面向通用设计结构发掘的装配模型定量描述方法

摘要

本发明提出了一种面向通用设计结构发掘的装配模型定量描述方法，包括5个步骤：一、从装配模型中获取相应GFAG图的节点集V和边集E，二、量化几何元素信息，三、量化单零件模型，四、量化边集E，五、量化GFAG图的节点集V，完成对装配模型的定量描述。通过本发明将装配模型转化成GFAG图，装配模型对应的节点集V各元素量化坐标(x(v),y(v))表示GFAG的一个节点，两个点之间的连线表明两个零件之间存在装配约束，这样，GFAG既捕获了装配模型的拓扑信息，又定量地描述了其几何信息，同时不需作进一步转换即可进行拓扑信息和几何信息的比较。

主权项

一种面向通用设计结构发掘的装配模型定量描述方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：根据装配模型中的零件生成广义面邻接图的节点集V和边集E，其中节点集V＝{v₁,v₂,…}中的元素v_i对应于装配模型中的一个零件，边集E＝{e₁,e₂,…}中的元素e_k对应于某两个节点之间的装配约束关系；步骤2：建立装配模型中零件的各个几何面的几何元素信息量化模型，对于几何面f，其几何元素信息由以下公式确定：$\left\{\begin{array}{c}x\left(f\right)=\underset{i=1}{\overset{n_l}{\Sigma }}{ϵ}_i[p_x\left(f\right)+p_{e,x}(f,f_i)][p_x\left(f_i\right)+p_{e,x}(f,f_i)]\\ y\left(f\right)=\underset{i=1}{\overset{n_l}{\Sigma }}{ϵ}_i[p_y\left(f\right)+p_{e,y}(f,f_i)][p_y\left(f_i\right)+p_{e,y}(f,f_i)]\end{array}\right.$其中，f为当前几何面，f_i为f的第i个邻接面，n_l为f的邻接面的数量；ε_i＝(T(f)T(f_i)/θ(f,f_i))，T(f)是表示面类型的整数：f为平面时对应T(f)＝1，f为圆柱面时对应T(f)＝2，f为圆锥面时对应T(f)＝3，f为球面时对应T(f)＝4，f为圆环面时对应T(f)＝5，f为自由曲面时对应T(f)＝6；θ(f,f_i)代表面f和f_i之间的二分角，p(f)和p_e(f,f_i)是描述几何面和几何边的形状参数，p_x，p_y，p_e,x，p_e,y分别表示相应形状参数的x分量和y分量；步骤3：根据步骤2得到的装配模型中各零件的各个几何面的几何元素信息量化模型，建立单个零件模型的量化模型：$\left\{\begin{array}{c}x\left(p\right)=\underset{i=1}{\overset{n_f}{\Sigma }}x\left(f_i\right)/n_f\\ y\left(p\right)=\underset{i=1}{\overset{n_f}{\Sigma }}y\left(f_i\right)/n_f\end{array}\right.$其中p表示零件，x(f)和y(f)由步骤2计算，n_f为零件模型p中几何面的总数；步骤4：根据步骤2得到的装配模型中各零件的各个几何面的几何元素信息量化模型，建立两个零件之间装配约束的量化模型：$\left\{\begin{array}{c}x\left(e\right)=x(p_i,p_j)=\underset{k=1}{\overset{n_e}{\Sigma }}\frac{T(f_{i,k},f_{j,k})[x\left(f_{i,k}\right)+x\left(f_{j,k}\right)]}{2n_e}\\ y\left(e\right)=y(p_i,p_j)=\underset{k=1}{\overset{n_e}{\Sigma }}\frac{T(f_{i,k},f_{j,k})[y\left(f_{i,k}\right)+y\left(f_{j,k}\right)]}{{2n}_e}\end{array}\right.$其中f_i,k和f_j,k表示零件p_i、p_j之间相互配合的第k对几何面；T(f_i,f_j)是几何面的配合约束类型，“相合”约束对应T(f_i,f_j)＝1，“接触”约束对应T(f_i,f_j)＝2，“偏移”约束对应T(f_i,f_j)＝3，“角度”约束对应T(f_i,f_j)＝4；n_e为两个零件p_i、p_j间相互配合的几何面的对数；x(f)和y(f)由步骤2计算；步骤5：根据步骤3得到的单个零件模型的量化模型和步骤4得到的两个零件之间装配约束的量化模型，建立节点集V中各个元素的量化模型：$\left\{\begin{array}{c}x\left(v\right)=\underset{i=1}{\overset{n_p}{\Sigma }}[x\left(p\right)+x(p,p_i)][x\left(p_i\right)+x(p,p_i)]\\ y\left(v\right)=\underset{i=1}{\overset{n_p}{\Sigma }}[y\left(p\right)+y(p,p_i)][y\left(p_i\right)+y(p,p_i)]\end{array}\right.$其中p为当前零件模型，p_i为与当前零件配合的第i个零件模型，n_p为配合零件的数量；x(p)和y(p)由步骤3计算；x(p,p_i)和y(p,p_i)由步骤4计算；步骤6：将步骤5得到的节点集V中各个元素的量化模型映射到一个2维坐标系统中，得到装配模型的广义面邻接图。