基于弦角描述符的平面开环轨迹尺寸综合方法

作     者：朱留宪 魏巍 李立 

作者机构：西南交通大学机械工程学院 四川省高温合金切削工艺技术工程实验室 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51805449) 

主　　题：开环轨迹 尺寸综合 弦角描述符 多维尺度缩放 层次聚类 

摘      要：针对数值图谱法提取平面开环轨迹特征计算量大、检索效率低的问题，提出一种基于弦角描述符的平面开环轨迹尺寸综合方法。首先，利用弦角描述符的平移、旋转、缩放不变性，直接得到与机构的机架位置、机架偏转角度和整体缩放均无关的开环轨迹形状特征；其次，利用弦角描述符的自包含属性，提出了不受采样分辨率影响的开环轨迹部分匹配算法；再次，利用多维尺度缩放法将得到的弦角描述符压缩为2维特征，并结合层次聚类算法，建立了16000组平面四杆机构的数值图谱库。在此基础上，根据设计要求的弦角描述符与图谱库中弦角描述符的相似程度，检索出满足设计要求的机构尺寸型。最后，通过两个平面开环轨迹的尺寸综合算例，验证了该方法的有效性。研究结果表明：利用本文提出的尺寸综合方法，能够得到满足设计要求的平面开环轨迹尺寸综合结果，并且该方法无需对轨迹进行归一化处理，减少了提取轨迹特征的计算量，利用聚类树的层次链接关系，避免了对数据库进行遍历检索，提高了图谱库的检索效率。