基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法
专利汇可以提供基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于环路理论的闭环 运动链 拓扑胚图的自动综合方法，属于机构创新设计和智能CAD领域。先基于运动链的已知基本参数，确定其构件分类数组；然后确定对应于每个构件分类数组的胚图综合方程组，并进行方程组的逐一求解；其次基于环路理论的环路邻接关系，对得到的解进行可分离性判别；对不可分离的解，基于环路理论的最大环、周长环和规范标号，得到与胚图具有一一对应关系的特征邻接矩阵并以此进行同构判别；最后基于特征邻接矩阵，自动生成闭环运动链的拓扑胚图。本发明实现了机构运动链拓扑胚图综合的实时化和 人机交互 化。，下面是基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法专利的具体信息内容。
1.一种基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法，其特征是依次采用如下步骤：
1)基于运动链的基本参数，确定其构件分类数组；
2)确定对应于每个构件分类数组的胚图综合方程组并求解；
3)基于环路理论的环路邻接关系，进行胚图的可分离性判别；
4)基于环路理论的最大环、周长环和规范标号，得到与胚图具有一一对应关系的特征邻接矩阵并以此进行同构判别；
5)根据特征邻接矩阵自动生成闭环运动链的拓扑胚图。
2.根据权利要求1中所述的基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法，其特征是：步骤2)中胚图综合方程组求解步骤为：
步骤1：通过解方程组的第一个方程，确定顶点1与其他顶点之间的连接关系，在方程(1)中，至少有两个变量大于零，并且每个变量都应满足：
0≤xij≤di(2≤j≤Nm) (2)
基于顶点的度，把顶点2～Nm中具有相同度的所有顶点划分到同一个对称顶点集。不失一般性，若在同一个对称顶点集中，存在顶点i和顶点j(i＞j)，令：
x1i≤x1j (3)
根据式(2)和式(3)，则可以确定式(1)中的 所有变量的值，此时综合方程组变为：
步骤2：通过解方程组(4)中的第一个方程，可以确定出顶点2与其他顶点之间的连接关系，
方程(5)中的每个变量应满足：
0≤x2i≤min(d2-x12，di-x1i)(3≤i≤Nm) (6)
根据 的值，可以将顶点3～Nm划分成新的对称顶点集，新组成的每一个对称顶点集中的所有顶点对应步骤1中同一个对称顶点集，并且有相同的 值；不失一般性，在同一个对称顶点集中，若存在顶点i和顶点j(i＞j)令：
x2i≤x2j (7)
根据式(6)和式(7)，可以确定方程(5)中所有变量 的值，
此时综合方程组变为：
... ...
步骤n：通过解方程组(9)的第一个方程，可以确定顶点n与其他顶点的连接关系，方程组(9)的第一个方程的每个变量应满足：
根据 的值，可以把顶点(n+1)～Nm划分到新的对称顶点集，在新划
分的每个对称顶点集中的所有顶点对应步骤(n-1)中的同一个对称顶点集，并且有相同的值；不失一般性，如果在同一个对称顶点集中，若存在顶点i和顶点j(i＞j)令：
xni≤xnj (11)
根据式(10)和式(11)，可以确定方程组(9)的第一个方程的所有变量
的值，
... ...
步骤(Nm-2)：计算到最后一步时，综合方程组如下所示：
求解出方程组(12)，综合方程的每一个解都对应一个相应的图，为了去掉可分离的胚图和同构的胚图，必须进行可分离判别和同构判别。
3.根据权利要求1中所述的基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法，其特征是：步骤3)中胚图的可分离性判别步骤为：
在胚图的所有环路中，含有最多的顶点或边的环路被定义为顶点或边的最大环。最大环的度序列是由顶点的度一个个按次序沿顺时针或逆时针排列的。一个度序列可以看成一个数。在最大环的度序列中最大的数被定义为规范周长度序列，相应的环路被定义为周长环(周长环不一定唯一)；
若胚图满足以下(1)和(2)的要求，则其被判别为顶点可分离胚图，
(1)存在一个环与胚图的一个周长环有一个共同的顶点；
(2)这个环的其他顶点和这个周长环的其他顶点不邻接，
如胚图满足以下(1)和(2)的要求，则其被判别为边可分离胚图，
(1)存在一个环与胚图的任何一个周长环都没有共同的顶点；
(2)这个环中仅有一个顶点和周长环的顶点邻接。
4.根据权利要求1中所述的基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法，其特征是：步骤4)中求取特征邻接矩阵来进行同构判别的步骤为：
步骤1：确定周长图
胚图的周长图绘制如下：
(1)把周长环以正多边形的形式画到最外层；
(2)把胚图剩余的顶点都放到周长环的里面；
步骤2：确定规范周长图和规范邻接矩阵
规范顶点标注如下：
(1)把每一个顶点按照规范周长度序列用自然数1～t依次标注在周长环上；
(2)在周长环中，如果通过从不同的顶点开始计数可以得到规范周长度序列，则连接在含有最多顶点的内链上的那个顶点被记为起始顶点；
(3)根据顶点度来重新标注内链中的顶点，首先标注含有度的最大值的顶点按着上述方法标注的周长胚图叫做规范周长胚图；相应的邻接矩阵叫做规范周长邻接矩阵，
步骤4：确定特征邻接矩阵和相应的特征周长胚图
在胚图的所有规范邻接矩阵的上三角阵的行向量依次进行串联所得到的二进制数字串中，与最大的一个二进制数字串相对应的规范邻接矩阵叫做胚图的特征邻接矩阵，与特征邻接矩阵相对应的规范胚图称为胚图的特征周长胚图。
5.根据权利要求1中所述的基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法，其特征是：步骤5)中拓扑胚图的自动生成步骤为：
步骤1：确定周长环路上各个点的坐标，首先给定一个已知圆心和半径的圆，然后将其圆心角平分为n份(n表示周长环路上顶点的个数)，根据圆的坐标表示公式，就能得到周长回路上各个点的坐标；
步骤2：确定内链上各个点的坐标，由于每个内链的起点和终点都在周长回路上，这样每个内链的起点和终点都能形成一个线段，将其线段平分为m份(m表示内链上除起点和终点以外点的个数)，这样就能确定内链上各个点的坐标；
步骤3：两个点之间连接线型的确定，如果两个点之间有一条线段进行相连，则用直线直接连接；如果两点之间大于等于两条线段连接，则分两种情况：
(1)如果是周长回路上的两点，则必须有一条直接连接，其余边以对称弧线的形式连接；
(2)如果是内链上的两点，则连接的边都以对称的弧线形式连接；
步骤4：根据特征邻接矩阵的连接关系，以此用相应的线型连接各个点，从而可以绘制出特征周长胚图。
基于环路理论的闭环运动链拓扑胚图的自动综合方法
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背景技术
发明内容
具体实施方式
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