利用知识工程进行自行车车架设计(1)VIP免费

第1页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共17页利用知识工程进行自行车车架设计在竞争激烈的市场化要求下，自行车的设计出现了以下两个特点：速度快、造型美观适用。在当代制造工艺已比较成熟的情况下，自行车的造型设计变得相当重要。知识工程（KnowledgeBasedEngineering，KBE）具有多种知识表示和推理决策的能力，将其运用于快速处理自行车车架的工艺结构设计、造型设计过程及决策过程，可有效处理复杂的工艺知识和各种图形知识，达到快速设计的目的。一、KBE技术的内涵和关键技术KBE的基本思想是在工程设计中重复利用已有的知识和经验。第2页共17页第1页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共17页这些知识和经验以各种形式存在，如设计手册、工程公式、经验数据表格和专家设计经验等。KBE系统是一个知识处理系统，知识表示、知识利用和知识获取是KBE系统的三个关键技术。知识表示即怎样系统地陈述问题并使它们易于求解；知识利用中最主要的是搜索技术，怎样聪明地控制解的查找，使其不至于使用太多的时间和花费过多的计算机存储空间；知识的获取和编码则是KBE系统最重要的方面之一。二、自行车设计概况1.国内外自行车设计概况有前人用AutoCAD二次开发技术在自行车车架设计上做过研第3页共17页第2页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共17页究，但是成果并不明显。其中一种实现方式是：用AutoCAD内部嵌入的一种程序设计语言AutoLisp来完成常用的科学计算和数据分析，同时又能调用几乎全部的绘图命令。使用该程序能自动完成车架简图的绘制，然后自动提取关键参数进行分析判别并反馈出最后结果，以实现优化设计的目的。还有人在自行车CAD技术上做过参数化设计方面的研究。建立参数化设计系统的关键是建立一套描述参数和尺寸之间关系的约束方程，然后根据一组尺寸参数求解出新的设计参数。采用这种方法进行设计，仅需输入必要的参数，计算机就可自动生产出所需部件的图样。这种方案只适用于结构变化不大或按一定规律变化部件的设计与绘图。结合自行车设计的特点，这种方法有一定的可取之处。但对于造型设计复杂、变化多样的情况，则是不能满足实际设计要第4页共17页第3页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共17页求的。采用三维软件进行设计可达到缩短产品开发周期，降低设计成本的效果，还能使二维平面设计软件不容易表达的曲线和曲面在三维设计上变得容易实现，且效果直观，有利于设计人员和客户之间的直接沟通。2.自行车基本结构及工厂设计流程自行车由九大部分组成，如图1所示。其中最主要的部分是车体。车体由车架、前叉、车头组件、中轴组件、鞍管组件和贴花等组成。第5页共17页第4页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共17页图1自行车组件图车架设计是自行车设计中最关键和核心的部分，其设计主要分为前三角的设计、后叉片的设计和后三角的设计。前三角的设计包括五通、立管、头管、上管和下管的设计。后三角的设计包括平叉和立叉的设计。后叉片主要用来连接后轴、平叉和立叉。后叉片的设计应在前三角完成以后，后三角设计之前完成。车架结构如图2所示。第6页共17页第5页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共17页图2车架结构示意图充分了解工厂工作流程将有助于在设计系统时充分考虑各部门间的配合、设计人员操作习惯和经验的积累，并有利于达到知识工程重复利用已有知识和经验的目的，图3所示为某自行车公司的工作流程。第7页共17页第6页共17页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页共17页图3工作流程图三、知识工程在车架设计时的应用车架CAD设计共分为选择查询、结构优化设计和快速建模造型设计三部分。整体思路是先将车架各管的中心线画出，制作成各式模版，然后进行结构调整并对设计参数进行优化修改，最后再进行管件造型设计。三部分分别采用了不同的KBE技术，取得了良好的应用效果，下面将进...