[發明專利]模塊化對機具采樣過程中受力分析的方法

在審

• 申請號: 201911036509.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110750914A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 李謙;李俊萍;謝蘭蘭;曹彥偉
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 51282 成都智言知識產權代理有限公司
• 代理人: 濮云杉

1.模塊化對機具采樣過程中受力分析的方法，其特征包括：

A.劃分模塊：將機具采樣過程分為n個運動模塊和m個結構模塊的組合，n≥1，m≥1，運動模塊和結構模塊之間相互獨立；運動模塊用于描述機具的各部件在采樣過程中的不同運動方式，每個運動模塊的三維運動軌跡為若干個三維勻速直線運動和若干個三維勻速圓周運動的組合；結構模塊用于描述機具的組成結構，任意形狀的機具由若干個結構模塊組合而成，被采樣樣品對機具各部件的作用力通過對組成該機具的所有結構模塊的受力疊加分析獲得，結構模塊包括有平板模塊和弧形板模塊；

B.運動模塊的劃分和定義運動軌跡：通過對單一的運動模塊在三維坐標系中的運動分析，得到單一的運動模塊的三維勻速直線運動基本模型和三維勻速圓周運動基本模型；

C.將機具的實際運動軌跡拆分為若干個勻速直線運動的運動模塊和若干個勻速圓周運動的運動模塊，并且確定每個運動模塊的運動時長和運動參數，再建立n個運動模塊在總運動時長t_n內的運動矩陣M_S；

D.結構模塊的組合：根據平板模塊和弧形板模塊的截面參數定義、平板模塊和弧形板模塊的延伸參數定義、以及平板模塊和弧形板模塊的切割參數定義，得到用于描述m個結構模塊組合的矩陣M_T；

E.運動模塊和結構模塊組合：對任意一個結構模塊的所有運動軌跡均進行分析后得到該結構模塊在整個采樣過程中的受力情況；根據合力原理，整合所有結構模塊對任意單一運動軌跡的受力，得到機具在該指定的單一運動軌跡中的受力情況；根據合力原理，整合所有的結構模塊在所有運動軌跡中的受力，得到機具在整個采樣過程中的受力情況。

2.如權利要求1所述的模塊化對機具采樣過程中受力分析的方法，其特征為：在步驟B所述的運動分析時，建立三維坐標系XYZ，平面XOY為水平面，運動模塊的初始速度為V_st，初始位置為O′，初始速度為V_st的矢量位于平面A上，平面A與平面XOY的夾角為θ，θ∈[90°]，與平面XOY交線為MN，并且初始位置為O′位于交線MN上，交線MN與X軸的夾角為β，β∈[0,360°]，方向以從X軸正向逆時針旋轉為正；在平面A上建立輔助坐標系X′O′Y′，以交線MN的方向為X′軸的方向，與X′軸垂直的方向為Y′軸方向，初始速度V_st與X′軸的夾角為α，α∈[0,360°]，方向以從X′軸正向逆時針旋轉為正；由數學推導得到單一的運動模塊的三維勻速直線運動基本模型為：

(x_end,y_end,z_end)＝S_line((x_st,y_st,z_st),V_st,α,β,θ,t)

單一的運動模塊的三維勻速圓周運動基本模型為：

(x_end,y_end,z_end)＝S_circle((x_st,y_st,z_st),V_st,α,β,θ,t,R)

其中，x_end、y_end、z_end分別為該運動模塊運動終點在三維坐標系XYZ上的坐標值，x_st、y_st、z_st分別為該運動模塊運動起點在三維坐標系XYZ上的坐標值，t為該運動模塊的運動時長，R為三維勻速圓周運動的半徑。