1、成的，除了基本模型，还定义了参数化重用所需要的模型参数赋值关系等。重用动态链接库是参数层建模工作者基于工具包，采用二次开发的方式，生成的动态链接库文件，是实现参数化模型重用的主要载体。机电系统分析与设计应用层模块功能相似度推理模块功能相似度推理模块是原理结构参数模型原理层的主要推理机，其主要功能是根据设计者的功能需求检索相应的功能原理模块，即功能元，并将最相似功能和功能元组成的功能原理载体推送给设计者重用。本系统提供了两种检索方式本体检索方式和关键词检索方式。本体检索方式主要基于本文第二章给出的功能相似度计算算法，其输入界面如图所示。关键词检索方式采用的是目前网络检索工具主流的关键词匹配式检索，其输入界面如图所示。图本体功能相似度推理图关键词功能相似度推理功能元预览模块通过功能相似度检索获取的功能知识元通过树控件建立索引，能够机电系统分析与设计在功能元预览区进行查看，并可以添加功能草图实施功能流形态组网，进行手动的功能原理方案设计，功能元预览视图如图所示。图功能元查看视图功能草图模块功能草图模块是功能原理设计的主要模块，其工作状态形式如图。图所示状态是在主工作界面的基础上将功能推理模块和功能实例预览模块等进行折叠收起的情况。功能草图的主视图采用了矢量图形技术，可以方便地放大和缩小，能够插入功能元示意图片能够显示和消除背景栅格。功能草图中的各种功能元和功能流可以在草图中任意拖动和组网。其另个优势是可采用功能黑箱进行局部功能拓扑智能组网和临时的设计假想，即先采用功能黑箱完成整体的功能流组网。
2、可以形成图所示设计方案。该设计方案包括了四自由度运动调焦载物台模块直线运动，微位移运动，两自由度切片卡槽传输模块和两自由度切片仓库模块。图全自动数字化显微镜机电系统种设计方案向转台载物台向线性模组切片卡槽载物台。综合各个功能流形态，上片功能执行过程中，各个结构元之间的功能流传递情况如表。表切片装载过程多个功能流形态的综合矩阵结构元编号切片库向齿轮齿条副切片库向齿轮齿条副切片库取片卡爪送片机构向线性模组送片机构向转台载物台向线性模组切片卡槽载物台直线机械能直线机械能物料切片卡槽物料切片卡槽直线机械能旋转机械能旋转机械能直线机械能机电系统分析与设计表注控制系统信号流传递以及与系统外部的功能流交换情况未给出。将功能流传递矩阵转化无向功能流联系矩阵，如表。功能流传递矩阵描述了各个功能流形态中功能流在各个结构元之间的汇总情况，将其右上侧部分沿对角线翻转至左下侧，则形成了无向的功能流联系矩阵。表功能流联系矩阵结构元编号直线机械能直线机械能物料切片卡槽直线机械能旋转机械能旋转机械能物料切片卡槽直线机械能选择合适的接口满足各结构元间的功能流传递，形成功能流接口矩阵。本案例中主要的功能流是直线旋转机械能。如前文所述，其功能流传递接口分为刚性固定联接刚性滑动联接刚性转动联接等。如表所示，切片库向齿轮齿条副和向齿轮齿条副之间切片库向齿轮齿条和切片库之间采用刚性滑动联接取片卡爪和送片机构向线性模组之间送片机构向线性模组和送片机构向转台之间载物台向线性模组和切片卡槽载物台之间采用螺纹连接。切片库和取片卡爪之间取。
3、速度运动加速度采用本文算法，对型液压缸型液压缸型线性模组型齿轮齿条机构进行的约束包容相似度计算，计算结果如表所示。机电系统分析与设计表行为属性的包容相似度行为属性结构元相似度型液压缸型液压缸型线性模组型齿轮齿条机构附输出流直线力度量稳定性直线运动度量运动精度运动速度运动加速度显然，型液压缸型线性模组型齿轮齿条执行机构都能满足切片库向直线执行机构的需求，考虑到成本因素安装简易性等因素，采用本设计提出的结构方案评价原则，选择型齿轮齿条执行机构作为切片库直线执行机构。采用类似的方法，可以对显微镜系统其他各个功能模块进行选择，最终选择结构元如表。表结构元选择情况功能切片库向直线切片库向直线送片机构向直线送片机构向旋转载物台向直线载物台向直线载物台向大直线载物台向微直线结构元齿轮齿条副齿轮齿条副型线性模组单自由度型转台型线性模组型线性模组型线性模组压电微位移机构对机械系统进行初步的结构设计以后，对其控制系统方案进行配置。与切片自动装载功能相关的控制系统功能主要包括相关电机的驱动控制卡槽存取状况监测卡槽上下片定位检测等。电机的驱动控制通过相应电机的型号匹配合适的驱动器，其控制逻辑功能通过来实现。以卡槽存取状况监测为例，对控制系统方案设计的方法进行说明。卡槽存取状况的记录功能具体由来完成，但是其存取操作过程需要设计合理的信号检测方式，具体包括存取操作的卡槽位置检测存取操作是否成功的检测。存取操作的卡槽位置检测通过切片库向直线运动执行电机和切片库向直线运动执行电机的位置反馈通过预先标定来实现。存取操作。
4、卡爪和切片卡槽载物台之间传递切片卡槽，只需保证相对位置，无需接口设计。机电系统分析与设计表功能流传递接口矩阵结构元编号刚性滑动联接刚性滑动联接螺纹联接螺纹联接螺纹联接表注无需接口设计用示出。加入机架，构建复合结构矩阵。由于本设计中大部分功能流是机械能，其传递和结构元的安装固定是体的，设计方案的结构拓扑如表所示。表结构拓扑复合矩阵编号机架螺纹联接螺纹联接螺纹联接螺纹联接螺纹联接机架螺纹螺纹螺纹螺纹机电系统分析与设计联接联接联接联接物化参数设计在物化设计阶段，主要任务是根据具体的功能需求，将结构方案的各个结构元进行具体化设计，充分利用以往设计的设计案例，通过参数化再生的方式实现部分功能模块重用，最终进行装配设计，获得初步的详细设计方案。结构元参数求解物化求解轨迹规划据表所示综合功能流形态，可得如图所示功能流形态图。知其交互。系统模块数据层系统模块本体库本体库包括了功能本体库和行为属性本体库，其存储以格式文件为单位，构建工具是。图是功能流本体在上的构建情况。机电系统分析与设计图功能流本体在上的构建知识库知识库包括功能原理知识库功能实例知识库和物化设计知识库，分别是原理层结构层和参数层设计知识的主要承载载体。知识库的构建主要是在中完成的。需要指出的是这三个库之间是存在映射和关联的，这种关联在设计过程中体现在设计的衔接和连续性。图是数据库主要数据表之间的关系图。图数据库主要数据表的关系图模型库模型库主要存储了结构元的参数化模型以及其重用动态链接库文件。本设计中结构元的参数化模型的主要是由工程软件。
5、性模组送片结构向转台切片库切片库向齿轮齿条副切片库向齿轮齿条副的物化求解轨迹。图切片装载过程功能流形态图部分模块参数化再生在物化参数设计过程中，不可避免地要对部分功能模块进行全新设计，如上述切片自动装载装置中的切片卡槽取片卡爪切片库机架等。但是在原理结构参数模型下，仍会有定数量的功能模块可以进行参数化重用设计，如上述各功能模块中的线性模组齿轮齿条副转台等。以切片库齿轮齿条副的参数化重用为例，对参数化再生进行说明。齿轮齿条副的主要功能输出直线力和直线运动，输入旋转力和旋转运动主要设计参数包括齿轮齿条的模数压力角和宽度齿条的长度齿轮的齿数孔径等。在参数层知识建模和表示的过程中，已经建立齿轮齿条副的行为属性变量和各个结构参量之间的参变量表达式。如，齿条长度和直线运动行程之间的关系齿条长度约等于行程长度直线力和模数齿宽和齿轮齿数之间的关系低速开式传动，按齿根弯曲强度建立参变量方程高速闭式传动，按齿面接触强度建立参变量方程，轴孔尺寸直径键高与输入扭矩齿轮宽度之间的关系按键传动的压溃强度建立参变量方程。在齿轮齿条的参数化模型中，把结构参量赋值给模型内部变量，如图所示。在参数化重用过程中，机电系统分析与设计对其行为变量部分具有定设计自由度的结构参量进行赋值，通过求解满约束参变量方程组，获得必要的结构参量，通过即可以实现三维模型再生和重用。图齿轮齿条副的结构参量和模型内部变量赋值装配设计通过上述设计步骤，对全自动数字化显微镜机电系统的各个功能模块进行具体化设计，按照结构拓扑矩阵参见表，进行装配设计，最。
6、通常是在室温下，故不再对执行过程温度和介质做要求。切片盒的向直线运动的直线力大小，与切片仓库的设计有关，估计切片仓库的重量不会超过，选择，则需要直线力大小约为切片仓库运动过程中需要定的稳定性，不宜剧烈震动，故稳定性取或直线运动距离与切片仓库高度有关切片卡槽位置分布在最高和最低都能取到，设层间距，存储片切片卡槽，则大约高度为切片卡槽存取过程中，需要和运片机构对准，设层间距为，取定位精度为层间距十分之，则大约要小于由于，运动行程不大，故运动速度不宜太高，考虑加减速设计，按照最大加速度为计算，则最大速度可为。由于，切片盒向运动速度较低，故不对运动加速度设限制。则有表。表切片库向直线运动和直线力行为属性需求输出流直线力度量稳定性直线运动度量运动精度运动速度运动加速度采用本文算法，对型液压缸型液压缸型线性模组型齿轮齿条机构进行的约束包容相似度计算，计算结果如表所示。机电系统分析与设计表行为属性的包容相似度行为属性结构元相似度型液压缸型液压缸型线性模组型齿轮齿条机构附输出流直线力度量稳定性直线运动度量运动精度运动速度运动加速度显然，型液压缸型线性模组型齿轮齿条执行机构都能满足切片库向直线执行机构的需求，考虑到成本因素安装简易性等因素，采用本设计提出的结构方案评价原则，选择型齿轮齿条执行机构作为切片库直线执行机构。采用类似的方法，可以对显微镜系统其他各个功能模块进行选择，最终选择结构元如表。表结构元选择情况功能切片库向直线切片库向直线送片机构向直线送片机构向旋转载物台向直线载物台向直线载物台向大直线。
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全自动数字化显微镜机电系统设计
