机构运动链构型自动综合方法的研究

发布时间：2017-05-15 14:25

  本文关键词：机构运动链构型自动综合方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机构运动链的构型自动综合一直为众多机构学者研究的热点,目前的构型综合方法都需要伴随大量同构判别以及刚性子链检测。其中,同构判别问题还未被证明是P问题或NP问题,但由于近年来大量机构学以及图论学者的努力,同构判别已取得了突破性进展,部分学者提出了较有效的同构判别算法。而刚性子链问题可规约为子图同构问题,实质上是个NPC问题,理论上无多项式复杂度算法,且较同构判别而言,刚性子链方面的国内外文献较少,使得刚性子链检测算法的研究大大滞后于同构判别的研究,最终导致机构运动链构型综合方法受到刚性子链检测算法的制约而效率低下。因此对运动链构型综合中刚性子链的研究需得到广泛的重视。本文针对于构型综合中现存的问题,给出了一种新的反映运动链环路信息的数学描述：素数积序列,该序列不仅能反映环路的顶点信息也能反映环路的边的消息。在此基础上提出一种基于回路组合的新的刚性子链快速检测算法,该算法是将图分解为一组基本回路,然后将基本回路按照一定规律进行组合,生成一种新的数据结构：稳定配置状态生成树,遍历该树图,进行刚性子链检测。对于同构判别,对混合图中的赋权以及方向分别用素数进行区分,运用同构判别的邻接矩阵动态修改法,完善了赋权混合图的同构判别算法。最后,针对于叠加杆组法的缺陷,提出了一种新的无需刚性子链检测的构型综合算法,且能综合出叠加杆组综合方法无法综合的构型,该算法需将图布置成一封闭圆环以及若干二副杆,在圆环上叠加二副杆,每叠加一次依据“二副杆定理”进行刚性子链检测,直至二副杆全部叠加完毕,算法复杂度为多项式级别。并给出了300杆单自由度不含刚性子链运动链的部分图谱。利用面向对象技术开发了机构运动链的构型自动综合辅助软件,为运动链构型综合提供了新的辅助工具。
【关键词】：运动链 刚性子链 同构判别 回路组合 构型综合
【学位授予单位】：景德镇陶瓷学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 引言8-14
• 1.1 论文研究的背景与意义8-9
• 1.1.1 论文研究的背景8-9
• 1.1.2 论文研究的意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 机构综合国内外研究现状9-10
• 1.2.2 机构运动链同构判别国内外研究现状10-12
• 1.2.3 机构运动链刚性子链检测的国内外研究现状12
• 1.3 目前研究中所面临的问题12-13
• 1.4 本文拟解决的问题13-14
• 2 机构运动链基本概念与刚性子链检测的朴素算法14-25
• 2.1 机构学基础概念14-16
• 2.1.1 机构运动链的拓扑图表示14
• 2.1.2 机构运动链的邻接矩阵表示14-15
• 2.1.3 机构运动链的关联矩阵表示15-16
• 2.2 刚性子链检测的朴素算法16-22
• 2.2.1 基本刚性子链16-17
• 2.2.2 刚性子链检测朴素算法的复杂度分析17-18
• 2.2.3 基于邻接矩阵分割的刚性子链检测朴素算法18-22
• 2.3 机构运动链刚性子链检测朴素算法的伪代码以及递归实现22-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 基于回路组合的刚性子链检测算法25-44
• 3.1 机构运动链的拓扑图回路素数表示及数学描述25-26
• 3.2 基于素数积序列的回路随机搜索方法26-27
• 3.3 独立回路组27-30
• 3.3.1 独立回路组的数学含义27-30
• 3.4 网孔回路组30
• 3.5 基于广度优先生成树的基本回路组选取方法30-32
• 3.6 独立回路自由度叠加计算公式32-33
• 3.7 运动链“回路稳定配置状态”33-38
• 3.7.1 简化回路35
• 3.7.2 回路稳定配置状态生成树35-37
• 3.7.3 简化回路法在回路稳定配置状态生成树中的应用37-38
• 3.8 基于回路组合的刚性子链检测过程38-43
• 3.9 本章小结43-44
• 4 机构运动链的同构判别44-52
• 4.1 赋权混合图的拓扑转化44-47
• 4.2 混合图同构判别47-49
• 4.3 同构判别实例49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 不含刚性子链的机构运动链构型综合52-69
• 5.1 Ⅱ级杆组叠加法构型综合52-57
• 5.1.1 Watt型运动链叠加Ⅱ级杆组53-54
• 5.1.2 Stephenson型运动链叠加Ⅱ级杆组54-57
• 5.2 外环二副杆叠加法构型综合57-63
• 5.2.1 机构运动链的外环叠加二副杆布置形式57-58
• 5.2.2 二副杆定理58-59
• 5.2.3 基于二副杆定理的构型综合过程59-61
• 5.2.4 基于二副杆定理的构型综合算法综合8杆10副运动链61-63
• 5.3 部分运动链图谱63-68
• 5.4 本章小结68-69
• 6 结论及展望69-70
• 6.1 结论69
• 6.2 展望69-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-76
• 附录A：研究生期间发表的论文76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄森彬;平面七杆运动链的型综合[J];福建工程学院学报;2003年02期

2 宋黎，，褚金奎，曹惟庆;含复铰运动链同构及拓扑对称性判断的方法和程序[J];机械科学与技术;1994年02期

3 方志国，傅保罗;求解运动链特性多项式的一般计算方法[J];天津纺织工学院学报;1994年02期

4 王颖如,胡于进,杨波,李成刚;平面单副运动链的发散及同构判定算法研究[J];华中科技大学学报;2001年01期

5 洪家娣;一种识别运动链同构的新方法[J];机械设计;2001年11期

6 徐广红,田东伟;用再生运动链法设计六连杆剪切机构[J];江西冶金;2002年01期

7 罗玉峰 ,叶尔苓 ,石志新 ,胡俊峰 ,杨廷力;运动链耦合度Κ的上限[J];机械设计与研究;2003年06期

8 宋黎,黄勇,杨坚;含复铰平面运动链型综合中消极子链的识别方法[J];机械设计;2004年02期

9 宋黎,黄勇,杨坚;含复铰平面十杆运动链构件交叉的识别[J];湘潭大学自然科学学报;2004年01期

10 于宏朋,于宏林;含移动副平面运动链机构类型综合新方法[J];江苏冶金;2004年03期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 任满迎;刘颖;;对核心运动链肌力诊断新方法的初探——以国家体操队运动员测试分析为例[A];第十四届全国运动生物力学学术交流大会论文集[C];2010年

2 霍洪峰;赵焕彬;;人体运动链的动力学规律研究进展[A];第十四届全国运动生物力学学术交流大会论文集[C];2010年

3 杜力;黄茂林;;可调的双输出函数发生机构类型综合[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年

4 冯春;陈永;;机构运动链同构识别的遗传算法方法[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年

5 任满迎;闫琪;刘颖;;开发与应用BTE Primus肌力诊断系统建立网球正手抽击动作上肢鞭打运动链肌力测试与评价新方法的初步研究[A];第十五届全国运动生物力学学术交流大会（CABS2012）论文摘要汇编[C];2012年

6 褚金奎;曹惟庆;;运动链的拓朴结构及其参数损失——机构拓扑结构与性能关系的探讨[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 丁华锋;运动链的环路理论与同构判别及图谱库的建立[D];燕山大学;2007年

2 邹炎火;基于单开链迭加法的平面运动链拓扑缩图图谱自动综合研究[D];大连理工大学;2015年

3 聂松辉;平面机构类型综合与机构方案创新设计研究[D];西安理工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨卫娟;基于平面单铰图谱库的复铰运动链自动综合及软件设计[D];燕山大学;2015年

2 梁刚;基于二分法的含复铰平面运动链数综合[D];武汉轻工大学;2015年

3 李涛;机构运动链构型自动综合方法的研究[D];景德镇陶瓷学院;2015年

4 赵静;平面单铰和复铰运动链的统一建模和自动综合[D];燕山大学;2010年

5 陈磊;含复铰有移动副平面运动链的结构类型综合方法[D];湘潭大学;2009年

6 孙信强;高速步进运动链动力学分析与实验研究[D];天津大学;2004年

7 袁勇;基于闭环运动链图谱库的可分离结构运动链的自动综合[D];燕山大学;2012年

8 徐世福;基于平面运动链的类型综合及创新设计方法的研究[D];浙江理工大学;2012年

9 赵刚;变胞运动链的构型综合与演化研究[D];东北大学;2010年

10 张锦丽;基于图谱库的平面4和6自由度可分离运动链自动结构综合[D];燕山大学;2014年

  本文关键词：机构运动链构型自动综合方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：368050