Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
So sánh và phân loại cơ cấu cho thiết kế
Tóm tắt
Khi thiết kế các thiết bị mới, kỹ sư hiếm khi bắt đầu thiết kế từ đầu. Thay vào đó, họ điều chỉnh hoặc kết hợp các thiết bị có sẵn. Việc tìm kiếm các thiết bị ứng cử dựa trên các đặc tính của chúng là một nhiệm vụ phụ thiết kế thiết yếu. Để hiệu quả, các hệ thống thiết kế hỗ trợ bằng máy (CAD) thông minh trong tương lai phải có khả năng so sánh và đánh giá các thiết bị hiện có. Do số lượng lớn các thiết bị đã biết, các hệ thống này phải tạo ra và duy trì một cơ sở tri thức về các thiết bị, được phân loại theo các đặc tính của chúng. Bài báo này trình bày một phương pháp mới để so sánh và phân loại các thiết bị cơ khí dựa trên các đặc tính động học của chúng. Việc so sánh cơ cấu xác định khi nào hai cơ cấu là tương đương động học. Phân loại cơ cấu tổ chức các lớp cơ cấu tương đương để truy xuất hiệu quả. Cả hai nhiệm vụ đều yêu cầu mô tả hành vi của các cơ cấu từ nhiều góc độ và ở nhiều cấp độ trừu tượng khác nhau. Để tạo ra các mô tả như vậy, chúng tôi phát triển một bộ các toán tử để đơn giản hóa và trừu tượng hóa các mô tả động học được trích xuất từ không gian cấu hình. Các toán tử đơn giản hóa bỏ qua thông tin không liên quan bằng cách kết hợp các ràng buộc và giả định. Các toán tử trừu tượng hóa bỏ qua chi tiết bằng cách xác định nhiều cấp độ phân giải. Cấu trúc phân cấp kết quả hỗ trợ quy trình thiết kế trong suốt quá trình phát triển của nó, từ giai đoạn khái niệm đến giai đoạn chi tiết. Nó cung cấp một liên kết rõ ràng giữa các đặc tả hành vi và hình học của các bộ phận.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bentley, J., and Ottoman, T., “Algorithms for Reporting and Counting Geometric Intersections,”IEEE Transactions on Computers, Vol. 28, 1979
Brost, R., “Computing Metric and Topological Properties of Configuration-Space Obstacles,”IEEE Conference on Robotics and Automation, 1989
Brown, D., and Chandrasekaran, B., “Knowledge and Control for a Mechanical Design Expert System,”Computer, July 1986
Canny, J.,The Complexity of Robot Motion Planning ACM PhD. Thesis Award, 1987. MIT Press, Cambridge, MA, 1988
Dixon, J., “Artificial Intelligence and Design: A Mechanical Engineering View,”Proceedings of the 5th National Conference on Artificial Intelligence, Philadelphia, PA, 1986
Falkenhainer, B., and Forbus, K., “Setting Up Large-Scale Qualitative Models,”Proceedings of the 7th National Conference on Artificial Intelligence, St. Paul, MN, 1988
Faltings, B., “Qualitative Place Vocabularies for Mechanisms in Configuration Space,” Report UIUCDCS-R-87-1360, University of Illinois, July 1987
Faltings, B., “Qualitative Kinematics in Mechanisms,”Proceedings of the 10th International Joint Conference on Artificial Intelligence, Milan, Italy, 1987
Forbus, K., “Qualitative Process Theory,”Artificial Intelligence, Vol. 24, 1984
Forbus, K., Nielsen, P., and Faltings, B., “The Inferential Structure of Qualitative Kinematics,”Proceedings of the 10th International Joint Conference on Artificial Intelligence, Milan, Italy, 1987
Gelsey, A., “Automated Physical Modeling,”Proceedings of the 11th International Joint Conference on Artificial Intelligence, Detroit, MI, 1989
Hopcroft, J., and Tarjan, R., “Isomorphism of Planar Graphs,” inComplexity of Computer Computations P.E. Miller and J.W. Thacher, eds, Plenum Press, New York, 1972
Hopcroft, J., Josephs D., and Whitesides, S., “Movement Problems for 2-Dimensional Linkages,”SIAM Journal of Computing, Vol. 13, No. 3, 1984
Haugh, E.J., ed.,Computer Aided Analysis and Optimization of Mechanical System Dynamics, Springer-Verlag, 1984
Joskowicz, L., “Shape and Function in Mechanical Devices,”Proceedings of the 6th National Conference on Artificial Intelligence, Seattle, WA, 1987
Joskowicz, L., “Reasoning about the Kinematics of Mechanical Devices,”International Journal of Artificial Intelligence in Engineering, Vol. 4, No. 1, 1989
Joskowicz, L., “Mechanism Comparison and Classification for Redesign,” IBM Technical Report, RC 14573, April 1989
Joskowicz, L., and Addanki, S., “From Kinematics to Shape: An Approach to Innovative Design,”Proceedings of the 7th National Conference on Artificial Intelligence, St. Paul, MN, 1988
Joskowicz, L., and Sacks, E., “Unifying Kinematics and Dynamics for the Automatic Analysis of Machines,” submitted to the 8th National Conference on Artificial Intelligence, Boston, MA, 1990
Mitchell, T., Stenberg, L., and Shulman, J., “A Knowledge-Based Approach to Design,”IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, September 1985
Mittal, S., Dym, C., and Morjaria, M., “PRIDE: An Expert System for the Design of Paper Handling Systems,”Computer, July 1986
Murthy, S., “Qualitative Reasoning at Multiple Levels of Resolution,”Proceedings of the 7th National Conference on Artificial Intelligence, St. Paul, MN, 1988
Nielsen, P., “A Qualitative Approach to Mechanical Constraint,”Proceedings of the 7th National Conference on Artificial Intelligence, St. Paul, MN, 1988
Nielsen, P., “A Qualitative Approach to Rigid Body Mechanics,” PhD. Dissertation, UIUCDCS-R-88-1469, University of Illinois, November 1988
Lozano-Pérez, T., and Wesley, M., “An Algorithm for Planning Collision-Free Paths among Polyhedral Obstacles,”Communications of the ACM, Vol. 22, 1979
Lozano-Pérez, T., “Spatial Planning: A Configuration Space Approach,”IEEE Transactions on Computers, Vol. C-32, No. 2, 1983
Schwartz, J.T., and Sharir, M., “On the Piano Movers II. General Techniques for Computing Topological Properties on Real Algebraic Manifolds,”Advances in Applied Mathematics 4, 1983