèn)的基礎(chǔ)上， 一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 平面五連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用十分廣泛，在設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員根據(jù)不斷變 動(dòng)的需求對(duì)設(shè)計(jì)模型施加各種設(shè)計(jì)改變，直至設(shè)計(jì)需求得到滿足為止。每一次設(shè)計(jì)改變都 將導(dǎo)致設(shè)計(jì)模型發(fā)生一定的變更，這種設(shè)計(jì)模型的變更隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的推進(jìn)而不斷發(fā)生。
[0003] 機(jī)械模型變更的識(shí)別，在模型的增量更新及模型的一致性檢測(cè)等方面起著重要作 用。由于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)依賴相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)信息，五連桿結(jié)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)模型變更信息需 傳播至控制平臺(tái)，以維護(hù)模型的一致性。然而，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)模型變更識(shí)別的支持還不 夠完善，很多識(shí)別工作仍需要人工完成，增加了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，錯(cuò)誤率高且效率低下。更 為重要的是，不能保證模型變更傳播的自動(dòng)性和實(shí)時(shí)性?，F(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)工具僅能通過(guò)操 作歷史來(lái)獲得模型變更，不能直接由模型數(shù)據(jù)獲得模型變更。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，直接由模型數(shù)據(jù)獲得模型變 更，完成五連桿機(jī)構(gòu)模型變更的識(shí)別。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，包括步驟：
[0007] 步驟1、根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建零件類型表，并比較初始和變更 后的零件類型表，識(shí)別出零件實(shí)例變更；
[0008] 步驟2、根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建約束關(guān)系表，并比較初始和變更 后的約束關(guān)系表，完成約束關(guān)系變更識(shí)別；
[0009] 步驟3、輸出零件實(shí)例及約束關(guān)系變更識(shí)別結(jié)果。
[0010] 本發(fā)明所述步驟1包括步驟：
[0011] 步驟1. 1、為五連桿機(jī)構(gòu)的每個(gè)零件實(shí)例構(gòu)建零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將零件實(shí)例的 零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)填入零件類型表中構(gòu)建初始五連桿機(jī)構(gòu)的零件類型表T，表中每個(gè)零件 屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"不變"；
[0012] 步驟1. 2、為變更后的五連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)建零件類型表T'，表中每個(gè)零件屬性數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"未知"；
[0013] 步驟1.3、比較零件類型表T與T'，對(duì)于僅存在于T'中的零件類型，將其對(duì)應(yīng)的 零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)均設(shè)為"新添加"，對(duì)于僅存在于T中的零件類型，將其對(duì)應(yīng)的零 件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)均設(shè)為"刪除"；
[0014] 步驟1.4、通過(guò)比對(duì)類型表T和T'，對(duì)于既存在于T，也存在與T'中的零件類型 列，以T中該列對(duì)應(yīng)零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針屬性為查詢條件，獲取T'中相應(yīng)列中是否存 在指針屬性相同的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于T'相應(yīng)列中從未被查詢命中的零件屬性數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)設(shè)為"新添加"；
[0015] 步驟1. 5、通過(guò)檢測(cè)類型表T和T'中均存在的零件類型的類型參數(shù)是否改變來(lái)獲 得零件類型參數(shù)變更信息，若有變更，將其對(duì)應(yīng)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)設(shè)為"改變"；
[0016] 步驟1. 6、通過(guò)檢測(cè)類型表T'中零件實(shí)例參數(shù)是否改變來(lái)獲得零件實(shí)例參數(shù)變 更信息，對(duì)表T'中所有狀態(tài)仍為"未知"的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，若零件實(shí)例參數(shù)改變，將相 應(yīng)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"改變"；
[0017] 步驟1. 7、為狀態(tài)為"新添加"的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成標(biāo)識(shí)符屬性；
[0018] 步驟1. 8、輸出零件實(shí)例變更的識(shí)別結(jié)果。
[0019] 本發(fā)明所述步驟2包括步驟：
[0020] 步驟2. 1、構(gòu)建初始五連桿機(jī)構(gòu)的關(guān)系表RT，以零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為列名，以標(biāo)識(shí) 符屬性值為次序，建立關(guān)系表RT，為每個(gè)約束實(shí)例構(gòu)建屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將約束屬性數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)填入關(guān)系表RT中，其對(duì)應(yīng)的行為約束實(shí)例中被約束的源零件實(shí)例的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 其對(duì)應(yīng)的列為約束實(shí)例中被約束的目標(biāo)零件實(shí)例的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
[0021] 步驟2. 2、為變更后的五連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)建關(guān)系表RT';
[0022] 步驟2. 3、比較關(guān)系表RT與RT'，對(duì)于RT'中狀態(tài)為"新添加"的列零件屬性數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，其對(duì)應(yīng)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"新添加"，對(duì)于僅存在于RT中的列，其對(duì)應(yīng) 的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"刪除"，通過(guò)比對(duì)RT與RT'中相同位置約束實(shí)例的指針， 可獲取其他狀態(tài)為"新添加"和"刪除"的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)；
[0023] 步驟2. 4、檢測(cè)約束實(shí)例的類型參數(shù)變化，如存在改變，則對(duì)應(yīng)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"改變"；
[0024] 步驟2. 5、檢測(cè)約束實(shí)例的參數(shù)變化，如存在改變，則對(duì)應(yīng)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 狀態(tài)設(shè)為"改變"；
[0025] 步驟2. 6、為狀態(tài)為"新添加"的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成標(biāo)識(shí)符屬性；
[0026] 步驟2. 7、輸出約束實(shí)例變更識(shí)別結(jié)果。
[0027] 本發(fā)明提出的一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，首先設(shè)計(jì)零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 構(gòu)建零件類型表。此外，應(yīng)定義相應(yīng)的狀態(tài)信息描述機(jī)械零件發(fā)生何種變更。在設(shè)計(jì)變更 后的機(jī)械零件類型表中，新出現(xiàn)的零件類型所對(duì)應(yīng)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀體均為"新加 入"。對(duì)于已有的零件類型，可通過(guò)查表找出新的零件實(shí)例及被刪除的零件實(shí)例。對(duì)于非新 生成的零件實(shí)例，其變更只能是零件類型參數(shù)變化或零件實(shí)例參數(shù)變化。因此，可對(duì)比該兩 類參數(shù)來(lái)確定該零件是否發(fā)生變更。最后基于零件的變更，可構(gòu)造關(guān)系表，識(shí)別出轉(zhuǎn)動(dòng)約束 關(guān)系的變更。該方法可快速識(shí)別五連桿機(jī)構(gòu)模型變更，并推廣至其他機(jī)械系統(tǒng)的模型變更 識(shí)別。根據(jù)該方法得到的模型變更結(jié)果信息，可增量式傳播至其他設(shè)計(jì)平臺(tái)，而無(wú)需傳播整 個(gè)模型，降低了信息傳輸負(fù)擔(dān)，提高了傳輸效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例五連桿機(jī)構(gòu)初始結(jié)構(gòu)；
[0029] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例五連桿裝配體樹(shù)形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖3為本發(fā)明零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
[0031] 圖4為本發(fā)明變更后五連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)；
[0032] 圖5為本發(fā)明約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
[0033] 圖6為本發(fā)明五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例不構(gòu)成 對(duì)本發(fā)明的限定。
[0035] 五連桿機(jī)構(gòu)主要由五個(gè)連桿組成，如圖1所示，連桿1-5通過(guò)軸相連，表示連桿之 間的轉(zhuǎn)動(dòng)約束關(guān)系。五個(gè)連桿分別屬于五種不同的連桿零件類型，軸的零件類型相同。因 此，每種連桿零件類型有一個(gè)零件實(shí)例（對(duì)應(yīng)一個(gè)連桿），軸零件類型對(duì)應(yīng)五個(gè)零件實(shí)例 (對(duì)應(yīng)五個(gè)軸）。五連桿機(jī)構(gòu)僅包含一種約束類型，即轉(zhuǎn)動(dòng)約束類型，對(duì)應(yīng)五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)約束實(shí) 例。五連桿機(jī)構(gòu)的裝配體結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中箭頭表示轉(zhuǎn)動(dòng)約束所作用的零件實(shí)例。
[0036] 五連桿機(jī)構(gòu)的變更識(shí)別需分別識(shí)別零件實(shí)例的變更和轉(zhuǎn)動(dòng)約束實(shí)例的變更。如圖 6所示，本實(shí)施例一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，包括如下步驟：
[0037] S1、根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建零件類型表，并比較初始和變更后 的零件類型表，識(shí)別出零件實(shí)例變更；
[0038] S2、根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建約束關(guān)系表，并比較初始和變更后 的約束關(guān)系表，完成約束關(guān)系變更識(shí)別；
[0039] S3、輸出零件實(shí)例及約束關(guān)系變更識(shí)別結(jié)果。
[0040] 以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)零件變更識(shí)別和轉(zhuǎn)動(dòng)約束關(guān)系變更識(shí)別進(jìn)行說(shuō)明。
[0041] 實(shí)施例一，對(duì)于零件實(shí)例的變更，設(shè)計(jì)人員可修改機(jī)構(gòu)的零件屬性，包括由零件類 型屬性列表和零件實(shí)例屬性列表中列出的屬性，或更換新的零件。如在圖4中，連桿1被替 換。
[0042] 零件變更識(shí)別的方法包括如下步驟：
[0043] 步驟一：構(gòu)建初始裝配體的零件類型表。
[0044] 對(duì)于零件實(shí)例的變更，由于變更識(shí)別需記錄初始的零件屬性信息，零件屬性信息 包括零件實(shí)例屬性和零件類型屬性。作為模型變更識(shí)別的依據(jù)，首先需構(gòu)建零件屬性數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)，如圖3所示，例如該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括標(biāo)識(shí)符（用來(lái)全局標(biāo)識(shí)該零件實(shí)例）、零件實(shí)例名 稱、指針（指向該零件實(shí)例地址）、類型屬性（零件類型屬性列表，用來(lái)表示由零件類型定義 的屬性列表，包含尺寸參數(shù)和質(zhì)量）、零件實(shí)例（零件實(shí)例屬性列表，包含各不相同的零件 實(shí)例屬性，如重心和慣量）、狀態(tài)屬性（該零件的當(dāng)前狀態(tài)）。
[0045] 其中狀態(tài)模式定義了五種可能的變更狀態(tài)，其中"未知"狀態(tài)僅在變更識(shí)別方法中 作為臨時(shí)狀態(tài)使用。根據(jù)零件實(shí)例的類型分類構(gòu)建零件類型屬性列表和零件實(shí)例屬性列 表，用來(lái)初始化零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
[0046] 利用如圖3所示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄初始的零件屬性信息。其中，零件類型屬性列表用 來(lái)記錄連桿及軸零件類型參數(shù)，零件實(shí)例屬性列表記錄連桿和軸零件實(shí)例參數(shù)，得到一系 列零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集合。其中狀態(tài)模式定義為"不變"。
[0047] 以零件所屬類型為列信息，構(gòu)建零件類型表T。將描述五個(gè)連桿和五個(gè)軸零件的 零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)mpl?mplO填入表中，如表1所示。由于連桿和軸零件各有五個(gè)零件實(shí) 例，在連桿類型列中分別定義mpl至mp5用來(lái)描述連桿零件實(shí)例信息。同理，為軸零件實(shí)例 定義mp6至mplO并填入表1中。
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，其特征在于，包括步驟： 步驟1、根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建零件類型表，并比較初始和變更后的 零件類型表，識(shí)別出零件實(shí)例變更； 步驟2、根據(jù)五連桿機(jī)構(gòu)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建約束關(guān)系表，并比較初始和變更后的 約束關(guān)系表，完成約束關(guān)系變更識(shí)別； 步驟3、輸出零件實(shí)例及約束關(guān)系變更識(shí)別結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟1包括 步驟： 步驟1. 1、為五連桿機(jī)構(gòu)的每個(gè)零件實(shí)例構(gòu)建零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將零件實(shí)例的零件 屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)填入零件類型表中構(gòu)建初始五連桿機(jī)構(gòu)的零件類型表T，表中每個(gè)零件屬性 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"不變"； 步驟1. 2、為變更后的五連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)建零件類型表T'，表中每個(gè)零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 狀態(tài)設(shè)為"未知"； 步驟1.3、比較零件類型表T與T'，對(duì)于僅存在于T'中的零件類型，將其對(duì)應(yīng)的零件 屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)均設(shè)為"新添加"，對(duì)于僅存在于T中的零件類型，將其對(duì)應(yīng)的零件屬 性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)均設(shè)為"刪除"； 步驟1.4、通過(guò)比對(duì)類型表T和T'，對(duì)于既存在于T，也存在與T'中的零件類型列，以 T中該列對(duì)應(yīng)零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針屬性為查詢條件，獲取T'中相應(yīng)列中是否存在指 針屬性相同的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于T'相應(yīng)列中從未被查詢命中的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 其狀態(tài)設(shè)為"新添加"； 步驟1. 5、通過(guò)檢測(cè)類型表T和T'中均存在的零件類型的類型參數(shù)是否改變來(lái)獲得零 件類型參數(shù)變更信息，若有變更，將其對(duì)應(yīng)的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)設(shè)為"改變"； 步驟1. 6、通過(guò)檢測(cè)類型表T'中零件實(shí)例參數(shù)是否改變來(lái)獲得零件實(shí)例參數(shù)變更信 息，對(duì)表T'中所有狀態(tài)仍為"未知"的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，若零件實(shí)例參數(shù)改變，將相應(yīng)的 零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"改變"； 步驟1. 7、為狀態(tài)為"新添加"的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成標(biāo)識(shí)符屬性； 步驟1. 8、輸出零件實(shí)例變更的識(shí)別結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的五連桿機(jī)構(gòu)模型變更識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟2包括 步驟： 步驟2. 1、構(gòu)建初始五連桿機(jī)構(gòu)的關(guān)系表RT，以零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為列名，以標(biāo)識(shí)符屬 性值為次序，建立關(guān)系表RT，為每個(gè)約束實(shí)例構(gòu)建屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)填 入關(guān)系表RT中，其對(duì)應(yīng)的行為約束實(shí)例中被約束的源零件實(shí)例的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其對(duì) 應(yīng)的列為約束實(shí)例中被約束的目標(biāo)零件實(shí)例的零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 步驟2. 2、為變更后的五連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)建關(guān)系表RT'; 步驟2. 3、比較關(guān)系表RT與RT'，對(duì)于RT'中狀態(tài)為"新添加"的列零件屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 其對(duì)應(yīng)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"新添加"，對(duì)于僅存在于RT中的列，其對(duì)應(yīng)的約束 屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)設(shè)為"刪除"，通過(guò)比對(duì)RT與RT'中相同位置約束實(shí)例的指針，可獲取 其他狀態(tài)為"新添加"和"刪除"的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)； 步驟2. 4、檢測(cè)約束實(shí)例的類型參數(shù)變化，如存在改變，則對(duì)應(yīng)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的 狀態(tài)設(shè)為"改變"； 步驟2. 5、檢測(cè)約束實(shí)例的參數(shù)變化，如存在改變，則對(duì)應(yīng)的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài) 設(shè)為"改變"； 步驟2. 6、為狀態(tài)為"新添加"的約束屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)生成標(biāo)識(shí)符屬性； 步驟2. 7、輸出約束實(shí)例變更識(shí)別結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104408124SQ201410696220
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】葉曉平 申請(qǐng)人:麗水學(xué)院