基于KBE的串联机器人智能分析系统初探

Preliminary study on intelligent analysis system for serial manipulator based on KBE

孙　宙，王君英，杨向东，陈　恳

SUN Zhou, WANG Jun-ying, YANG Xiang-dong, CHEN Ken

（清华大学 机械工程系，北京 100084）



基于KBE的串联机器人智能分析系统初探

Preliminary study on intelligent analysis system for serial manipulator based on KBE

孙宙，王君英，杨向东，陈恳

SUN Zhou, WANG Jun-ying, YANG Xiang-dong, CHEN Ken

（清华大学 机械工程系，北京 100084）

摘 要：知识工程（KBE）是研究产品全生命周期中工程知识的技术和方法论，通过知识的获取、表示和推理等过程来实现产品设计过程的自动化。以串联机器人为例，探究基于KBE的智能分析系统，并在CAD平台PRO/E中进行了系统搭建。该系统引导工程师在产品设计过程中补充和完善设计知识，辅助工程师对装配体中的零件进行自动受力分析。介绍了系统基于用户交互和几何信息再提取的知识获取途径，以分析类CProAnalysis为例说明了知识表示方法，给出了系统中运动学方程的知识推理实现过程。该系统能减轻工程师的工作量，降低产品结构分析的难度，从而缩短产品的开发周期。

关键词：知识获取；知识表示；知识推理；智能分析系统

0 引言

计算机辅助设计系统（CAD系统）具有强大的数值计算能力和图形绘制能力[1]，极大的便利了工程师的设计工作，在现代机械设计领域已经得到了广泛应用。然而，对于国内大部分工程师，当前的CAD系统仅仅是绘图和建模工具，主要用于辅助设计产品几何外形，而较少涉猎到产品设计过程中的物理特性分析。

工程师使用CAD软件进行设计，在准确表示几何信息的同时，往往忽略了大量的设计信息，例如在设计过程中，螺栓的预紧力、摩擦系数，电机的最大转速、最大转矩等是工程师重点关注的参数，而在CAD系统中螺栓和电机都是由点、线、面构成的零件（part）文件，保留了几何结构参数，却丢失了预紧力等设计参数。……