[发明专利]基于有限状态机的虚拟样机拆装序列模型的实训平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向虚拟样机拆装的实训平台，特别是一种基于有限状态机的虚拟样机拆装序列模型的实训平台。

背景技术

虚拟样机（Virtual Prototyping，VP）是一种新兴的技术，是建立在计算机上的原型系统或子系统模型，它在一定程度上具有与物理样机相当的功能真实度。虚拟样机可用于对产品进行创新设计、测试和评估，以及教育、训练等方面。虚拟装配技术是虚拟样机技术的前提和基础，决定了仿真分析结果的准确与否。装配序列是虚拟装配中最重要的部分，它影响到装配过程的其他方面，如装配线布置、效率和成本，以及产品设计中的各种细节。由此可知，生成所有完全正确的可行装配序列是决定虚拟样机功能真实度的关键因素。

装配序列模型的表达必须满足正确性和完备性这两个原则。目前装配序列模型的表达方法主要有：

Bourjault提出的自动生成装配序列的方法，他通过一个联络图表示对应的机械产品，并针对每个拆卸操作向用户提出一系列的“是或否”的问题，最后根据用户给出的答案可以推论出几何上可行的装配序列（参考文献：Bourjault A. Contributionune approche methodologique de l’assemblage automatise: elaboration automatique dessequences operatiores. France: Thesis d’Etat Universite de Franche-Comte, Besancon, 1984）。

Gottipolu和Ghosh提出的基于在六个正交方向上的接触和干涉矢量，通过这些矢量可以自动生成几何上可行的装配序列（参考文献：Gottipolu RB, Ghosh K. An integrated approach to the generation of assembly sequences. International Journal of Computer Applications in Technology, 1995, 8 (3-4): 125-138）。

Mantripragada和Whitney提出的用有向图表示机械产品的方法，称为基准信息链模型。在有向图中，装配过程中零件之间的装配优先关系通过有向边来表示。但是有向图可能包含一些不可行的装配序列（参考文献：Mantripragada, R., Whitney, D. E. . The Datum Flow Chain: A systematic approach to assembly design and modeling. Research in Engineering Design, 1998,10(3): 150-165）。

De Mello和Sanderson用与或图表示装配规划。与或图中的节点表示子装配，弧线表示装配任务，每一个装配任务都表示将两个子装配组装起来生成一个更大更复杂的子装配。与有向图相比与或图更加紧凑，因为与或图用更少的节点来表示装配状态（参考文献：Homem de Mello,L.S., Sanderson, A.C.. AND/OR graph representation of assembly plans. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 1990,6(2):188-199）。

上述的装配序列模型的表达方法不能同时符合装配序列模型表达的正确性原则和完备性原则。除此之外，在处理零件数量较多的装配体时，受组合爆炸影响会导致求解效率低甚至可能无解。并且当有任何看似微小的设计变化时，会导致序列模型的大幅度修改，因此可扩充性和可维护性较差。

发明内容

为克服现有技术没有能够符合装配序列模型表达的正确性原则和完备性原则，无法使虚拟样机在装配序列方面与实物样机保持一致，进而影响了虚拟样机功能真实度的缺点，本发明提供了一种能够正确地、完备地表达装配序列之间的层次关系，能够检验用户在虚拟拆装实验中做出的拆装顺序的正确性和合理性的基于有限状态机的虚拟样机拆装序列模型的实训平台。

基于有限状态机的虚拟样机拆装序列模型的实训平台，包括反映零部件正确的拆装序列的拆装序列关系模型，获取用户输入的实际拆装顺序的输入模块，和将实际拆装顺序与拆装模型比对、并识别实际拆装顺序是否正确的比对模块；