JP2018063592A - Design plan generation apparatus, design plan generation program, and method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a design plan generation apparatus in which an appropriate mechanism element is selectable for a motion desired by a user.SOLUTION: A design plan generation apparatus 1 comprises a storage part 11, a user locus data acquisition part 31, a cluster search part 34, a design plan generation part 35, and a design plan output part 36. The storage part 11 stores registered locus data indicating a locus of a point of action and a mechanism element realizing the locus of a point of action according to rotation of a main spindle in association with a cluster indicating a division of the locus of the point of action. The user locus data acquisition part 31 acquires user locus data indicating a user locus, which is a locus input by a user. The cluster search part 34 searches a cluster corresponding to a division of the user locus. The design plan generation part 35 optimizes a measurement of the mechanism element associated with the found cluster so that the locus of the point of action associated with the found cluster resembles the user locus, and generates a design plan. The design plan output part 36 outputs the design plan.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、設計案生成装置、設計案生成プログラム及びその方法に関する。   The present invention relates to a design plan generation apparatus, a design plan generation program, and a method thereof.

コンピュータを使って、製品の機構設計を行う作業者を支援する種々の方法が知られている(例えば、特許文献1〜3を参照)。また、主軸についたハンドルを手動で回すことで箱の上部に出ている人形が動作するからくり機構の設計を支援する設計支援システムが知られている。具体的には、からくり機構の動きと、ギア、クランク及びカム等動きを実現するパーツとの関係を規定することで、ユーザにより選択的に入力された動きを実現する機構を生成する方法が知られている(例えば、非特許文献1を参照)。また、ギアとリンク機構を組み合わせた平面円運動を実現するいくつかの機構をライブラリとして記憶して、ライブラリに記憶された機構を使用して、所望の動きを実現する方法が知られている(例えば、非特許文献2を参照)。   There are known various methods for assisting an operator who designs a mechanism of a product using a computer (see, for example, Patent Documents 1 to 3). There is also known a design support system that supports the design of a mechanism for moving a doll on the top of a box by manually turning a handle on a main shaft. Specifically, a method for generating a mechanism that realizes a motion selectively input by a user by defining the relationship between the motion of the mechanism mechanism and the parts that realize the motion such as gears, cranks, and cams is known. (For example, see Non-Patent Document 1). In addition, a method is known in which several mechanisms that realize planar circular motion combining a gear and a link mechanism are stored as a library, and a desired movement is realized using the mechanism stored in the library ( For example, refer nonpatent literature 2.).

特開平9−10231号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-10231 特開2009−50632号公報JP 2009-50632 A 特表2014−512891号公報Special table 2014-512891 gazette

L. Zhu et al., "Motion-Guided Mechanical Toy Modeling" November, 2012L. Zhu et al., "Motion-Guided Mechanical Toy Modeling" November, 2012 S Coros al., "Computational Design of Mechanical Characters" November, 2013S Coros al., "Computational Design of Mechanical Characters" November, 2013 Niloy J al., "ILLUSTRATING HOW MECHANICAL ASSEMBLIES WORK", ACM SIGGRAPH 2010" November, 2013Niloy J al., "ILLUSTRATING HOW MECHANICAL ASSEMBLIES WORK", ACM SIGGRAPH 2010 "November, 2013 MacQueen, J. B., "Some Methods for classification and Analysis of Multivariate Observations" Proceedings of 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability, University of California Press, pp. 281-297, 2013MacQueen, J. B., "Some Methods for classification and Analysis of Multivariate Observations" Proceedings of 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability, University of California Press, pp. 281-297, 2013

しかしながら、ユーザにより選択的に入力された動きを実現する機構を生成する方法では、ユーザが選択可能な動きは限定されるため、ユーザが望む動きが選択できないおそれがある。また、ライブラリに記憶された機構を使用して、所望の動きを実現する方法では、使用可能な機構がライブラリに記憶された機構に限定されるため、ユーザが望む機構が選択できないおそれがある。   However, in the method of generating a mechanism that realizes a motion selectively input by the user, the motion that can be selected by the user is limited, and thus there is a possibility that the motion desired by the user cannot be selected. Further, in the method of realizing a desired movement using a mechanism stored in the library, usable mechanisms are limited to the mechanisms stored in the library, and therefore there is a possibility that the mechanism desired by the user cannot be selected.

一実施形態では、ユーザの望む動きに対して適切な機構要素の選択可能な設計案生成装置を提供することを目的とする。   In one embodiment, an object of the present invention is to provide a design plan generation apparatus capable of selecting an appropriate mechanism element for a user's desired movement.

1つの態様では、設計案生成装置は、記憶部と、ユーザ軌跡データ取得部と、クラスタ探索部と、設計案生成部と、設計案出力部とを有する。記憶部は、作用点の軌跡を示す登録軌跡データと、主軸の回転に応じて作用点の軌跡を実現する機構要素とを、作用点の軌跡の区分を示すクラスタに関連づけて記憶する。ユーザ軌跡データ取得部は、ユーザにより入力された軌跡であるユーザ軌跡を示すユーザ軌跡データを取得する。クラスタ探索部は、ユーザ軌跡の区分に対応するクラスタを探索する。設計案生成部は、探索されたクラスタに関連付けられた作用点の軌跡がユーザ軌跡に類似するように、探索されたクラスタに関連付けられた機構要素の寸法を最適化して、設計案を生成する。設計案出力部は、設計案を出力する。   In one aspect, the design plan generation apparatus includes a storage unit, a user trajectory data acquisition unit, a cluster search unit, a design plan generation unit, and a design plan output unit. The storage unit stores the registered trajectory data indicating the trajectory of the action point and the mechanism element that realizes the trajectory of the action point in accordance with the rotation of the main spindle in association with the cluster indicating the division of the trajectory of the action point. The user track data acquisition unit acquires user track data indicating a user track that is a track input by the user. The cluster search unit searches for a cluster corresponding to the segment of the user trajectory. The design plan generation unit generates a design plan by optimizing the size of the mechanism element associated with the searched cluster so that the locus of the action point associated with the searched cluster is similar to the user track. The design plan output unit outputs the design plan.

一実施形態では、ユーザの望む動きに対して適切な機構要素を選択することができる。   In one embodiment, an appropriate mechanism element can be selected for the movement desired by the user.

実施形態に係る設計案生成装置のブロック図である。It is a block diagram of the design plan production | generation apparatus which concerns on embodiment. 機構要素の設計図面を示す図であり、(a)は機構要素の第1例を示し、(b)は機構要素の第2例を示し、(c)は機構要素の第3例を示し、(d)は機構要素の第4例を示し、(e)は機構要素の第5例を示し、(f)は機構要素の第6例を示す。It is a figure which shows the design drawing of a mechanism element, (a) shows the 1st example of a mechanism element, (b) shows the 2nd example of a mechanism element, (c) shows the 3rd example of a mechanism element, (D) shows a fourth example of the mechanism element, (e) shows a fifth example of the mechanism element, and (f) shows a sixth example of the mechanism element. 構成要素と構成要素モデルとの関係を示す図であり、(a)は図2(c)に示す機構要素の第3例を示し、(b)は(a)に示す機構要素に対応する機構要素モデルを示す。It is a figure which shows the relationship between a component and a component element model, (a) shows the 3rd example of the mechanism element shown in FIG.2 (c), (b) is a mechanism corresponding to the mechanism element shown in (a). Indicates the element model. 運動学シミュレーションの一例を示す図であり、(a)は図2(c)に示す機構要素の第3例を示し、(b)は図4(a)に示す機構要素に対応する機構要素モデルを示す。It is a figure which shows an example of kinematic simulation, (a) shows the 3rd example of the mechanism element shown in FIG.2 (c), (b) is the mechanism element model corresponding to the mechanism element shown in FIG.4 (a). Indicates. 図1に示す設計案生成装置による設計案登録処理のフローチャートである。It is a flowchart of the design plan registration process by the design plan generation apparatus shown in FIG. 図1に示す設計案生成装置による設計案生成処理のフローチャートである。It is a flowchart of the design plan production | generation process by the design plan production | generation apparatus shown in FIG. 図1に示すユーザ軌跡データ取得部が取得するユーザ軌跡データ及び図1に示す筐体情報取得部が取得する筐体情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the user trace data which the user trace data acquisition part shown in FIG. 1 acquires, and the housing | casing information which the housing | casing information acquisition part shown in FIG. 1 acquires. 図6に示すS207の処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a process of S207 shown in FIG. 図6に示すS211の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of S211 shown in FIG. 図1に示す設計案生成装置によって生成される設計案の一例の動作を示す図であり、(a)は第1状態を示し、(b)は第1状態の次の第2状態を示し、(c)は第2状態の次の第3状態を示す。(d)は第3状態の次の第4状態を示し、(e)は第4状態の次の第5状態を示し、(f)は第5状態の次の第6状態を示す。It is a figure which shows operation | movement of an example of the design plan produced | generated by the design plan production | generation apparatus shown in FIG. 1, (a) shows a 1st state, (b) shows the 2nd state following a 1st state, (C) shows the 3rd state following the 2nd state. (D) shows a fourth state after the third state, (e) shows a fifth state after the fourth state, and (f) shows a sixth state after the fifth state.

以下、図を参照しつつ、設計案生成装置、設計案生成プログラム及びその方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。   Hereinafter, a design plan generation apparatus, a design plan generation program, and a method thereof will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, and extends to equivalents to the invention described in the claims.

(実施形態に係る設計案生成装置の概要)
実施形態に係る設計案生成装置は、軌跡を区分するクラスタに関連付けられた作用点の軌跡を、ユーザが入力した軌跡に類似するようにクラスタに関連付けられた機構要素の寸法を最適化して実現することで、ユーザの望む軌跡に最適な機構要素を選択する。
(Overview of design plan generation apparatus according to embodiment)
The design plan generation apparatus according to the embodiment realizes the locus of the action point associated with the cluster that classifies the locus by optimizing the size of the mechanism element associated with the cluster so as to be similar to the locus input by the user. As a result, the optimum mechanism element for the trajectory desired by the user is selected.

(実施形態に係る設計案生成装置の構成及び機能)
図1は、実施形態に係る設計案生成装置のブロック図である。
(Configuration and function of design plan generation apparatus according to embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a design plan generation apparatus according to an embodiment.

設計案生成装置1は、通信部10と、記憶部11と、入力部12と、出力部13と、処理部20とを有し、ユーザにより入力された軌跡を示すユーザ軌跡データから適切な機構要素を有する設計案を生成する。一例では、設計案生成装置1は、パーソナルコンピュータである。   The design plan generation apparatus 1 includes a communication unit 10, a storage unit 11, an input unit 12, an output unit 13, and a processing unit 20, and an appropriate mechanism based on user track data indicating a track input by a user. Generate a design proposal with elements. In one example, the design plan generation apparatus 1 is a personal computer.

通信部10は、HTTP(Hypertext Transfer Protocol)のプロトコルに従ってインタネットを介して不図示のサーバ等と通信を行う。そして、通信部10は、不図示のサーバ等から受信したデータを処理部20に供給する。また、通信部10は、処理部20から供給されたデータを不図示のサーバ等に送信する。   The communication unit 10 communicates with a server or the like (not shown) via the Internet according to an HTTP (Hypertext Transfer Protocol) protocol. Then, the communication unit 10 supplies data received from a server or the like (not shown) to the processing unit 20. Further, the communication unit 10 transmits the data supplied from the processing unit 20 to a server (not shown) or the like.

記憶部11は、例えば、半導体装置、磁気テープ装置、磁気ディスク装置、又は光ディスク装置のうちの少なくとも一つを備える。記憶部11は、処理部20での処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、記憶部11は、アプリケーションプログラムとして、設計図から取得された機構要素を含む設計案を生成し且つ登録する設計案登録処理を、処理部20に実行させるための設計案を登録する設計案登録プログラムを記憶する。また、記憶部11は、アプリケーションプログラムとして、ユーザにより入力された軌跡を示すユーザ軌跡データから適切な機構要素を有する設計案を生成する設計案生成処理を、処理部20に実行させるための設計案生成プログラムを記憶する。設計案登録プログラム及び設計案生成プログラムは、例えばCD−ROM、DVD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部11にインストールされてもよい。   The storage unit 11 includes, for example, at least one of a semiconductor device, a magnetic tape device, a magnetic disk device, or an optical disk device. The storage unit 11 stores an operating system program, a driver program, an application program, data, and the like used for processing in the processing unit 20. For example, the storage unit 11 registers, as an application program, a design plan for registering a design plan for causing the processing unit 20 to execute a design plan registration process for generating and registering a design plan including a mechanism element acquired from a design drawing. Memorize the registration program. The storage unit 11 also has a design plan for causing the processing unit 20 to execute a design plan generation process for generating a design plan having an appropriate mechanism element from user track data indicating a track input by the user as an application program. Store the generation program. The design plan registration program and the design plan generation program may be installed in the storage unit 11 using a known setup program or the like from a computer-readable portable recording medium such as a CD-ROM or DVD-ROM.

また、記憶部11は、データとして、設計案登録処理及び設計案生成処理で使用されるデータ等を記憶する。例えば、記憶部11は、記憶部11は、複数の機構要素のそれぞれの設計図面、及び複数の機構要素のそれぞれをモデル化した複数の機構要素モデルを含む機構要素モデルデータベース111を有する。一例では、設計図面データは、三次元CAD(Computer-Aided Design)データである。   The storage unit 11 also stores data used in the design plan registration process and the design plan generation process as data. For example, the storage unit 11 includes a mechanism element model database 111 including a design drawing of each of a plurality of mechanism elements and a plurality of mechanism element models obtained by modeling each of the plurality of mechanism elements. In one example, the design drawing data is three-dimensional CAD (Computer-Aided Design) data.

図2は、機構要素の設計図面を示す図である。図2(a)は機構要素の第1例を示し、図2(b)は機構要素の第2例を示し、図2(c)は機構要素の第3例を示し、図2(d)は機構要素の第4例を示し、図2(e)は機構要素の第5例を示し、図2(f)は機構要素の第6例を示す。   FIG. 2 is a diagram showing a design drawing of the mechanism element. 2A shows a first example of the mechanism element, FIG. 2B shows a second example of the mechanism element, FIG. 2C shows a third example of the mechanism element, and FIG. Shows a fourth example of a mechanism element, FIG. 2 (e) shows a fifth example of the mechanism element, and FIG. 2 (f) shows a sixth example of the mechanism element.

図2(a)に示す第1例は楕円カム(Ellipse Cam)型の機構要素であり、図2(b)に示す第2例はスネイルカム(Snail Cam)型の機構要素であり、図2(c)に示す第3例はクランクリンク(Crank + Link)型の機構要素である。図2(d)に示す第4例はクイックリターン(Quick Return)型の機構要素であり、図2(e)に示す第5例は水平リンク(Horizontal Link)型の機構要素であり、図2(f)に示す第6例は複数のギアユニット(Gear Units)型の機構要素である。   The first example shown in FIG. 2A is an ellipse cam type mechanism element, and the second example shown in FIG. 2B is a snail cam type mechanism element. The third example shown in c) is a crank link (Crank + Link) type mechanism element. The fourth example shown in FIG. 2D is a quick return type mechanism element, and the fifth example shown in FIG. 2E is a horizontal link type mechanism element. The sixth example shown in (f) is a mechanism element of a plurality of gear units.

図3は構成要素と構成要素モデルとの関係を示す図であり、図3(a)は図2(c)に示す機構要素の第3例を示し、図3(b)は図3(a)に示す機構要素に対応する機構要素モデルを示す。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the constituent elements and the constituent element model. FIG. 3 (a) shows a third example of the mechanism element shown in FIG. 2 (c), and FIG. The mechanism element model corresponding to the mechanism element shown in FIG.

機構要素100は、ハンドル101と、ハンドル腕部102と、主軸103と、クランク腕部104と、リンク105と、ロッド106と、ピン107を有する。ハンドル101、ハンドル腕部102、主軸103及びクランク腕部104は、クランクを形成する。ハンドル101が主軸103の延伸方向と直交する平面上で回転運動することに応じて、クランク腕部104にリンク105を介して接続されたロッドの端部に位置する作用点108は回転運動する。   The mechanism element 100 includes a handle 101, a handle arm portion 102, a main shaft 103, a crank arm portion 104, a link 105, a rod 106, and a pin 107. The handle 101, the handle arm portion 102, the main shaft 103, and the crank arm portion 104 form a crank. In response to the rotational movement of the handle 101 on a plane perpendicular to the extending direction of the main shaft 103, the action point 108 located at the end of the rod connected to the crank arm 104 via the link 105 rotates.

機構要素モデル110は、位相(Phase)θと、クランク可動範囲Rと、リンク位置J1と、ピン位置J2と、ロッド長Lとを含む。クランク可動範囲R、リンク位置J1、ピン位置J2及びロッド長Lは、設計案を生成するときに実行される最適化処理において使用されるパラメータである。 The mechanism element model 110 includes a phase θ, a crank movable range R, a link position J 1 , a pin position J 2, and a rod length L. The crank movable range R, the link position J 1 , the pin position J 2, and the rod length L are parameters used in the optimization process executed when the design plan is generated.

また、記憶部11は、作用点の軌跡を示す軌跡データと、機構要素を形状に基づいて分類された機構要素の型と、作用点の軌跡の区分を示すクラスタと、クラスタ情報とを含む設計案データベース112を有する。設計案データベース112に含まれる軌跡データ、機構要素の型、クラスタ及び出現頻度のそれぞれは、機構要素モデルデータベース111に含まれる機構要素の設計図面及び機構要素モデルと関連付けられる。   The storage unit 11 also includes a trajectory data indicating the trajectory of the action point, a mechanism element type in which the mechanism elements are classified based on the shape, a cluster indicating the trajectory classification of the action point, and cluster information. A plan database 112; Each of the trajectory data, the mechanism element type, the cluster, and the appearance frequency included in the design plan database 112 is associated with the mechanism element design drawing and the mechanism element model included in the mechanism element model database 111.

軌跡データは、機構要素に対応する機構要素モデルのそれぞれについて、運動学シミュレータを使用した運動学シミュレーションを実行することにより取得される。運動学シミュレータは、一例では、汎用の運動学解析ソフトウェア又は汎用のアームロボットの運動計画ソフトウェア等である。汎用の運動学解析ソフトウェアは、例えば米国MSC Software社製のAdams及びFunctionBay社製のRecurDyn等である。また、汎用のアームロボットの運動計画ソフトウェアは、例えばMoveIt!及びOpenRAVE等である。   The trajectory data is acquired by executing a kinematic simulation using a kinematic simulator for each of the mechanism element models corresponding to the mechanism elements. The kinematic simulator is, for example, general-purpose kinematic analysis software or general-purpose arm robot motion planning software. General-purpose kinematic analysis software includes, for example, Adams manufactured by MSC Software, USA, RecurDyn manufactured by FunctionBay, and the like. The motion planning software for general-purpose arm robots is, for example, MoveIt! And OpenRAVE.

図4は運動学シミュレーションの一例を示す図であり、図4(a)は図2(c)に示す機構要素の第3例を示し、図4(b)は図4(a)に示す機構要素に対応する機構要素モデルを示す。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a kinematic simulation, FIG. 4 (a) illustrates a third example of the mechanism element illustrated in FIG. 2 (c), and FIG. 4 (b) illustrates the mechanism illustrated in FIG. 4 (a). The mechanism element model corresponding to an element is shown.

図4(b)において矢印Aで示される作用点の座標Pwは、   The coordinate Pw of the action point indicated by the arrow A in FIG.

Figure 2018063592
Figure 2018063592

で示される。ここで、Oは原点の座標であり、Rはクランク可動範囲を示し、θはハンドル101の位相を示し、θ2はリンク105の位相を示す。 Indicated by Here, O is the coordinate of the origin, R is the crank movable range, θ is the phase of the handle 101, and θ 2 is the phase of the link 105.

機構要素の型は、機構要素を形状に基づく分類を示す。機構要素の型は、図2(a)〜2(f)に示される構成要素のそれぞれの形状に対応する型を含む。図2(a)に示す楕円カムは、例えば楕円の長径と短径との比率が相違することで形状が相違するが、構成要素の構成及び機能は類似する種々の構成要素を含む。機構要素の型は、楕円の長径と短径との比率が相違することで形状が相違するものの構成要素の構成及び機能は類似する一群の構成要素を含む。   The type of mechanism element indicates a classification based on the shape of the mechanism element. The type | mold of a mechanism element contains the type | mold corresponding to each shape of the component shown by Fig.2 (a)-2 (f). The elliptic cam shown in FIG. 2A differs in shape due to, for example, the ratio of the major axis and minor axis of the ellipse being different, but the configuration and function of the components include various components that are similar. The type of the mechanism element includes a group of components having similar configurations and functions, although the shapes of the ellipse are different due to the ratio of the major axis to the minor axis of the ellipse.

クラスタは、水平方向の直線運動の軌跡、鉛直方向の直線運動の軌跡及び回転運動の軌跡等の作用点の軌跡の区分を示す。例えば、図2(a)に示す楕円カム及び図2(b)に示すスネイルカムの双方は、矢印Aで示される作用点の軌跡は、垂直方向の直線運動の軌跡となるので、楕円カム及びスネイルカムは同一のクラスタに区分される。   The cluster indicates the division of the locus of the action point such as the locus of the linear motion in the horizontal direction, the locus of the linear motion in the vertical direction, and the locus of the rotational motion. For example, in both the elliptical cam shown in FIG. 2 (a) and the snail cam shown in FIG. 2 (b), the locus of the action point indicated by the arrow A is a locus of linear motion in the vertical direction. Are divided into the same cluster.

クラスタ情報は、機構要素の出現頻度を含む。機構要素の出現頻度は、同一のクラスタに関連づけられた全ての機構要素の出現回数に対するそれぞれの機構要素の型の出現回数を示す。一例では、出現回数は、記憶部11に記憶される機構要素の数である。垂直方向の直線運動の軌跡となるクラスタに区分される構成要素の型が楕円カム及びスネイルカムの2つのみであり、楕円カム及びスネイルカムの出現回数がそれぞれ4回及び6回であるとき、楕円カムの型の出現頻度は0.4(=4/(4+6))となる。   The cluster information includes the appearance frequency of the mechanism element. The appearance frequency of the mechanism element indicates the number of appearances of the type of each mechanism element with respect to the number of appearances of all the mechanism elements associated with the same cluster. In one example, the number of appearances is the number of mechanism elements stored in the storage unit 11. When there are only two types of components divided into clusters that are trajectories of vertical linear motion, the elliptical cam and the snail cam, and the elliptic cam and the snail cam appear 4 times and 6 times, respectively, the elliptical cam The appearance frequency of the type is 0.4 (= 4 / (4 + 6)).

さらに、複数の機構要素モデルを運動学シミュレータでシミュレーションして取得された作用点の記憶部11は、入力処理等の処理で一時的に使用されるデータを一時的に記憶してもよい。   Furthermore, the action point storage unit 11 obtained by simulating a plurality of mechanism element models with a kinematic simulator may temporarily store data temporarily used in processing such as input processing.

入力部12は、データの入力が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、タッチパネル、キーボタン等である。操作者は、入力部12を用いて、文字、数字、記号等を入力することができる。入力部12は、操作者により操作されると、その操作に対応する信号を生成する。そして、生成された信号は、操作者の指示として、処理部20に供給される。   The input unit 12 may be any device that can input data, such as a touch panel and a key button. The operator can input characters, numbers, symbols, and the like using the input unit 12. When operated by the operator, the input unit 12 generates a signal corresponding to the operation. Then, the generated signal is supplied to the processing unit 20 as an instruction from the operator.

出力部13は、映像やフレーム等の表示が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ等である。出力部13は、処理部20から供給された映像データに応じた映像や、動画データに応じたフレーム等を表示する。また、出力部13は、紙などの表示媒体に、映像、フレーム又は文字等を印刷する出力装置であってもよい。   The output unit 13 may be any device as long as it can display images, frames, and the like, and is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro-Luminescence) display. The output unit 13 displays a video corresponding to the video data supplied from the processing unit 20, a frame corresponding to the moving image data, and the like. The output unit 13 may be an output device that prints video, frames, characters, or the like on a display medium such as paper.

処理部20は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部20は、設計案生成装置1の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、CPUである。処理部20は、記憶部11に記憶されているプログラム(ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等)に基づいて処理を実行する。また、処理部20は、複数のプログラム(アプリケーションプログラム等)を並列に実行できる。   The processing unit 20 includes one or a plurality of processors and their peripheral circuits. The processing unit 20 controls the overall operation of the design plan generation apparatus 1 and is, for example, a CPU. The processing unit 20 executes processing based on programs (driver program, operating system program, application program, etc.) stored in the storage unit 11. The processing unit 20 can execute a plurality of programs (such as application programs) in parallel.

処理部20は、設計図面取得部21と、機構要素モデル取得部22と、設計図面正規化部23と、機構要素モデル登録処理部24と、設計案登録処理部25と、クラスタリング部26と、出現頻度演算部27と、クラスタ情報更新部28とを有する。また、処理部20は、ユーザ軌跡データ取得部31と、筐体情報取得部32と、入力データ処理部33と、クラスタ探索部34と、設計案生成部35と、設計案出力部36とを有する。機構要素モデル登録処理部24は、モデル正規化部241と、機構要素型決定部242と、機構要素型登録判定部243と、モデル登録部244とを有する。設計案登録処理部25は、軌跡データ取得部251と、設計案登録252とを有する。入力データ処理部33は、データリサンプリング部331と、機構配置決定部332とを有する。クラスタ探索部34は、クラスタ選択部341と、出現頻度取得部342とを有し、ユーザにより入力された軌跡であるユーザ軌跡の区分に対応するクラスタを探索する。設計案生成部35は、機構要素型選択部351と、ギア機構最適化部352と、初期設計案生成部353と、個別設計案生成部354と、ギア機構再配置部355評価値演算部356と、設計案登録部357と、設計案登録判定部358とを有する。設計案生成部35は、探索されたクラスタに関連付けられた作用点の軌跡を、ユーザ軌跡に類似するように、探索されたクラスタに関連付けられた機構要素の寸法を最適化して、設計案を生成する。これらの各部は、処理部20が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、ファームウェアとして設計案生成装置1に実装されてもよい。   The processing unit 20 includes a design drawing acquisition unit 21, a mechanism element model acquisition unit 22, a design drawing normalization unit 23, a mechanism element model registration processing unit 24, a design plan registration processing unit 25, a clustering unit 26, An appearance frequency calculation unit 27 and a cluster information update unit 28 are included. The processing unit 20 includes a user trajectory data acquisition unit 31, a case information acquisition unit 32, an input data processing unit 33, a cluster search unit 34, a design plan generation unit 35, and a design plan output unit 36. Have. The mechanism element model registration processing unit 24 includes a model normalization unit 241, a mechanism element type determination unit 242, a mechanism element type registration determination unit 243, and a model registration unit 244. The design plan registration processing unit 25 includes a trajectory data acquisition unit 251 and a design plan registration 252. The input data processing unit 33 includes a data resampling unit 331 and a mechanism arrangement determining unit 332. The cluster search unit 34 includes a cluster selection unit 341 and an appearance frequency acquisition unit 342, and searches for a cluster corresponding to a user track segment that is a track input by the user. The design plan generation unit 35 includes a mechanism element type selection unit 351, a gear mechanism optimization unit 352, an initial design plan generation unit 353, an individual design plan generation unit 354, and a gear mechanism rearrangement unit 355 evaluation value calculation unit 356. And a design plan registration unit 357 and a design plan registration determination unit 358. The design plan generation unit 35 generates a design plan by optimizing the size of the mechanism element associated with the searched cluster so that the locus of the action point associated with the searched cluster is similar to the user track. To do. Each of these units is a functional module realized by a program executed by a processor included in the processing unit 20. Alternatively, these units may be implemented in the design plan generation apparatus 1 as firmware.

(実施形態に係る設計案生成装置の動作)
図5は、設計案生成装置1による設計案登録処理のフローチャートである。図5に示す設計案登録処理は、予め記憶部11に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部20により、設計案生成装置1の各要素と協働して実行される。
(Operation of the design plan generation apparatus according to the embodiment)
FIG. 5 is a flowchart of the design plan registration process performed by the design plan generation apparatus 1. The design plan registration process illustrated in FIG. 5 is executed mainly by the processing unit 20 in cooperation with each element of the design plan generation apparatus 1 based on a program stored in the storage unit 11 in advance.

まず、設計図面取得部21は、機構要素の設計図面を示す設計図面データを取得し(S101)、記憶部11に記憶する。設計図面取得部21は、設計図面データを不図示のサーバ等の外部装置から通信部10を介して取得してもよい。   First, the design drawing acquisition unit 21 acquires design drawing data indicating the design drawing of the mechanism element (S101) and stores it in the storage unit 11. The design drawing acquisition unit 21 may acquire design drawing data from an external device such as a server (not shown) via the communication unit 10.

次いで、機構要素モデル取得部22は、機構要素をモデル化した機構要素モデルを示す機構要素モデルデータを取得し(S102)、記憶部11に記憶する。機構要素モデル取得部22は、機構要素モデルデータを不図示のサーバ等の外部装置から通信部10を介して取得してもよい。   Next, the mechanism element model acquisition unit 22 acquires mechanism element model data indicating a mechanism element model obtained by modeling the mechanism element (S102) and stores it in the storage unit 11. The mechanism element model acquisition unit 22 may acquire the mechanism element model data from an external device such as a server (not shown) via the communication unit 10.

次いで、設計図面正規化部23は、設計図面取得部21が取得した設計図面データに対応する設計図面の大きさが所定の基準図面サイズに一致するように、設計図面を拡縮する(S103)。   Next, the design drawing normalization unit 23 scales the design drawing so that the size of the design drawing corresponding to the design drawing data acquired by the design drawing acquisition unit 21 matches a predetermined reference drawing size (S103).

次いで、モデル正規化部241は、機構要素モデル取得部22が取得した機構要素モデルデータに対応する機構要素モデルの大きさが所定の基準要素サイズに一致するように、機構要素を拡縮する(S104)。   Next, the model normalization unit 241 expands or contracts the mechanism element so that the size of the mechanism element model corresponding to the mechanism element model data acquired by the mechanism element model acquisition unit 22 matches a predetermined reference element size (S104). ).

次いで、機構要素型決定部242は、モデル正規化部241が正規化した機構要素モデルに関連付ける機構要素の型を決定する(S105)。一例では、機構要素型決定部242は、機構要素の型を示す文字列を、入力部12を介して入力可能な入力ボックスを含む画像を出力部13に表示し、入力ボックスに入力される示す文字列を機構要素の型に決定する。   Next, the mechanism element type determination unit 242 determines the type of the mechanism element associated with the mechanism element model normalized by the model normalization unit 241 (S105). In one example, the mechanism element type determination unit 242 displays a character string indicating the type of the mechanism element on the output unit 13 by displaying an image including an input box that can be input via the input unit 12 and indicates that the character string is input to the input box. The string is determined as the mechanism element type.

次いで、機構要素型登録判定部243は、機構要素型決定部242が決定した機構要素の型が設計案データベース112に登録済であるか否かを判定する(S106)。一例では、機構要素型登録判定部243は、非特許文献3に記載される方法により機構要素を形成する機構部品間の接続間を示すグラフ図を作成し、作成したグラフ図が登録済の機構要素の型と同一構造であるときに、機構要素の型は登録済であると判断する。機構要素型登録判定部243は、機構要素型決定部242が決定した機構要素の型が設計案データベース112に登録済でないと判定する(S106−YES)と、決定された機構要素の型を設計案データベース112に登録する(S107)。   Next, the mechanism element type registration determination unit 243 determines whether or not the mechanism element type determined by the mechanism element type determination unit 242 has been registered in the design plan database 112 (S106). In one example, the mechanism element type registration determination unit 243 creates a graph diagram showing the connection between the mechanism components forming the mechanism element by the method described in Non-Patent Document 3, and the created graph diagram is a registered mechanism. When the structure is the same as the element type, it is determined that the mechanism element type is already registered. If the mechanism element type registration determination unit 243 determines that the mechanism element type determined by the mechanism element type determination unit 242 has not been registered in the design plan database 112 (S106: YES), the mechanism element type registration determination unit 243 designs the determined mechanism element type. It registers in the plan database 112 (S107).

次いで、モデル登録部244は、設計図面正規化部23が正規化した設計図面を示す設計図面データ、及びモデル正規化部241が正規化した機構要素モデルを示す機構要素モデルデータを、機構要素モデルデータベース111に登録する(S108)。   Next, the model registration unit 244 receives the design drawing data indicating the design drawing normalized by the design drawing normalization unit 23 and the mechanism element model data indicating the mechanism element model normalized by the model normalization unit 241 from the mechanism element model. Register in the database 111 (S108).

次いで、軌跡データ取得部251は、モデル正規化部241が正規化した機構要素モデルについて、運動学シミュレータを使用した運動学シミュレーションを実行することにより、作用点の軌跡を示す登録軌跡データを取得する(S109)。   Next, the trajectory data acquisition unit 251 acquires registered trajectory data indicating the trajectory of the action point by executing a kinematic simulation using a kinematic simulator for the mechanism element model normalized by the model normalization unit 241. (S109).

次いで、設計案登録252は、設計図面正規化部23が正規化した設計図面データ、機構要素型決定部242が決定した機構要素の型及び軌跡データ取得部251が取得した登録軌跡データを設計案データベース112に登録する(S110)。   Next, the design plan registration 252 is a design plan including the design drawing data normalized by the design drawing normalization unit 23, the type of mechanism element determined by the mechanism element type determination unit 242 and the registered trajectory data acquired by the trajectory data acquisition unit 251. Register in the database 112 (S110).

次いで、クラスタリング部26は、軌跡データ取得部251が取得した軌跡データが示す軌跡をクラスタリングして、軌跡データ取得部251が取得した軌跡データが示す軌跡が、クラスタの何れに区分されるかを決定する(S111)。一例では、クラスタリング部26は、非特許文献4に記載されるK−平均法(K-means)により、軌跡データ取得部251が取得した軌跡データが示す軌跡が、クラスタの何れに区分されるかを決定する。   Next, the clustering unit 26 clusters the trajectory indicated by the trajectory data acquired by the trajectory data acquisition unit 251 and determines which of the clusters the trajectory indicated by the trajectory data acquired by the trajectory data acquisition unit 251 is classified into. (S111). In one example, the clustering unit 26 categorizes the trajectory indicated by the trajectory data acquired by the trajectory data acquisition unit 251 into a cluster by the K-means described in Non-Patent Document 4. To decide.

次いで、出現頻度演算部27は、クラスタリング部26が区分したクラスタに関連付けられた全ての機構要素の出現回数と、設計案登録252が登録した機構要素の型の出現回数とから、登録された機構要素の型のそれぞれの出現頻度を演算する(S112)。   Next, the appearance frequency calculation unit 27 calculates the registered mechanism from the number of appearances of all the mechanism elements associated with the cluster divided by the clustering unit 26 and the number of appearances of the type of the mechanism element registered by the design plan registration 252. The appearance frequency of each element type is calculated (S112).

そして、クラスタ情報更新部28は、出現頻度を含むクラスタ情報を更新する(S113)。   Then, the cluster information update unit 28 updates the cluster information including the appearance frequency (S113).

図6は、設計案生成装置1による設計案生成処理のフローチャートである。図6に示す設計案生成処理は、予め記憶部11に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部20により、設計案生成装置1の各要素と協働して実行される。   FIG. 6 is a flowchart of the design plan generation process performed by the design plan generation apparatus 1. The design plan generation process shown in FIG. 6 is executed mainly by the processing unit 20 in cooperation with each element of the design plan generation apparatus 1 based on a program stored in the storage unit 11 in advance.

まず、ユーザ軌跡データ取得部31は、ユーザにより入力された作用点の軌跡及び相対速度を示すユーザ軌跡データを取得する(S201)。次いで、筐体情報取得部32は、筐体に関連に関連する関連情報を取得する(S202)。筐体情報は、筐体の寸法及び形状、ハンドルを含む主軸の位置及び形状、並びに作用点に配置される人形の形状等を含む。   First, the user trajectory data acquisition unit 31 acquires user trajectory data indicating the trajectory and relative speed of the action point input by the user (S201). Next, the case information acquisition unit 32 acquires related information related to the case (S202). The case information includes the size and shape of the case, the position and shape of the main shaft including the handle, the shape of the doll placed at the action point, and the like.

図7は、ユーザ軌跡データ取得部31が取得するユーザ軌跡データ及び筐体情報取得部32が取得する筐体情報の一例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of user trajectory data acquired by the user trajectory data acquisition unit 31 and case information acquired by the case information acquisition unit 32.

ユーザ軌跡データは、四角形状の回転運動の第1軌跡201と、水平方向の直線運動の第2軌跡202と、鉛直方向の直線運動の第3軌跡203を含む。また、ユーザ軌跡データは、第1軌跡201の相対速度「1.0」、第2軌跡202の相対速度「0.5」及び第3軌跡203の相対速度「0.8」を含む。筐体情報は、筐体寸法情報、筐体形状情報、主軸211の位置を示す主軸位置情報及びハンドル212の位置を示す主軸形状情報並びに作用点に配置される人形の形状情報を含む。筐体210の形状が直方体であるとき、筐体寸法情報は筐体210の横幅、奥行幅及び高さを含み、筐体形状情報は筐体210が直方体であることを示す。形状情報は、第1軌跡201の作用点に配置される第1人形221の形状、第2軌跡202の作用点に配置される第2人形222の形状、第3軌跡403の作用点に配置される第3人形223の形状を含む。   The user trajectory data includes a first trajectory 201 of a quadrangular rotational motion, a second trajectory 202 of a horizontal linear motion, and a third trajectory 203 of a vertical linear motion. The user trajectory data includes a relative speed “1.0” of the first trajectory 201, a relative speed “0.5” of the second trajectory 202, and a relative speed “0.8” of the third trajectory 203. The case information includes case size information, case shape information, main shaft position information indicating the position of the main shaft 211, main shaft shape information indicating the position of the handle 212, and shape information of the doll arranged at the action point. When the shape of the casing 210 is a rectangular parallelepiped, the casing dimension information includes the horizontal width, the depth width, and the height of the casing 210, and the casing shape information indicates that the casing 210 is a rectangular parallelepiped. The shape information is arranged at the action point of the first trajectory 201, the shape of the first doll 221 arranged at the action point of the first trajectory 201, the shape of the second doll 222 arranged at the action point of the second trajectory 202, and the action point of the third trajectory 403. The shape of the third doll 223 is included.

次いで、データリサンプリング部331は、ユーザ軌跡データ取得部31が取得した単数又は複数のユーザ軌跡データのそれぞれをリサンプリングする(S203)。ユーザ軌跡データ取得部31は、ユーザ軌跡データをリサンプリングすることで、ユーザ軌跡データ取得部31が取得したユーザ軌跡データのデータ点数を設計案データベース112に登録された登録軌跡データのデータ点数に一致させる。   Next, the data resampling unit 331 resamples each of the one or a plurality of user trajectory data acquired by the user trajectory data acquisition unit 31 (S203). The user trajectory data acquisition unit 31 resamples the user trajectory data, thereby matching the data points of the user trajectory data acquired by the user trajectory data acquisition unit 31 with the data points of the registered trajectory data registered in the design plan database 112. Let

次いで、機構配置決定部332は、筐体の主軸とユーザ軌跡データに対応する軌跡の位置関係から主軸の回転に応じて回転する他の軸の数及び位置を演算すると共に、相互干渉を避けるために機構要素が配置される配置領域を演算する(S204)。   Next, the mechanism arrangement determining unit 332 calculates the number and position of other axes that rotate according to the rotation of the main axis from the positional relationship between the main axis of the housing and the trajectory corresponding to the user trajectory data, and avoids mutual interference. The arrangement area where the mechanism element is arranged is calculated (S204).

次いで、クラスタ選択部341は、ユーザ軌跡データ取得部31が取得した単数又は複数のユーザ軌跡データのそれぞれに対応する軌跡の区分に対応するクラスタを探索する(S205)。一例では、クラスタ選択部341は、非特許文献4に記載されるK−平均法(K-means)により、データリサンプリング部331がリサンプリングした軌跡データが示す軌跡が、設計案データベース112に登録されたクラスタの何れに区分されるかを探索する。   Next, the cluster selection unit 341 searches for a cluster corresponding to the segment of the trajectory corresponding to each of the single or plural user trajectory data acquired by the user trajectory data acquisition unit 31 (S205). In one example, the cluster selection unit 341 registers the trajectory indicated by the trajectory data resampled by the data resampling unit 331 in the design plan database 112 by the K-means described in Non-Patent Document 4. It is searched for which of the divided clusters.

次いで、出現頻度取得部342は、クラスタ選択部341が探索した単数又は複数のクラスタに含まれる機構要素の型のそれぞれの出現頻度を、設計案データベース112から取得する(S206)。   Next, the appearance frequency acquisition unit 342 acquires the appearance frequency of each type of mechanism element included in one or more clusters searched by the cluster selection unit 341 from the design plan database 112 (S206).

次いで、機構要素型選択部351は、探索された単数又は複数のクラスタに含まれる機構要素の型の出現頻度に基づいて機構要素の型を確率的に選択する(S207)。   Next, the mechanism element type selection unit 351 probabilistically selects a mechanism element type based on the appearance frequency of the mechanism element types included in the searched cluster or clusters (S207).

図8は、S207の処理の一例を示す図である。図8は水平方向の直線運動の第2軌跡202の機構要素の型を選択する処理の一例を示す。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the process of S207. FIG. 8 shows an example of processing for selecting the type of the mechanism element of the second locus 202 of the horizontal linear motion.

図8に示す例では、機構要素の型は、第1の型〜第4の型の4つの型を含む。第1の型は、主軸211の反時計方向の回転に応じて反時計方向(A)に回転し、作用点を第1方向(+)に水平に移動する。第2の型は、主軸211の反時計方向の回転に応じて反時計方向(A)に回転し、作用点を第1方向と反対の第2方向(−)に水平に移動する。第3の型は、主軸211の反時計方向の回転に応じて時計方向(B)に回転し、作用点を第1方向(+)に水平に移動する。第4の型は、主軸211の反時計方向の回転に応じて時計方向(B)に回転し、作用点を第2方向(−)に水平に移動する。   In the example shown in FIG. 8, the mechanism element types include four types of first to fourth types. The first mold rotates counterclockwise (A) in accordance with the counterclockwise rotation of the main shaft 211, and moves the action point horizontally in the first direction (+). The second mold rotates in the counterclockwise direction (A) in response to the counterclockwise rotation of the main shaft 211, and moves the action point horizontally in the second direction (-) opposite to the first direction. The third mold rotates clockwise (B) in accordance with the counterclockwise rotation of the main shaft 211, and moves the action point horizontally in the first direction (+). The fourth mold rotates clockwise (B) in accordance with the counterclockwise rotation of the main shaft 211, and moves the action point horizontally in the second direction (-).

図8に示す例では、第1の型の出現頻度は領域301で示される略28%であり、第2の型の出現頻度は領域302で示される略30%である。また、第3の型の出現頻度は領域303で示される略20%であり、第4の型の出現頻度は領域304で示される略22%である。   In the example illustrated in FIG. 8, the appearance frequency of the first type is approximately 28% indicated by the region 301, and the appearance frequency of the second type is approximately 30% indicated by the region 302. The appearance frequency of the third type is approximately 20% indicated by the region 303, and the appearance frequency of the fourth type is approximately 22% indicated by the region 304.

機構要素型選択部351は、出現頻度情報を確率質量関数f(x)と見なし、確率質量関数f(x)に基づき乱数を発生させ、機構要素の型を選択する。図8に示す例では、第1の型の確率質量関数f1(x)は領域301に対応し、第2の型の確率質量関数f2(x)は領域302に対応し、第3の型の確率質量関数f3(x)は領域303に対応し、第4の型の確率質量関数f4(x)は領域304に対応する。図8に示す例では、第1の型は略28%の確率で選択され、第2の型は略30%の確率で選択され、第3の型は略20%の確率で選択され、第4の型は略22%の確率で選択される。 The mechanism element type selection unit 351 regards the appearance frequency information as the probability mass function f (x), generates a random number based on the probability mass function f (x), and selects the type of the mechanism element. In the example shown in FIG. 8, the first type probability mass function f 1 (x) corresponds to the region 301, the second type probability mass function f 2 (x) corresponds to the region 302, and the third type The type stochastic mass function f 3 (x) corresponds to the region 303, and the fourth type probabilistic mass function f 4 (x) corresponds to the region 304. In the example shown in FIG. 8, the first type is selected with a probability of approximately 28%, the second type is selected with a probability of approximately 30%, the third type is selected with a probability of approximately 20%, Type 4 is selected with a probability of approximately 22%.

次いで、ギア機構最適化部352は、主軸の回転を所望の回転方向及び回転速度で他の軸に伝えるように、ギアピッチと歯数が最適化されるギア機構を生成する(S208)。ギア機構最適化部352は、ユーザ軌跡データ取得部31が取得したユーザ軌跡データに対応する相対速度に応じてギア機構を生成する。図7に示す例では、ギア機構最適化部352は、第1軌跡201の相対速度が「1.0」であり、第2軌跡202の相対速度「0.5」であり、且つ第3軌跡203の相対速度「0.8」であるように、ギア機構を生成する。ギア機構最適化部352は、生成するギア機構の形状により、主軸の回転に応じて回転する他の軸の位置を移動してもよい。   Next, the gear mechanism optimizing unit 352 generates a gear mechanism in which the gear pitch and the number of teeth are optimized so as to transmit the rotation of the main shaft to the other shaft in a desired rotation direction and rotation speed (S208). The gear mechanism optimization unit 352 generates a gear mechanism according to the relative speed corresponding to the user locus data acquired by the user locus data acquisition unit 31. In the example illustrated in FIG. 7, the gear mechanism optimizing unit 352 has a relative speed “1.0” of the first trajectory 201, a relative speed “0.5” of the second trajectory 202, and a third trajectory. The gear mechanism is generated such that the relative speed of 203 is “0.8”. The gear mechanism optimization unit 352 may move the position of another shaft that rotates in accordance with the rotation of the main shaft, depending on the shape of the gear mechanism to be generated.

次いで、初期設計案生成部353は、機構要素型選択部351が選択した機構要素の型の中で類似度が最も高い機構要素の寸法を、機構配置決定部332が演算した配置領域内に配置可能なように修正して初期設計案を生成する(S209)。初期設計案生成部353は、初期設計案を生成するとき、ギア機構最適化部352が生成したギア機構を使用する。   Next, the initial design plan generation unit 353 arranges the dimension of the mechanism element having the highest similarity among the types of mechanism elements selected by the mechanism element type selection unit 351 in the arrangement area calculated by the mechanism arrangement determination unit 332. The initial design plan is generated with corrections as possible (S209). The initial design plan generation unit 353 uses the gear mechanism generated by the gear mechanism optimization unit 352 when generating the initial design plan.

次いで、個別設計案生成部354は、初期設計案により実現される作用点の軌跡と前記ユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡との類似度が最小になるように初期設計案の寸法を変更して設計案を生成する(S210)。初期設計案の寸法は、機構要素モデルデータベース111に記憶される、初期設計案に対応する機構要素モデルのパラメータを変更することで変更される。個別設計案生成部354による類似度が最小であるか否かの判断は、一例では、   Next, the individual design plan generator 354 changes the dimensions of the initial design plan so that the similarity between the locus of the action point realized by the initial design plan and the locus of the action point corresponding to the user locus data is minimized. Then, a design plan is generated (S210). The dimensions of the initial design plan are changed by changing the parameters of the mechanism element model corresponding to the initial design plan stored in the mechanism element model database 111. In one example, the determination as to whether or not the degree of similarity by the individual design plan generator 354 is minimum is as follows:

Figure 2018063592
Figure 2018063592

を使用して、初期設計案により実現される作用点の軌跡とユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡との間の類似度d(i,j)を決定する。式(2)は、第1類似関数f0〜第6類似関数f5の6つの類似関数のそれぞれを重み付け係数w0〜w5で重み付けした合計値に基づいて、2つの軌跡の間の類似度を決定することを示す。 Is used to determine the similarity d (i, j) between the locus of the action point realized by the initial design plan and the locus of the action point corresponding to the user locus data. Equation (2) is obtained by calculating the similarity between two trajectories based on a total value obtained by weighting each of the six similarity functions of the first similarity function f 0 to the sixth similarity function f 5 with the weighting coefficients w 0 to w 5. Indicates to determine the degree.

第1類似関数f0は、 The first similarity function f 0 is

Figure 2018063592
Figure 2018063592

で示される。ここで、Xiはユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xi(0), . . . xi(n-1)}を示し、Xjは初期設計案により実現される作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xj(0), . . . xj(n-1)}を示す。また、R(Xi)はユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡の次元数を示し、R(Xj)はユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡の次元数を示す。式(3)で示される第1類似関数f0は、ユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡と、初期設計案により実現される作用点の軌跡との次元の違いを示す。 Indicated by Here, X i indicates n pieces of time-series discrete data {x i (0) ,... X i (n−1) } indicating the locus of the action point corresponding to the user locus data, and X j is an initial value. N time-series discrete data {x j (0) , ... X j (n−1) } indicating the locus of action points realized by the design plan are shown. R (X i ) indicates the number of dimensions of the locus of the action point corresponding to the user locus data, and R (X j ) indicates the dimension of the locus of the action point corresponding to the user locus data. The first similarity function f 0 represented by the equation (3) indicates a difference in dimension between the locus of the action point corresponding to the user locus data and the locus of the action point realized by the initial design plan.

第2類似関数f1は、 The second similarity function f 1 is

Figure 2018063592
Figure 2018063592

で示される。ここで、σiはユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xi(0), . . . xi(n-1)}の分散を示し、σjは初期設計案により実現される作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xj(0), . . . xj(n-1)}の分散を示す。また、max(σi,σj)はσiとσjとの何れか大きい方の値を示し、min(σi,σj)はσiとσjとの何れか小さい方の値を示す。式(4)で示される第2類似関数f1は、ユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡と、初期設計案により実現される作用点の軌跡のと大きさの違いを示す。 Indicated by Here, σ i indicates the variance of n time-series discrete data {x i (0) ,... X i (n−1) } indicating the locus of the action point corresponding to the user locus data, and σ j Indicates the variance of n time-series discrete data {x j (0) , ... X j (n−1) } indicating the locus of action points realized by the initial design plan. Max (σ i , σ j ) indicates the larger value of σ i and σ j, and min (σ i , σ j ) indicates the smaller value of σ i and σ j. Show. The second similarity function f 1 represented by the equation (4) indicates a difference in size between the locus of the action point corresponding to the user locus data and the locus of the action point realized by the initial design plan.

第3類似関数f2は、 The third similarity function f 2 is

Figure 2018063592
Figure 2018063592

で示される。ここで、/Xiはユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xi(0), . . . xi(n-1)}の平均値を示し、Xjは初期設計案により実現される作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xj(0), . . . xj(n-1)}の平均値を示す。式(5)で示される第3類似関数f2は、ユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡と、初期設計案により実現される作用点との軌跡の重心位置の違いを示す。 Indicated by Here, / X i represents an average value of n time-series discrete data {x i (0) ,... X i (n−1) } indicating the locus of the action point corresponding to the user locus data, X j represents an average value of n time-series discrete data {x j (0) , ... X j (n−1) } indicating the locus of the action point realized by the initial design plan. The third similarity function f 2 represented by Expression (5) indicates the difference in the center of gravity position of the locus between the locus of the action point corresponding to the user locus data and the action point realized by the initial design plan.

第4類似関数f3は、 The fourth similarity function f 3 is

Figure 2018063592
Figure 2018063592

で示される。ここで、bi hはユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xi(0), . . . xi(n-1)}のh番目の主ベクトルを示す。また、bi hは初期設計案により実現される作用点の軌跡を示すn個の時系列離散データ{xj(0), . . . xj(n-1)}のh番目の主ベクトルを示す。式(6)で示される第4類似関数f3は、ユーザ軌跡データに対応する作用点と、初期設計案により実現される作用点の軌跡との姿勢の違いを示す。 Indicated by Here, b i h is the h-th main vector of n pieces of time-series discrete data {x i (0) ,... X i (n−1) } indicating the locus of the action point corresponding to the user locus data. Indicates. B i h is the h-th main vector of n time-series discrete data {x j (0) , ... X j (n−1) } indicating the locus of the action point realized by the initial design proposal. Indicates. The fourth similarity function f 3 represented by the equation (6) indicates a difference in posture between the action point corresponding to the user locus data and the action point locus realized by the initial design plan.

第5類似関数f4は、 The fifth similarity function f 4 is

Figure 2018063592
Figure 2018063592

で示される。ここで、min(h∈[0,n−1])は数hを0≦h≦n−1の範囲で変化させたときにΣ内の式が取る最小値を示す。式(7)で示される第5類似関数f4は、ユーザ軌跡データに対応する作用点と、初期設計案により実現される作用点の軌跡との軌跡の形状の違いを示す。 Indicated by Here, min (hε [0, n−1]) indicates the minimum value that the expression in Σ takes when the number h is changed in the range of 0 ≦ h ≦ n−1. The fifth similarity function f 4 represented by Expression (7) indicates the difference in the shape of the trajectory between the action point corresponding to the user trajectory data and the action point trajectory realized by the initial design plan.

第6類似関数f5は、 The sixth similarity function f 5 is

Figure 2018063592
Figure 2018063592

で示される。式(8)で示される第6類似関数f5は、ユーザ軌跡データに対応する作用点と、初期設計案により実現される作用点の軌跡との間の位相を考慮した軌跡の形状の違いを示す。 Indicated by The sixth similarity function f 5 represented by the equation (8) represents the difference in trajectory shape in consideration of the phase between the action point corresponding to the user trajectory data and the action point trajectory realized by the initial design plan. Show.

次いで、個別設計案生成部354は、ユーザ軌跡データ取得部31が取得した全てのユーザ軌跡データに対応する軌跡に対応する設計案を生成したか否かを判定する(S211)。個別設計案生成部354がユーザ軌跡データ取得部31によって取得された全てのユーザ軌跡データに対応する軌跡に対応する設計案を生成したと判定する(S211−YES)まで、S209〜S211の処理が繰り返される。図7に示す例では、個別設計案生成部354が第1軌跡201〜第3軌跡203の全てに対応する設計案を生成したと判定するまで、S209〜S211の処理が繰り返される。   Next, the individual design plan generation unit 354 determines whether or not a design plan corresponding to the trajectory corresponding to all the user trajectory data acquired by the user trajectory data acquisition unit 31 has been generated (S211). The processes in S209 to S211 are performed until it is determined that the individual design plan generation unit 354 has generated the design plan corresponding to the trajectory corresponding to all the user trajectory data acquired by the user trajectory data acquisition unit 31 (S211—YES). Repeated. In the example illustrated in FIG. 7, the processes of S209 to S211 are repeated until it is determined that the individual design plan generation unit 354 has generated the design plans corresponding to all of the first trajectory 201 to the third trajectory 203.

個別設計案生成部354が全ての軌跡に対応する設計案を生成したと判定する(S211−YES)と、ギア機構再配置部355は、配置された機構要素のそれぞれが干渉せず且つ軸の合計の長さが最短になるようにギア機構を再配置する(S212)。   If it is determined that the individual design plan generation unit 354 has generated the design plans corresponding to all the trajectories (S211—YES), the gear mechanism rearrangement unit 355 does not interfere with each of the arranged mechanism elements and The gear mechanism is rearranged so that the total length becomes the shortest (S212).

図9は、S211の処理を説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining the processing of S211.

修正前設計案400は、第1機構要素410と、第2機構要素420と、第3機構要素430と、第1ギア441と、第2ギア442とを有する。第1機構要素410は、ハンドル401に接続された主軸である第1軸411と、第1駆動部412と、作用点に配置される第1人形413とを有する。第1軸411は、ハンドル401の回転に応じて回転し、第1駆動部412は第1軸411の回転に応じて作用点に配置される第1人形413に所望の軌跡を有する動作を実現させる。   The pre-correction design plan 400 includes a first mechanism element 410, a second mechanism element 420, a third mechanism element 430, a first gear 441, and a second gear 442. The 1st mechanism element 410 has the 1st axis | shaft 411 which is a main axis | shaft connected to the handle 401, the 1st drive part 412, and the 1st doll 413 arrange | positioned at an action point. The first shaft 411 rotates in accordance with the rotation of the handle 401, and the first drive unit 412 realizes an operation having a desired locus on the first doll 413 arranged at the operating point according to the rotation of the first shaft 411. Let

第2機構要素420は、第1軸411に第1ギア441を介して接続された第2軸421と、第2駆動部422と、作用点に配置される第2人形423とを有する。第2軸421は、修正前設計案400の筐体の一方の側面から他方の側面まで延伸する。修正前設計案400の筐体の一方の側面から他方の側面まで延伸する第1軸411の回転に応じて回転し、第2駆動部422は第2軸421の回転に応じて作用点に配置される第2人形423に所望の軌跡を有する動作を実現させる。   The 2nd mechanism element 420 has the 2nd axis | shaft 421 connected to the 1st axis | shaft 411 via the 1st gear 441, the 2nd drive part 422, and the 2nd doll 423 arrange | positioned at an action point. The second shaft 421 extends from one side surface of the housing of the design plan 400 before correction to the other side surface. The second drive unit 422 rotates at the operating point according to the rotation of the second shaft 421 and rotates according to the rotation of the first shaft 411 extending from one side surface to the other side surface of the casing of the design plan 400 before correction. The operation | movement which has a desired locus | trajectory is implement | achieved by the 2nd doll 423 to be performed.

第3機構要素430は、第1軸411に第2ギア442を介して接続された第3軸431と、第3駆動部432と、作用点に配置される第3人形433とを有する。第3軸431は、修正前設計案400の筐体の一方の側面から他方の側面まで延伸する。第3軸431は、第1軸411の回転に応じて回転し、第3駆動部432は第3軸431の回転に応じて作用点に配置される第3人形433に所望の軌跡を有する動作を実現させる。   The third mechanism element 430 includes a third shaft 431 connected to the first shaft 411 via the second gear 442, a third drive unit 432, and a third doll 433 disposed at the operating point. The third shaft 431 extends from one side surface of the housing of the design plan 400 before correction to the other side surface. The third shaft 431 rotates in accordance with the rotation of the first shaft 411, and the third driving unit 432 has a desired locus on the third doll 433 disposed at the operating point in accordance with the rotation of the third shaft 431. Is realized.

第1ギア441及び第2ギア442は、修正前設計案400の側壁に接して配置される。第1ギア441は、第1軸411及び第2軸421に嵌合され、第1軸411の回転に応じて、第2軸421を回転する。第2ギア442は、第1軸411及び第3軸431に嵌合され、第1軸411の回転に応じて、第3軸431を回転する。   The first gear 441 and the second gear 442 are disposed in contact with the side wall of the design plan 400 before correction. The first gear 441 is fitted to the first shaft 411 and the second shaft 421, and rotates the second shaft 421 in accordance with the rotation of the first shaft 411. The second gear 442 is fitted to the first shaft 411 and the third shaft 431, and rotates the third shaft 431 according to the rotation of the first shaft 411.

修正後設計案500は、第1機構要素510と、第2機構要素520と、第3機構要素530と、第1ギア541と、第2ギア542とを有する。第1機構要素510は、第1軸511と、第1駆動部512と、第1人形513とを有する。第1軸511、第1駆動部512及び第1人形513の構成及び機能は第1軸411、第1駆動部412及び第1人形413の構成及び機能と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。   The modified design plan 500 includes a first mechanism element 510, a second mechanism element 520, a third mechanism element 530, a first gear 541, and a second gear 542. The first mechanism element 510 includes a first shaft 511, a first drive unit 512, and a first doll 513. The configurations and functions of the first shaft 511, the first drive unit 512, and the first doll 513 are the same as the configurations and functions of the first shaft 411, the first drive unit 412, and the first doll 413, so detailed description thereof is omitted here. To do.

第2機構要素520は、第2軸521と、第2駆動部522と、第2人形523とを有する。第2軸521は、第2駆動部522と側壁との間の不要な部分が除去されていることが第2軸421と相違する。第2軸521の軸の形状以外の第2軸521、第2駆動部522及び第2人形523の構成及び機能は第2軸421、第2駆動部422及び第2人形423の構成及び機能と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。   The second mechanism element 520 includes a second shaft 521, a second drive unit 522, and a second doll 523. The second shaft 521 is different from the second shaft 421 in that an unnecessary portion between the second driving unit 522 and the side wall is removed. The configurations and functions of the second shaft 521, the second drive unit 522, and the second doll 523 other than the shape of the shaft of the second shaft 521 are the configurations and functions of the second shaft 421, the second drive unit 422, and the second doll 423. Since it is the same, detailed description is abbreviate | omitted here.

第3機構要素530は、第3軸531と、第3駆動部532と、第3人形533とを有する。第3軸531は、第3駆動部532と側壁との間の不要な部分が除去されていることが第3軸431と相違する。第3軸531の軸の形状以外の第3軸531、第3駆動部532及び第3人形533の構成及び機能は第3軸431、第3駆動部432及び第3人形433の構成及び機能と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。   The third mechanism element 530 includes a third shaft 531, a third drive unit 532, and a third doll 533. The third shaft 531 is different from the third shaft 431 in that an unnecessary portion between the third drive unit 532 and the side wall is removed. The configurations and functions of the third shaft 531, the third drive unit 532, and the third doll 533 other than the shape of the shaft of the third shaft 531 are the configurations and functions of the third shaft 431, the third drive unit 432, and the third doll 433. Since it is the same, detailed description is abbreviate | omitted here.

第1ギア541及び第2ギア542は、配置される位置が第1ギア441及び第2ギア442と相違する。第1ギア541及び第2ギア542は、配置位置以外は第1ギア441及び第2ギア442と同様なので、詳細な説明は省略する。   The positions of the first gear 541 and the second gear 542 are different from those of the first gear 441 and the second gear 442. Since the first gear 541 and the second gear 542 are the same as the first gear 441 and the second gear 442 except for the arrangement positions, detailed description thereof is omitted.

次いで、評価値演算部356は、ギア機構再配置部355によってギア機構が再配置された設計案の評価値を演算する(S213)。一例では、複数のユーザ軌跡データに対応する作用点の軌跡と、設計案により実現される作用点の軌跡との間の類似度の合計値を、設計案の評価値として演算する。評価値演算部356は、式(2)を使用して演算される類似度d(i,j)を使用して評価値を演算してもよい。図9に示す例では、第1機構要素510の類似度、第1機構要素510の軌跡の類似度、第2機構要素520の第1機構要素510の軌跡の類似度及び第3機構要素530の軌跡の類似度の合計値を設計案の評価値として演算する。   Next, the evaluation value calculation unit 356 calculates the evaluation value of the design plan in which the gear mechanism is rearranged by the gear mechanism rearrangement unit 355 (S213). In one example, a total value of similarities between the locus of action points corresponding to a plurality of user locus data and the locus of action points realized by the design plan is calculated as an evaluation value of the design plan. The evaluation value calculation unit 356 may calculate the evaluation value using the similarity d (i, j) calculated using the equation (2). In the example shown in FIG. 9, the similarity of the first mechanism element 510, the similarity of the trajectory of the first mechanism element 510, the similarity of the trajectory of the first mechanism element 510 of the second mechanism element 520, and the third mechanism element 530. The total value of the trajectory similarity is calculated as the evaluation value of the design plan.

次いで、設計案登録部357は、評価値演算部356が演算した評価値と関連付けて、ギア機構が再配置された設計案ギア機構が再配置された設計案を、記憶部11に記憶される設計案登録リストに登録する(S214)。   Next, the design plan registration unit 357 stores the design plan in which the design plan gear mechanism in which the gear mechanism is rearranged is rearranged in association with the evaluation value calculated by the evaluation value calculation unit 356 in the storage unit 11. It is registered in the design plan registration list (S214).

次いで、設計案登録判定部358は、設計案登録リストに登録されている設計案の数が最大数に達しているか否かを判定する(S215)。設計案登録判定部358は、設計案登録リストに登録されている設計案の数が最大数に達していると判定した(S215−YES)ときに、関連付けられた評価値が最も低い設計案を設計案登録リストから削除する(S216)。   Next, the design plan registration determination unit 358 determines whether or not the number of design plans registered in the design plan registration list has reached the maximum number (S215). When the design plan registration determination unit 358 determines that the number of design plans registered in the design plan registration list has reached the maximum number (S215-YES), the design plan with the lowest associated evaluation value is selected. Delete from the design plan registration list (S216).

次いで、個別設計案生成部354は、記憶部11に記憶される設計案生成回数をインクリメントする(S217)。次いで、個別設計案生成部354は、記憶部11に記憶される設計案生成回数が最大値に達したか否かを判定する(S218)。個別設計案生成部354によって設計案生成回数が最大値に達していないと判定される(S218−NO)と、処理はS207に戻る。個別設計案生成部354によって設計案生成回数が最大値に達したと判定される(S218−YES)まで、S207〜S218の処理が繰り返される。   Next, the individual design plan generation unit 354 increments the number of design plan generations stored in the storage unit 11 (S217). Next, the individual design plan generation unit 354 determines whether or not the design plan generation count stored in the storage unit 11 has reached the maximum value (S218). If the individual design plan generation unit 354 determines that the design plan generation count has not reached the maximum value (NO in S218), the process returns to S207. The processes of S207 to S218 are repeated until the individual design plan generation unit 354 determines that the design plan generation count has reached the maximum value (S218—YES).

個別設計案生成部354によって設計案生成回数が最大値に達したと判定される(S218−YES)と、設計案出力部36は、設計案登録リストに登録されている設計案を出力する(S219)。   When the individual design plan generation unit 354 determines that the design plan generation count has reached the maximum value (YES in S218), the design plan output unit 36 outputs the design plan registered in the design plan registration list ( S219).

図10は、設計案生成装置1によって生成される設計案の一例の動作を示す図である。図10(a)は第1状態を示し、図10(b)は第1状態の次の第2状態を示し、図10(c)は第2状態の次の第3状態を示す。図10(d)は第3状態の次の第4状態を示し、図10(e)は第4状態の次の第5状態を示し、図10(f)は第5状態の次の第6状態を示す。   FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of an example of a design plan generated by the design plan generation apparatus 1. 10A shows the first state, FIG. 10B shows the second state after the first state, and FIG. 10C shows the third state after the second state. FIG. 10D shows the fourth state after the third state, FIG. 10E shows the fifth state after the fourth state, and FIG. 10F shows the sixth state after the fifth state. Indicates the state.

表1は、図10において、作用点に配置された人形と、人形を駆動する機構要素との関係を示す。ウサギ(rabbit)の人形に対応する機構要素は時計方向に回転するクランクであり、アヒル(duck)の人形に対応する機構要素は時計方向に回転する水平リンクであり、豚(pig)の人形に対応する機構要素は時計方向に回転する楕円カムである。

Figure 2018063592
Table 1 shows the relationship between the doll arranged at the action point in FIG. 10 and the mechanism elements that drive the doll. The mechanism element corresponding to a rabbit doll is a crank that rotates clockwise, and the mechanism element that corresponds to a duck doll is a horizontal link that rotates clockwise. The corresponding mechanism element is an elliptical cam that rotates clockwise.
Figure 2018063592

(実施形態に係る設計案生成装置の作用効果)
設計案生成装置1は、軌跡を区分するクラスタに関連付けられた作用点の軌跡を、ユーザが入力した軌跡に類似するようにクラスタに関連付けられた機構要素の寸法を最適化して実現することで、ユーザの望む軌跡に最適な機構要素を選択することができる。
(Operational effect of the design plan generation apparatus according to the embodiment)
The design plan generating device 1 realizes the locus of the action point associated with the cluster that classifies the locus by optimizing the size of the mechanism element associated with the cluster so as to be similar to the locus input by the user, It is possible to select a mechanism element optimal for the locus desired by the user.

また、設計案生成装置1は、出現頻度に基づいて機構要素の型を確率的に選択することで、類似する設計案で使用される尤もらしい機構要素を選択することができる。   Further, the design plan generation apparatus 1 can select a likely mechanism element used in a similar design plan by stochastically selecting the type of the mechanism element based on the appearance frequency.

また、設計案生成装置1は、設計案により実現される作用点の軌跡が互いに干渉しないように、機構要素のギア及び軸の少なくとも1つを再配置することで、複数の構成要素が動作時に互いに干渉することを防止することができる。   In addition, the design plan generation device 1 rearranges at least one of the gears and shafts of the mechanism elements so that the locus of the action point realized by the design plan does not interfere with each other, so that a plurality of components can be operated during operation. Interference with each other can be prevented.

また、設計案生成装置1は、設計案登録リストに登録されている設計案の数が所定数に達したときに、評価値が最も低い設計案を設計案登録リストから削除することで、評価値が比較的高い複数の設計案を生成することができる。   In addition, the design plan generation device 1 deletes the design plan with the lowest evaluation value from the design plan registration list when the number of design plans registered in the design plan registration list reaches a predetermined number. A plurality of design proposals having relatively high values can be generated.

(実施形態に係る設計案生成装置の変形例)
設計案生成装置1では、初期設計案生成部353は、構要素型選択部351が選択した機構要素の型の中で類似度が最も高い機構要素を選択して初期設計案を生成する。しかしながら、実施形態に係る設計案生成装置では、他の方法により選択された機構要素を使用して、初期設計案を生成してもよい。
(Modification of the design plan generation apparatus according to the embodiment)
In the design plan generation apparatus 1, the initial design plan generation unit 353 selects a mechanism element having the highest similarity among the types of mechanism elements selected by the component type selection unit 351 and generates an initial design plan. However, the design plan generation apparatus according to the embodiment may generate an initial design plan using a mechanism element selected by another method.

例えば、実施形態に係る設計案生成装置では、初期設計案は、ユーザによって入力されたユーザ軌跡と同一のクラスタに関連づけられる構成要素の確率質量関数に基づいて選択されてもよい。実施形態に係る設計案生成装置は、ユーザによって入力されたユーザ軌跡Xと、クラスタに関連づけられる構成要素Dとの類似度d(X,i)に基づいて、確率質量関数F(i)を   For example, in the design plan generation apparatus according to the embodiment, the initial design plan may be selected based on the probability mass function of the component associated with the same cluster as the user trajectory input by the user. The design plan generation apparatus according to the embodiment calculates the probability mass function F (i) based on the similarity d (X, i) between the user trajectory X input by the user and the component D associated with the cluster.

Figure 2018063592
Figure 2018063592

規定する。ここで、同一のクラスタに関連づけられた機構要素の数Yにたいしてi∈Yとなる。このとき、   Stipulate. Here, iεY with respect to the number Y of mechanism elements associated with the same cluster. At this time,

Figure 2018063592
Figure 2018063592

の関係が成り立つ。実施形態に係る設計案生成装置は、確率質量関数F(i)を使用して、初期設計案を確率的に選択することで、類似度が高い構成要素を高角率で選択することができる。   The relationship holds. The design plan generation apparatus according to the embodiment can select a component having a high degree of similarity at a high angular rate by selecting an initial design plan stochastically using the probability mass function F (i).

1 設計案生成装置
31 ユーザ軌跡データ取得部
32 筐体情報取得部
33 入力データ処理部
34 クラスタ探索部
35 設計案生成部
36 設計案出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Design plan production | generation apparatus 31 User locus data acquisition part 32 Case information acquisition part 33 Input data processing part 34 Cluster search part 35 Design plan generation part 36 Design plan output part

Claims (6)

作用点の軌跡を示す登録軌跡データと、主軸の回転に応じて前記作用点の軌跡を実現する機構要素とを、前記作用点の軌跡の区分を示すクラスタに関連づけて記憶する記憶部と、
ユーザにより入力された軌跡であるユーザ軌跡を示すユーザ軌跡データを取得するユーザ軌跡データ取得部と、
前記ユーザ軌跡の区分に対応するクラスタを探索するクラスタ探索部と、
前記探索されたクラスタに関連付けられた作用点の軌跡が前記ユーザ軌跡に類似するように、前記探索されたクラスタに関連付けられた機構要素の寸法を最適化して、設計案を生成する設計案生成部と、
前記設計案を出力する設計案出力部と、
を有する設計案生成装置。
A storage unit that stores registration trajectory data indicating a trajectory of an action point, and a mechanism element that realizes the trajectory of the action point according to rotation of a spindle in association with a cluster that indicates a division of the trajectory of the action point;
A user trajectory data acquisition unit that acquires user trajectory data indicating a user trajectory that is a trajectory input by a user;
A cluster search unit for searching for a cluster corresponding to the classification of the user trajectory;
A design plan generation unit that generates a design plan by optimizing the size of the mechanism element associated with the searched cluster so that the locus of the action point associated with the searched cluster is similar to the user track. When,
A design plan output unit for outputting the design plan;
A design plan generation apparatus.
前記記憶部は、複数の機構要素を形状に基づいて分類した複数の機構要素のそれぞれの型と、同一のクラスタに関連づけられた全ての機構要素の出現回数に対するそれぞれの機構要素の型に含まれる機構要素の出現回数を示す出現頻度とを更に記憶し、
前記設計案生成部は、
前記機構要素の型の出現頻度に基づいて機構要素の型を確率的に選択する機構要素型選択部と、
前記選択された機構要素の型に含まれる機構要素の中で最も類似度が高い機構要素から初期設計案を生成する初期設計案生成部と、
前記初期設計案により実現される作用点の軌跡と前記ユーザ軌跡との類似度が最小になるように前記初期設計案の寸法を変更して設計案を生成する個別設計案生成部と、
を有する請求項1に記載の設計案生成装置。
The storage unit is included in each type of a plurality of mechanism elements obtained by classifying a plurality of mechanism elements based on a shape, and in each type of mechanism element for the number of appearances of all the mechanism elements associated with the same cluster. Further storing the appearance frequency indicating the number of appearances of the mechanism element,
The design plan generation unit
A mechanism element type selection unit that stochastically selects a mechanism element type based on the appearance frequency of the mechanism element type;
An initial design plan generation unit that generates an initial design plan from a mechanism element having the highest similarity among the mechanism elements included in the selected type of mechanism element;
An individual design plan generating unit that generates a design plan by changing the dimensions of the initial design plan so that the degree of similarity between the locus of the action point realized by the initial design plan and the user track is minimized;
The design plan generation apparatus according to claim 1, comprising:
前記ユーザ軌跡データ取得部が複数の前記ユーザ軌跡データを取得し、
前記設計案生成部は、前記設計案により実現される作用点の軌跡が互いに干渉しないように、機構要素のギア及び軸の少なくとも1つを再配置するギア機構再配置部を更に有する、請求項2に記載の設計案生成装置。
The user trajectory data acquisition unit acquires a plurality of the user trajectory data,
The said design plan production | generation part further has a gear mechanism rearrangement part which rearranges at least one of the gear of a mechanism element, and an axis | shaft so that the locus | trajectory of the action point implement | achieved by the said design plan may not mutually interfere. 2. The design plan generation apparatus according to 2.
前記設計案生成部は、
前記複数のユーザ軌跡と、前記個別設計案生成部によって生成された設計案により実現される作用点の軌跡との間の類似度の合計値を、前記設計案の評価値として演算する評価値演算部と、
前記評価値と関連付けて前記設計案を設計案登録リストに登録する設計案登録部と、
前記設計案登録リストに登録されている設計案の数が最大数に達していると判定したときに、前記評価値が最も低い設計案を前記設計案登録リストから削除する設計案登録判定部と、
を更に有する請求項3に記載の設計案生成装置。
The design plan generation unit
Evaluation value calculation for calculating a total value of similarities between the plurality of user trajectories and the locus of action points realized by the design plan generated by the individual design plan generation unit as an evaluation value of the design plan And
A design plan registration unit that registers the design plan in a design plan registration list in association with the evaluation value;
A design plan registration determination unit for deleting the design plan having the lowest evaluation value from the design plan registration list when it is determined that the number of design plans registered in the design plan registration list has reached the maximum number; ,
The design plan generating apparatus according to claim 3, further comprising:
ユーザにより入力された軌跡であるユーザ軌跡を示すユーザ軌跡データを取得し、
作用点の軌跡を示す登録軌跡データと、主軸の回転に応じて前記作用点の軌跡を実現する機構要素とを、前記作用点の軌跡の区分を示すクラスタに関連づけて記憶する記憶部に記憶された前記ユーザ軌跡の区分に対応するクラスタを探索し、
前記探索されたクラスタに関連付けられた作用点の軌跡が前記ユーザ軌跡に類似するように、前記探索されたクラスタに関連付けられた機構要素の寸法を最適化して、設計案を生成し、
前記設計案を出力する、
ことを含む設計案生成方法。
Obtaining user trajectory data indicating a user trajectory that is a trajectory input by the user;
The registered trajectory data indicating the trajectory of the action point and the mechanism element that realizes the trajectory of the action point according to the rotation of the spindle are stored in a storage unit that stores them in association with the cluster that indicates the segment of the trajectory of the action point. Search for a cluster corresponding to the user trajectory classification,
Optimizing the dimensions of the mechanism elements associated with the searched cluster so that the trajectory of the action point associated with the searched cluster is similar to the user trajectory to generate a design proposal;
Outputting the design proposal,
A design plan generation method including the above.
ユーザにより入力された軌跡であるユーザ軌跡を示すユーザ軌跡データを取得し、
作用点の軌跡を示す登録軌跡データと、主軸の回転に応じて前記作用点の軌跡を実現する機構要素とを、前記作用点の軌跡の区分を示すクラスタに関連づけて記憶する記憶部に記憶された前記ユーザ軌跡の区分に対応するクラスタを探索し、
前記探索されたクラスタに関連付けられた作用点の軌跡が前記ユーザ軌跡に類似するように、前記探索されたクラスタに関連付けられた機構要素の寸法を最適化して、設計案を生成し、
前記設計案を出力する、
処理をコンピュータに実行させる設計案生成プログラム。
Obtaining user trajectory data indicating a user trajectory that is a trajectory input by the user;
The registered trajectory data indicating the trajectory of the action point and the mechanism element that realizes the trajectory of the action point according to the rotation of the spindle are stored in a storage unit that stores them in association with the cluster that indicates the segment of the trajectory of the action point. Search for a cluster corresponding to the user trajectory classification,
Optimizing the dimensions of the mechanism elements associated with the searched cluster so that the trajectory of the action point associated with the searched cluster is similar to the user trajectory to generate a design proposal;
Outputting the design proposal,
A design plan generation program that causes a computer to execute processing.
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