玻璃清洁机器人结构设计-壁面清洗机器人-真空吸盘吸附式
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玻璃清洁机器人结构设计任务书
一、毕业设计内容及要求
（【设计类】：包括毕业设计的目标与内容，拟采用的技术路线，达到的技术指标，参考文献及其它要求）
设计的目标与内容：
1．清洁玻璃机械手结构方案设计，确定设计方案和传动方案，完成相关分析、计算。
2. 绘制行清洁玻璃机械手结构装配图，拆画零件图。
3. 查阅相关文献，提交文献综述，写出前期报告，中期报告；绘制机械设计图纸；撰写毕业设计说明书。
拟采用的技术路线：
根据机器人的设计要求和使用工作状况，对比分析现有传动方案，确定本设计的传动形式；根据机械设计理论，确定动力传动方式，并利用AutoCAD完成主要零部件的绘制。
达到的技术指标：
1. 传动方案合理，结构简单紧凑，布局合理；
2. 清洁干净，能源清洁，吸附力强；
3. 制造成本低，便于安装和维护。
参考文献：
[1] 郑文纬，吴克坚．机械原理．7版．北京：高等教育出版社，1997
[2] 申永胜．机械原理教程．2版．北京：清华大学出版社，2005
[3] 张策．机械原理与机械设计：上册．2版．北京：机械工业出版社，2011
[4] 张策．机械原理与机械设计：下册．2版．北京：机械工业出版社，2011
[5] 成大先．机械设计手册．5版．北京：化学工业出版社，2008
[6] 吴振彪．工业机器人．武汉：华中理工大学出版社，1997
[7] 罗志增．机器人感觉与多信息融合．北京：机械工业出版社，2002
[8] 费仁元．机械人机械设计和分析．北京：北京工业大学出版社，1998
[9] 萨哈[印]．机器人导论．北京：机械工业出版社，2010
[10] 徐德．机器人视觉测量与控制．北京：国防工业出版社，2011
[11] 路甬祥．液压气动技术手册[M]．北京：机械工业出版社，2002
[12] 吴卫荣．气动技术[M]．北京：中国轻工业出版社，2005
[13] Deppert Werner,Stoll Kurt.Pneumatic Control[M].Rechbergstr:FESTO AG&Co.,1975
[14] 闫继厚．气动控制工程[M]．北京：中国铁道出版社，1984
[15] 徐炳辉．气动手册[M]．上海：上海科学技术出版社，2005
编号：
毕业设计(论文)开题报告
题 目： 玻璃清洁机器人
结构设计
院 （系）：
专 业：
学生姓名：
学 号：
指导教师单位：
姓 名：
职 称：
题目类型：¨理论研究 ¨实验研究 þ工程设计 ¨工程技术研究 ¨软件开发
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
3．学生查阅资料的参考文献应在5篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在1000字以上。
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
5．“指导教师（签字）”日期填写成在2012年12月27日~ 31日之间的某个日期；“开题小组组长（签字）”日期填写成在2013年1月4日~9日之间的某个日期。
1．毕业设计的主要内容、重点和难点等
一、 内容：
高层建筑中，玻璃幕墙受业主和建筑师的青睐。 但是，令人烦恼的玻璃清洁问题也随之而来。风格迥异、 造型独特的建筑物对玻璃幕墙清清的要求愈来愈高，传统方式 人工吊板、吊篮从技术层面匕已经无法满足造型复杂、多变、个 性化的建筑的清洗需要。建筑物造型的多样化，决定了清洁作 业的复杂性和网难程度。现在的墙壁清洗机器人一般是吸附式的，容易受到壁面材料和平整度的影响，存在吸盘漏气和承载能力差等缺点。本设计以玻璃清机器人为载体，完成一种新型的墙壁清洗机器人设计。进一步提升专业技能，为踏上工作岗位做好准备。本设计的主要任务有一下几点：
1、收集关于玻璃清机器人产品的相关知识，了解现有玻璃清机器人产品的结构；
2、熟悉玻璃清机器人的工作原理及过程；
3、查阅相关资料，熟悉机械产品设计、机械设计基础、机械零件的加工工艺、工程力学、工程制图等与本毕业设计课题相关的知识；
4、熟练掌握计算机辅助设计软件；
5、对玻璃清机器人设计方案进行详细规划及分析，反复对方案进行论证，逐步进行修改及优化；
6、完成玻璃清机器人的结构设计；
7、完成玻璃清机器人相关机构的各种参数计算和分析；
8、完成玻璃清机器人相关零件材料的选用及其工艺分析；
9、完成玻璃清机器人产品零件及装配部件的3D和2D工程图的绘制；
10、完成零件拆、装过程及运动仿真视频动画的制作；
二、 重点：
收集关于玻璃清机器人产品的相关知识，了解现有关玻璃清机器人产品的结构；熟悉玻璃清机器人的工作原理及过程；对玻璃清机器人设计方案进行详细规划及分析，反复对方案进行论证，逐步进行修改及优化。
三、 难点：
玻璃清机器人相关机构的各种参数计算和分析；零件拆、装过程及运动仿真视频动画的制作；玻璃清机器人的结构设计；玻璃清机器人相关零件材料的选用及其工艺分析。
2．准备情况（查阅的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）
一、调研情况：
各国的擦玻璃机器人基本都是专为某栋大楼而设计，即在建楼之初就要预设轨道，这无疑增加建楼成本和影响美观；或则机器人非常笨重，移动速度很慢，且容易掉下来。从公开的资料来看，擦玻璃机器人在全世界都没有很成熟通用的产品,无疑为本次设计提供了广阔的设计空间和用户市场。
二、现有设备：
硬件设备：电脑、软件设备、Pro/E 5.0、autocad2004
三、试验条件：
电脑机房
四、查阅文献资料：
[1] 熊有伦．机器人技术基础［M］．武汉:华中理工大学出版社，2000
[2] 孟繁华．机器人应用技术[M]．哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社，2000
[3] 陈超超．轮式移动机器人避障的研究［D］．秦皇岛：燕山大学，2004
[4] 魏晓涛．AGV移动机构控制研究［D］．哈尔滨: 哈尔滨工程大学，2003
[5] 陈卫平．全区域覆盖自主移动机器人路径规划与避障的研究[D]．南京:南京理工大学,2004.
[6] 常迎梅，侯国栋. 双动力臂爬壁机器人吸附系统设计［J］．机械研究与应用．2010年 05期
[7] 何雪明． 真空吸附式爬壁机器人设计［J］． 西北轻工业学院学报.2000年04期.
[8] 赵兴飞，周忆． 气驱爬壁机器人设计与计算［J］． 机床与液压．2003年06期
[9] 韩建海，章琛． 真空吸盘的设计及应用［J］． 机床与液压.2000年03期．
[10] Robert J Schilling. Fundamentals of Robotics-Analysis and Control［M] ．New Jersey: Prentice Hall, 2000
3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料
一、实施方案：
玻璃清洁机器人结构设计--- 设计玻璃清洁机器人设计整套图纸；机构能实现在玻璃上行走;机构能实现在玻璃上转向和自动避障功能;机构能实现在玻璃上自动清洁功能;机构自重不大于2kg，每小时清扫量不小于10平米。
二、进度计划：
1、2012年12月17日—2013年3月1日：
完成开题报告的撰写
2、2013年3月2日—2013年3月15日：
独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译
3、2013年3月16日—2013年4月1日：
完成包括任务书所给的各种参考书的阅读
4、2013年4月2日—2013年4月3日：
完成中期检查表的填写
5、2013年4月4日—2013年4月6日：
在设计之前必须对方案进行详细的规划及分析
6、2013年4月7日—2013年4月9日：
设计能实现在玻璃上转向和自动避障功能的机构
7、2013年4月10日—2013年4月11日：
设计能实现在玻璃上行走的机构
8、2013年4月12日—2013年4月15日：
反复对方案进行论证，逐步进行修改及优化
9、2013年4月16日—2013年4月20日：
完成玻璃清机器人的结构设计
10、2013年4月21日—2013年4月30日：
完成玻璃清机器人相关机构的各种参数计算和分析
11、2013年5月1日—2013年5月3日：
完成材料的选用及其工艺分析
12、2013年5月4日—2013年5月9日：
完成玻璃清机器人产品零件及装配部件的3D工程图的绘制
13、2013年5月10日—2013年5月13日：
完成玻璃清机器人产品零件及装配部件的2D工程图的绘制
14、2013年5月14日—2013年5月15日：
完成零件拆、装过程及运动仿真视频动画的制作
15、2013年5月16日—2013年5月23日：
完成二万字左右的毕业设计说明书
16、2013年5月23日-2013年月26日：
完成答辩PPT课件的制作；
三、预期提交的毕业设计资料：
1、毕业设计说明书：
二万字左右的毕业设计说明书、包括详细的300-500个单词的英文摘要
2、英文资料翻译论文：
与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译
3、A0图纸3张：
其中包含两张A3以上的计算机绘图图纸，包含两张A3以上计算机绘图图纸；
4、视频动画：
零件拆、装过程及运动仿真视频动画
指导教师意见
指导教师（签字）：
2012年12月 日
开题小组意见
开题小组组长（签字）：
2013年1 月 日
院（系、部）意见
主管院长（系、部主任）签字：
2013年1月 日
玻璃清洁机器人结构设计
摘 要
本文首先对玻璃清洁机器人这个课题的来源、目的及意义进行了阐述，简单介绍了国内外玻璃清洁机器人的发展情况，对玻璃清洁机器人的几种不同的移动方式及吸附方式进行了比较，最后采用了多吸盘的框架式结构，具有结构简单、操作方便等优点。接着对玻璃清洁机器人的总体方案进行了设计，设计了行走机构以及转向机构，通过平动气缸与腿部气缸来实现机器人的移动，并且通过对玻璃吸附可靠性的分析选择了吸盘、吸盘支座及快拧接头等部件，还对其它的气动元件进行了选型，并且绘制了气压系统图。
关键词：玻璃清洁机器人; 多吸盘的框架式结构; 行走机构; 转向机构;
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 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1 爬壁机器人 1
1.2 课题的目的与意义 2
1.3 国内外玻璃清洁机器人的研究现状 2
1.4 课题主要内容及技术参数 4
1.5 本章小结 4
2 玻璃清洁机器人的方案确认 5
2.1 玻璃清洁机器人的组成 5
2.2 玻璃清洁机器人的方案确认 6
2.3 本章小结 6
3 玻璃清洁机器人的总体设计 7
3.1 行走机构的设计 7
3.1.1 平动气缸的设计与校核 7
3.1.2腿部气缸的设计与校核 12
3.3 转向机构的设计 14
3.2.1 步进电机的选型 14
3.2.2 蜗轮蜗杆的设计与校核 15
3.3 吸附装置的选取 18
3.3.1 吸附可靠性分析 18
3.3.2 吸附装置的选取 20
3.4 玻璃清洁机器人的框架以及吸盘安装板的设计 22
3.4.1 下框架的设计 22
3.4.2 上框架的设计 23
3.4.3 中间旋转板的设计 24
3.4.4 吸盘安装板的设计 24
3.5 控制阀及其它气动元件的选取 25
3.5.1气源处理组件的选取 25
3.5.2 方向控制阀的选取 25
3.5.3 单向节流阀的选取 26
3.5.4 真空安全阀的选取 27
3.5.5 分气块的选取 27
3.5.6 气电压力转换器的选取 27
3.5.7 真空发生器的选取 28
3.6气动原理图的设计 28
3.7 本章小结 29
结论 29
参考文献 30
致 谢 31
III
1
世界最新机械设计理念
来源:中国科技期刊
摘要:根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能。这几种方法的特点及其相互间的有机联系，提出产品方案设计计算机实现的努力方向。
关键词：机械产品方案设计方法发展趋势
设计文件是将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网ASK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。
系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221技术系统和产品的开发设计方法。
1. 将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。
2. 将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。
3. 将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分（单元）及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
4. 设计元素法
用五个设计元素（功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数）描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。
5. 图形建模法
研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。
将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。
6. “构思”—“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。
将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。
7. 键合图法
将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。
提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。
本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。
网络技术的蓬勃发展，异地协同设计与制造，以及从用户对产品的功能需求→设计→加工→装配→成品这一并行工程的实现成为可能。但是，达到这些目标的重要前提条件之一，就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此，不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中，虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。目前，德国等发达国家正着力于研究超媒体技术、产品数据交换标准STEP，以及标准虚拟现实造型语言上基于虚拟环境的标准交换格式)在产品设计中的应用。
机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。作者认为，综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多，不仅与机械设计的领域知识有关，而且还涉及到系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，但仍然是产品方案设计必须努力的方向。国外在这方面的研究已初见成效，我国设计学者也已意识到CAD技术与国际交流合作的重要性，及其应当采取的措施。
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。
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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