制造系统建模、性能分析与优化

3.3 特征提取
工业机器人主要功能是在要求实现的 运动下完成工件的抓取，移动，吸附等。 因此，工业机器人设计主要与抓放工件的 重量、表面，机器人运动方式要求、执行 端的工作方式有关，其方案的创新设计过 程可以分为两层。
驱动方式
第0层
工作方式 辅助方式
表示模块化工业 机器人的总功能
执行方式 工件大小
工件表面损坏性
固定
单一普通连接
大工件
旋转
抓取
粗糙不易损坏
03 多色集合理论的具体应用
其次，由前面建立的推理矩阵
得 到如下几种方案：
03 多色集合理论的具体应用
最后，由前面建立的推理矩阵 用方案元表示的方案：
得到满足初始功能需求且
比如说：
表示由基座模块，移动关节模块，旋转
关节模块，普通连杆模块，滑槽杠杆式的机械手组成的模块化工业机器 人。
多色集合理论在工业机器人 设计方面的具体应用
背景
目前，机器人的应用环境以及功能需求的 多样化增加，拥有固定结构的传统整体化机器 人应用范围有限，对于不同特定需求的用户设 计特定机器人耗时费力。
与之相比将模块化思想引入机器人领域， 可以解决上述问题。
利用多色集合理论，得到通用的模块化工 业机器人模块库，当有设计任务下达时，绘制 多色图以及结构模型并求得装配设计和所需模 块的推理矩阵和约束矩阵，最后得到较优化的 机器人设计方案。
压力容器服役质量
第 0 层
第
人员操作
1
水平
层
压力容器 服役质量
压力容器 状态
压力容器 管理水平
压力容器 工作环境
关
键 因Biblioteka a1素a2
a3
a4
a5
…等等影响压力容器 服役质量的关键因素
a6
a7
谢谢大家！！
CCOONNTTEENNTSS
01 模块化工业机器人的组成 02 多色集合理论的简单介绍 03 多色集合在模块化机器人的应用
模块化工业机器人的组成
01 模块化工业机器人的组成
模块化工业机器人
基座模块 固定基座模块 移动基座模块
驱动模块 旋转关节模块 回旋关节模块 移动关节模块
辅助模块
普通连杆 模块
功能与实现该功能的方案元之间的关系采用多色集合中统一颜色和组成元素的
布尔矩阵
表示：
03 多色集合理论的具体应用
03 多色集合理论的具体应用
3.4 具体的推理过程
设定抓取工业机器人的初始功能需求为：基座为固定，工件为大工 件、表面粗糙不易损坏，调整方式为旋转、单一普通连接，工作方式为 抓取。
首先，把初始功能需求数学符号化：
多色图理论是多色集合理论与图论结合的产物，其具有多色 集合理论的特点，既能描述系统中元素性质，又能描述系统整体 性质，以及它们之间不同的关系和联系。
多色集合理论与图论的结合使得多色图理论在描述系统的动 态性方面更加具有优势
03 多色集合理论的具体应用
3.2 形式化功能模型
1
03 多色集合理论的具体应用
02 多色集合理论的简单介绍
在多色集合中，公式的具体含义：
多色集合中元素的组成 表示所有元素的个人着色 表示多色集合的统一着色 所有元素与个人着色之间的关系 所有元素与统一着色之间的关系 所有元素与统一着色体之间的关系
多色集合在模块化 机器人的应用
03 多色集合理论的具体应用
3.1 多色图理论
拐角连杆 模块
执行模块 手抓模块 吸附模块
多色集合理论的简单介绍
02 多色集合理论的简单介绍
核心 思想
使用相同的数学模型仿真不同的对象， 描绘出元素间的层次结构和复杂关系 在集合层和逻辑层组织、 处理信息
02 多色集合理论的简单介绍
传统集合 多色集合
集合中的元 素仅仅是名
字不同
集合整体和组成 集合的元素都被 赋予属性或性质， 统称为“颜色”
03 多色集合理论的具体应用
表示模块工作方式
第1层
表示执行模块的 传力机构
表示辅助方式
03 多色集合理论的具体应用
在第3层中建立一个方案元库：
03 多色集合理论的具体应用
相邻层功能关系用多色集合统一颜色和个人颜色布尔矩阵
表示：
03 多色集合理论的具体应用
基座
固定
03 多色集合理论的具体应用