附件C：譯文

機構系統(tǒng)運動方案自動化設計原理與實現(xiàn)
葉志剛， 鄒慧君， 郭為忠， 胡松， 田永利， 許勇
(上海交通大學機械與動力工程學院，上海200030)
摘要:在分析了現(xiàn)有的機構系統(tǒng)運動方案機構組合方法的研究現(xiàn)狀基礎上，提出了采用輸入、輸出運動行為和輸入輸出約束關系三者表達機構系統(tǒng)的運動行為知識，并給出機構系統(tǒng)運動行為分解的樹狀結構.針對機構系統(tǒng)具有多輸出的特點，利用機構行為匹配和屬性傳播方法，推出其行為表示的機構組合方案，并通過黑板填寫其中間運動行為和輸入輸出約束關系.將黑板中內(nèi)容作為輸入運動，使其他工藝動作的行為屬性向黑板中屬性內(nèi)容傳播，從而實現(xiàn)了計算機輔助設計的機構系統(tǒng)運動方案的自動化過程.為了避免機構組合方法中搜索深度過深、容易產(chǎn)生方案組合爆炸的問題，采用有界深度優(yōu)先搜索策略的深度約束限制搜索樹的展開層數(shù).最后通過實例驗證了本文方法的可行性和求解效率.
關鍵詞:概念設計;機構組合;黑板;工藝動作;設計自動化;有界深度優(yōu)先搜索
1、簡介
在概念設計中,機構組合和機構系統(tǒng)研究的對象是不同的.機構組合仍可看成一個機構，完成單一的工藝動作，具有單輸人、單輸出特性;機構系統(tǒng)具有多運動輸出的特性，協(xié)調(diào)配合完成多個工藝動作，因而可以由多個輸出運動行為描述.
目前對機構系統(tǒng)的研究很不成熟[1].文獻[2-9]中均采用設計單元法(building-block approach)對機構系統(tǒng)運動方案的自動化生成進行了研究，這種方法只能采用標準設備。Hoove等[2]運用運動行為知識轉換規(guī)則，通過啟發(fā)式搜索進行齒輪箱的運動方案設計。梁慶華等[3]將其運動行為知識轉換規(guī)則擴展為運動行為屬性傳播表達式，通過運動行為屬性傳播、屬性繼承進行機構組合設計，使串聯(lián)式機構組合的自動化設計具備了可操作性和通用性，但其運動行為的貼近度計算公式中節(jié)點屬性權值采用設計樹總層數(shù)的線性函數(shù)顯然不妥.Kota等[4]基于矩陣表示的機構組合設計方法中采用的操作約束類似于梁慶華的運動行為屬性傳播表達式，但無法進行逆向推理，且其搜索是隨機的，搜索深度無法控制，極易產(chǎn)生方案組合爆炸.唐林等[5]在其機械運動方案型綜合自動化設計中提出了機構組合的相容性概念，即如果兩個構件的運動形式、運動軸線和運動方向相同，便可連接在一起，并能保證運動的協(xié)調(diào)性[6].但其研究仍然著眼于單輸人、單輸出的機構組合，并且沒有從機構系統(tǒng)的角度考慮各機構之間的運動配合和約束關系.Li等[7]在機構系統(tǒng)方案設計的研究中采用了定性啟發(fā)式搜索方法，使方案解的搜索和匹配算法具備了一定的智能性，但行為知識的表示過于單一.
機構系統(tǒng)運動方案的自動化設計需要考慮的主要問題是:機構系統(tǒng)各組成機構的工藝動作之間存在相互協(xié)同協(xié)調(diào)、相互配合的關系.如果機構系統(tǒng)中實現(xiàn)系統(tǒng)某工藝動作的機構比較復雜，應盡量利用系統(tǒng)中實現(xiàn)其他工藝動作的機構的輸出運