在工业机械手概念设计的过程中，需要人们掌握相关的关键技术，因为这些技术决定了工业机械手概念设计的效果，甚至决定了实际的效果以及后期工业机械手的使用效率。

工业机械手概念设计中的关键技术包含了建模技术和推理技术。建模技术，是指对产品相关的各种知识和推理信息的表达方式;推理技术，是指产生合理的产品概念设计解的求解、推理和决策等技术。下面，我们来详细介绍一下建模技术和推理技术。

在机械手产品设计过程中一个难题是机械手产品描述的复杂性，即产品的模型问题，它是CACD的核心技术。许多学者从工程设计方法学中概念设计的定位出发，提出层次概念模型、基于广义特征的概念模型、工程设计概念模型等概念设计建模技术与方法。

工业机械手概念设计

另外，从产品设计学的角度看，产品设计过程可视为一个特征的演化过程，概念设计过程亦然。许多学者将他们在产品结构设计、装配设计等方面的研究成果加以拓展，应用在概念设计过程，提出以支持变量特征和概念设计为标志的各类产品模型，如基于特征关联语义的模型、基于变动特征的模型、信息基因模型、生成型特征设计模型等建模方法。这些模型中的特征概念在继承原有特征的性质和属性操作的基础上增加了语义型、变动型、置换型和遗传型的新特点，以适应概念设计过程中对象的抽象性、模糊性和继承性。它们支持的设计模式更加符合产品的实际设计过程，在一定程度上体现了概念设计中的特征演化过程。

其中涉及的模型表示下法包括语言、几何模型、树、知识以及图像等。产品功能、需求和约束等常用图、树、知识等表示，如用功能方法树、功能树、基于语义网络和并行工程的功能结构图来表示功能，用语言、定性描述、知识和面向对象方法等描述产品行为。产品结构描述主要是几何模型表达，常用的方法有边界表达(B-rep)、构造实体表达(CSG)、变量几何和特征表达等。有趋势表明，越来越倾向于采用集成表达方法——参数化、几何、特征和变量等的集成。图和树是概念设计阶段常用的两种表达手段，可以对有关产品的所有属性，包括功能、几何、特征、需求和约束进行描述。知识是另一种常用的表达方法，最常用的知识模型包括框架、产生式规划、语义网络及谓语逻辑等。利用知识模型去的了很大的成功，但也存在一些不足，如知识模型正确性的检验、知识获取以及知识库管理等问题。

支持概念设计遇到的第二个难题是采用何种合适的方法将用户需求映射到相应的物理空间。

工业机械手概念设计

概念设计方法的研究已经从最初的功能推理，发展到20世纪60年代的结构推理，现在的研究热点则是概念设计的自动化问题。典型的智能设计方法、有约束满足设计方法、CBR、基于规则推理法、基于知识推理法、神经网络法、优化技术法、价值工程法、定性推理法以及并行工程法等。

CBR法是AI技术中一个重要发展方向，是一种相似推理方法，其核心是利用过去的实例和经验来解决新问题。它克服和回避了知识获取瓶颈，有效地利用存在于已有的设计实例中的知识，以得到广泛应用，但实例修改和再设计问题尚需继续研究。

在价值工程方法中，设计者从设计的基本功能入手，将其分解直至每一个功能都由一个部件对应来实现为止。

定性推理使用定性信息，对系统结构、行为和功能进行描述，并研究它们之间的长系，从而推出定性解释，以模仿人类定性常识推理，是一种跨领域推理方法。其主要思路是：忽视所描述问题的次要因素或忽视问题中可能出现的非精确性和不确定性，借助各种规范、规则和掌握其主要因素来简化对问题的描述，在此基础上，将描述问题的传统定量方法转化为相应的定性模型，进行推理和得出定性解释。在概念设计早期，精确数字信息没有或不足，定性推理的使用更有必要性。

文中介绍了工业机械手概念设计中的关键技术，建模技术和推理技术。建模技术是计算机辅助概念设计的核心技术;推理技术的核心是利用过去的实例和经验来解决新问题。更多关于工业机械手概念设计的知识和应用，请关注我们吧。

文章来源：《机械设计与研究》 网址: http://www.jxsjyyj.cn/zonghexinwen/2020/1110/359.html