基于特种机器人模块化设计方法,本文关于模块化论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
模块化论文参考文献：
摘 要：目前,模块化机器人的模块划分办法有很多,大部分机器人均是采取自顶向下的办法进行设计,此种设计办法比较注重模块的结构,如果使用现有的机器人模块便会存在一定的难度,其只适用于设计全新模块化机器人.由于自底向上的模块化设计办法是基于已有机器人而开展的,其可以使已有资源得到充分地应用,最大限度地减少设计成本.所以,本文以现存的特种机器人为例,采取自底向上的设计办法,对基于特种机器人的模块化设计进行了探讨,以期为我国特种机器人的模块化设计提供一些参考.
关键词：特种机器人；模块化；设计方法
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1672-4437（2017）03-0057-04
1引言
在当下自然灾害日益频发、世界反恐形势越来越严峻的新时代下,具备消防、侦察、排爆、攻击以及搜救等功能的特种机器人也逐渐受到社会各界广泛的关注.而模块化设计可以最大限度地缩减产品的开发周期,最大限度地减少产品的开发成本,只需对相关的模块进行更换,便可达到升级功能、更新设备的目的.因此,模块化设计已经被广泛应用于特种机器人设计之中,且已经取得了较好的效果.对基于特种机器人的模块化设计方法进行探索和研究就显得非常有必要.
2模块化设计办法
模块化设计办法主要包括两种,即自底向上法和自顶向下法[1].文章采取的是自底向上的设计办法.自底向上法属于一种后置平台的设计办法,就是把已有的多个系统当作子系统,并把它们整合起来组成父系统.相互独立的基本元素是此过程中最先得到细致描述的,接着就是把基本元素整合起来组成子系统,之后再对子系统加以整合来形成父系统,有时需要对多个层次的子系统进行整合方能形成父系统[2].这是一个从微小、简单向健全、繁杂转变的过程,也就是通过重新设计现有的一组产品,使部件实现标准化,继而创建出具备更强竞争力的产品.自底向上法利用非模块化产品来对产品的共性进行归纳,从而得出通用模块,是使非模块化产品实现模块化的一种有效办法.
此办法中牵涉到功能基、伪功能基、流以及功能元等术语.其中,系统输出量和输入量之间的关系就称作功能,而流就是指那些输出量和输入量,主要包括信息流、物流及能量流.在分解功能的过程中,分解到无法再分的最小功能就称作功能元.产品的总功能可分解成多个功能元,借助流把系统的所有功能元整合在一起,便可形成功能结构.通过归纳法形成的一种构建功能模型使用的通用设计语言就称作功能基,功能基主要包括流集合和功能集合.功能基不仅可以使功能结构分析变得更加简化,同时也是确保功能分解结果和过程唯一且能够再现的基础[3].功能基中存在着一个停止分解的标准,而且借助功能基来构建功能模型,可以在同一功能级上对不同的产品进行对比,便于对产品的相似性进行分析.伪功能基是指高度集成的复杂机电产品,在对比较复杂的机器人产品进行分析时,部分软硬件结合、集成度高的功能部件可以当作一个整体使用于结构分析中,而无需细分到功能元或功能基时,就可将其作为伪功能基使用.
IDEF是美国空军基于结构化分析办法而制定的一种复杂系统建模办法,其中IDEFO办法主要是用于对系统各功能之间的关联和功能要求进行描述,同时对完成功能的实现机制进行记录[4].文章采用IDEFO建模办法来对系统的功能关系及活动进行描述,通过对各模块相互之间的关系和功能模型进行构建,以此来对模块化机器人系统的体系结构进行描述.
3模块化分析过程
模块化分析过程主要包括如下几个步骤：
3.1借助功能基、伪功能基、流及功能元构建现有产品的功能结构
3.1.1对系统的输入流、输出流及总功能进行确立
在确定主参数和設计任务的前提下来分析总功能.设计任务总目标的反映就是总功能.功能是对技术系统或产品的特定工作能力的一种抽象化的描述,其是产品对外界造成的某种影响或效应的一种反映,如产品和外界环境之间发生的信息、能量、物质的交互,或状态的变化[5].可采取“黑箱法”来分析总功能.针对某个未知的繁杂系统,可通过测量或观测外部来对其和外部环境之间的关系进行判断,并对信号流、能量流以及物质流三者之间的转换关系进行分析,继而对总功能进行判定.
3.1.2逐层把产品的总功能分解至伪功能基或功能基,形成功能树
产品的总功能是对产品功能的更深层次的概述,为了方便划分功能模块,必须分解功能.把产品的总功能分解成相对简单的功能或分功能的过程就称作功能分解,通过分解功能可以有效降低问题的复杂程度,便于求解产品功能的结构.产品的功能是具有一定层次性的,是可以逐层进行分解的.所以,在划分模块时也可以采取这一办法.
3.1.3分别为各个输入流构建相应的功能链
首先,分别为各个输入流构建相应的功能链.接着,再对从输入到输出或者到流的内容转换处对流的所有操作加以全面的考虑.之后,再根据操作发生的先后顺序,对各伪功能基或功能基进行排列,同时为它们构建相应的功能链.根据时间顺序,可将功能链分为并行功能链和串行功能链两种.其中,并行功能链是指在同一时间点发生的操作,多个串行功能链组合在一起便形成了并行功能链,并行功能链中的所有串行功能链共享一个或几个公共流；而串行功能链是指根据时间先后顺序发生的对流的一系列操作.
3.1.4将所有功能链连接起来,形成功能结构
设计模块化过程中一个非常重要的环节就是构建功能结构,功能结构是构建模块化系统以及划分模块的基础条件.所以,准确地构建功能结构具有极其重要的现实意义.
3.2查找功能类似产品的共享功能结构
通过将形成的功能结构进行对比,把多次出现的相同部分确定为共享功能结构的共享功能部分,将个性部分确定为个性功能部分.对功能类似产品的共享功能结构进行构建,可以使多个产品在功能上的相同和差别清晰地体现出来,从而便于对个性功能和共享功能能进行确定.个性功能就是指仅属于特定产品的功能,而共享功能则是指多个产品都具备的功能.
结论：大学硕士与本科模块化毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写模块化设计产品方面论文范文。
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