JPH0282364A - Link mechanism loop generating device and mechanism analyzing system - Google Patents

Link mechanism loop generating device and mechanism analyzing system

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JPH0282364A
JPH0282364A JP63234661A JP23466188A JPH0282364A JP H0282364 A JPH0282364 A JP H0282364A JP 63234661 A JP63234661 A JP 63234661A JP 23466188 A JP23466188 A JP 23466188A JP H0282364 A JPH0282364 A JP H0282364A
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JP
Japan
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loop
graph
link mechanism
sides
vertex
Prior art date
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Pending
Application number
JP63234661A
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Japanese (ja)
Inventor
Takasato Yamaguchi
貴吏 山口
Keiji Kageyama
影山 啓二
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0282364A publication Critical patent/JPH0282364A/en
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Abstract

PURPOSE:To effectively use a graph theory and to rapidly derive an optimum loop with a good calculation efficiency by erasing a peak and one side, simplifying the graph of a link mechanism and deriving a fundamental opened loop and a partial fundamental closed loop. CONSTITUTION:For example, the gate mechanism of the paper money inversion at a bank terminal is modelled with a joint and a link and inputted as link mechanism data. Sides e1 to e7 are assigned between fixed joints J1, J2 and J5 and links R1 to R5, both edge points of the side are made into v1 to v6 and a graph expression is obtained. In the graph, from the graph where peaks v2, v4 and v5, in which two sides are linked, are erased, two sides are collected to 1, and simplified, the fundamental opened loop and the closed loop are obtained. Sides e2, e4 to e6 erased at the process of simplification and the peaks v2, v4 and v5 are fetched and the loop corresponding to the original graph is prepared. Thus, the graph theory is used effectively and the optimum loop with the good calculation efficiency can be rapidly derived.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機構解析システムのリンク機構ルプ生成装置
に係り、特に、リンク機構の解析におけるループの自動
生成に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a link mechanism loop generation device for a mechanism analysis system, and particularly to automatic loop generation in link mechanism analysis.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

リンク機構のループを導出する従来の技術としでは、日
本機械学会論文文集(0編)、52巻4この例は、ジヨ
イントを辺、リンクを頂点とするグラフでリンク機構を
表現し、グラフ理論の隣接行列を用いて、回速集合を求
め、閉ループおよび開ループを導出している。
Conventional techniques for deriving loops in link mechanisms include Proceedings of the Japan Society of Mechanical Engineers (ed. 0), Volume 52, 4. This example represents a link mechanism as a graph with joints as edges and links as vertices, and is based on graph theory. Using the adjacency matrix, we obtain the velocity set and derive closed loops and open loops.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は、リンク機構のループをグラフ理論の隣
接行列を利用して導出しているが、隣接行列の行・列数
は、リンク機構のジヨイント数に一致し、回速集合は、
隣接行列を数回掛けることによって得られる。
In the above conventional technology, the loop of the link mechanism is derived using the adjacency matrix of graph theory, but the number of rows and columns of the adjacency matrix matches the number of joints of the link mechanism, and the speed set is
It is obtained by multiplying the adjacency matrix several times.

そのため、ジヨイント数が多くなると隣接行列が大きく
なり、計算効率上問題がある。また、この方法によって
得られるループは、−意に決まってしまい、解析に応じ
てループを変えることができないという問題があった。
Therefore, as the number of joints increases, the adjacency matrix becomes larger, which poses a problem in computational efficiency. In addition, the loop obtained by this method is fixed at will, and there is a problem in that the loop cannot be changed depending on the analysis.

本発明の目的は、グラフ理論を有効に利用し計算効率が
良く最適なループを迅速に導出できるリンク機構ループ
生成装置及びこれを備えた機構解析システムを提供する
ことである。
An object of the present invention is to provide a linkage mechanism loop generation device that can effectively utilize graph theory to quickly derive an optimal loop with good calculation efficiency, and a mechanism analysis system equipped with the same.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

」1記目的のうち計算効率の向上は、(1)リンク機構
から得られるグラフにおいて頂点から2つの辺が出てい
る場合、この頂点と1つの辺を消去することにより新し
くグラフを作り直す、(2)グラフから得られる結合行
列(A)とグラフ理論から得られる関係式(A−eT=
 0 )を用いてグラフの閉ループを示す閉路行列(e
)を求めることにより達成される。
” Among the objectives listed in item 1, improving computational efficiency is as follows: (1) If two edges protrude from a vertex in the graph obtained from the link mechanism, a new graph is created by deleting this vertex and one edge. 2) The coupling matrix (A) obtained from the graph and the relational expression obtained from graph theory (A-eT=
A cycle matrix (e
).

また、最適なループの導出は、(3)ループを構成する
基本ループを求め、それらを目的にあわせて組合せ最適
なループを構成することにより達成される。
Further, derivation of the optimal loop is achieved by (3) determining basic loops that constitute the loop, and combining them according to the purpose to construct the optimal loop.

〔作用〕[Effect]

」二記手段(1)は、リンク機構を表現するグラフにお
いて、辺及び頂点の個数を減らすように働くので、グラ
フ理論で用いる行列のサイズを小さくでき、計算の効率
が向」ニする。また簡単化によって得られるグラフの辺
は、すでにループを構成すを用いるため、従来技術のよ
うに行列の積を繰返す必要がなく、閉ループを効率良く
求めることができる。
``Means (1)'' works to reduce the number of edges and vertices in the graph expressing the link mechanism, so the size of the matrix used in graph theory can be reduced, and the efficiency of calculation is improved. Furthermore, since the edges of the graph obtained by simplification already constitute a loop, there is no need to repeat the product of matrices as in the prior art, and a closed loop can be efficiently obtained.

上記手段(3)は、ループを構成する基本ループを求め
、それらを組み合わせて希望するループを構成できる。
In the above means (3), basic loops constituting a loop are found and a desired loop can be constructed by combining them.

なお、最適ループの選択時に用いる評価基準は、複数組
用意し、ルールベースに格納しておくことが望ましい。
Note that it is desirable to prepare multiple sets of evaluation criteria used when selecting the optimal loop and store them in the rule base.

したがって、計算時間を短縮し、解析手法にあわせて最
適なループを導出し、計算精度を上げることが可能とな
る。
Therefore, it is possible to shorten calculation time, derive an optimal loop according to the analysis method, and improve calculation accuracy.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例を説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、機構解析システムを示しており、入力装置A
からデータを入力し、解析シミュレータBで機構解析を
行い、結果を出力装置りに出力する。本発明の対象であ
るリンク機構ループ生成装置Cは、解析シミュレータB
の一部をなしている。
Figure 1 shows a mechanism analysis system, with input device A
Data is input from the simulator B, mechanical analysis is performed using the analysis simulator B, and the results are output to the output device. The link mechanism loop generation device C, which is the object of the present invention, is an analysis simulator B.
is part of the

リンク機構ループ生成装Wcの処理の手順の流れを示し
たのが第2図である。この処理の流れを第3図〜第11
図を用いて具体的に説明する。なお、第2図の各ステッ
プの参照番号は、第3図〜第11図とそれぞれ対応して
いる。
FIG. 2 shows the flow of the processing procedure of the link mechanism loop generation device Wc. The flow of this process is shown in Figures 3 to 11.
This will be explained in detail using figures. Note that the reference numbers for each step in FIG. 2 correspond to those in FIGS. 3 to 11, respectively.

第3図は、解析対象機構の一例として、銀行端末におけ
る紙幣反転のゲート機構を表わしたものである。
FIG. 3 shows, as an example of the mechanism to be analyzed, a gate mechanism for reversing banknotes at a bank terminal.

第4図は、第3図の機構をジヨイントとリンクを用いて
モデル化したものであり、これがリンク機構データとし
て入力される。
FIG. 4 shows a model of the mechanism shown in FIG. 3 using joints and links, and this is input as link mechanism data.

第5図では、第4図で与えられたモデルについて、固定
ジヨイントJ1..J2.U5間及びリンクRr(j 
=1.2.・・・・・・・、5)に辺e+(i−1゜2
、・・・・・・・、7)をそれぞれ割当て1辺の両端点
を頂点VΔ(j=1.2.・・・・・・、6)とし、グ
ラフ表現′を得る。
In FIG. 5, for the model given in FIG. 4, fixed joint J1. .. J2. Between U5 and link Rr(j
=1.2. ......, 5) has side e+(i-1゜2
, . . . , 7) respectively, and both end points of one side are set as vertices VΔ (j=1.2 . . . , 6) to obtain a graph representation ′.

第6図では、第5図のグラフにおいて、2つの辺が結合
している頂点V21 V4+ V5を消去し、2辺を1
つにまとめてグラフを簡単する。
In Figure 6, in the graph of Figure 5, the vertex V21 V4 + V5 where two sides are connected is deleted, and the two sides are
Simplify the graph by summarizing it.

第7図では、第6図で簡単化したグラフから基本開ルー
プを求める。簡単化により得られる辺e1、T ell
 e41 e7がすでに基本開ループになっているので
、ただちに求められる。
In FIG. 7, a basic open loop is determined from the graph simplified in FIG. Edge e1 obtained by simplification, T ell
Since e41 and e7 are already in the basic open loop, they can be found immediately.

第8図では、第6図で得られたグラフから結合行列Aを
構成し、式A−CT二〇を満たす閉路行列Cを導出し、
閉ループを求める。ここで、結合行列Aは、行が頂点9
列が辺に対応し、頂点V、と辺elが結合していたら1
.結合してなかったらOを5行1列要素に持つ行列であ
る。
In FIG. 8, a coupling matrix A is constructed from the graph obtained in FIG. 6, and a cycle matrix C that satisfies the formula A-CT20 is derived,
Find a closed loop. Here, the connection matrix A has a row with vertex 9
If the column corresponds to an edge and the vertex V and edge el are connected, then 1
.. If they are not connected, it is a matrix with O as an element in 5 rows and 1 column.

また、閉路行列Cは、行が閉路の番号2列が辺に対応し
、辺eIが閉路jに含まれていたら1゜含まれてなかっ
たらOをJ行j列要素に持つ行列である。
Further, the cycle matrix C is a matrix whose rows are numbered by cycles and the 2nd column corresponds to the sides, and if the side eI is included in the cycle j, 1°, and if it is not included, O is the J row, j column element.

第9図では、第7図、第8図で求めた基本ルプをうまく
結合し、最適なループを生成する。最適なループの評価
基準は、この例では、(1)なるへく閉ループとして取
る、(2)ジョイン1−及びリンク数を少なく取るであ
る。
In FIG. 9, the basic loops obtained in FIGS. 7 and 8 are combined to generate an optimal loop. In this example, the criteria for evaluating the optimal loop are (1) a close loop, and (2) a small number of joins and links.

第10図では、第9図で得られたループに対して仮想的
な辺e8と頂点■7を追加し、ループ同士で共通な辺e
3を持たないようにしている。
In Figure 10, a virtual edge e8 and vertex ■7 are added to the loop obtained in Figure 9, and a common edge e between the loops is added.
I try not to have 3.

第11図では、第6図の簡単化の過程で消去された辺及
び頂点を取り込み、第5図のもとのグラフに対応するル
ープを生成し、機構解析システムの次の処理段階に出力
する。
In Figure 11, the edges and vertices that were deleted during the simplification process in Figure 6 are taken in, a loop corresponding to the original graph in Figure 5 is generated, and it is output to the next processing stage of the mechanism analysis system. .

この例における最適結合では、ジヨイント及びリンクの
数を少なくするようにループを構成しているので、その
後の解析の処理数を少なくでき、計算効率が上がる。
In the optimal combination in this example, the loop is configured to reduce the number of joints and links, so the number of subsequent analysis processes can be reduced and calculation efficiency increases.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、リンク機構のグラフにおいである頂点
から2つの辺がでている場合、この頂点を消去してどち
らかの辺に統一してグラフを簡単化するリンク機構ルー
プ生成装置が得られる。この装置によりN個の辺と頂点
を消去した場合、結合行列AのサイズはN行、N開城る
ことになり、本質的に行列計算を必要とするこの手法の
計算効率が上がる。
According to the present invention, there is provided a link mechanism loop generation device that, when two edges protrude from a certain vertex in a graph of a link mechanism, deletes these vertices and unifies them to one of the edges to simplify the graph. It will be done. If N edges and vertices are deleted using this device, the size of the connection matrix A will be N rows and N openings, increasing the calculation efficiency of this method, which essentially requires matrix calculations.

また、上記方式により基本ループがすでに得られている
ので、これを最適性の評価基準と組合せれば、最適なル
ープを生成することが可能となる。
Furthermore, since the basic loop has already been obtained by the above method, by combining this with the optimality evaluation criterion, it becomes possible to generate an optimal loop.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の対象であるリンク機構ルプ生成装置
を含む機構解析システムの構成の一例を示すブッロック
図、第2図はそのリンク機構ループ生成装置の処理手順
の流れを示すフローチャート、第3図は第2図処理手順
を説明するための解析対象リンク機構の一例を示す図、
第4図〜第11図は各処理段階での結果を示す図である
。 A・・・・・・−・・・入力装置、 B・・・・・・・・解析シミュレータ、C・・・・リン
ク機構ループ生成装置、D・・・・・・・・出力装置。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a mechanism analysis system including a link mechanism loop generating device, which is the subject of the present invention; FIG. 3 is a diagram showing an example of a link mechanism to be analyzed to explain the processing procedure shown in FIG.
FIGS. 4 to 11 are diagrams showing the results at each processing stage. A: Input device, B: Analysis simulator, C: Link mechanism loop generation device, D: Output device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、リンク機構の固定ジョイント間およびリンクを辺と
してまた当該辺の両端点を頂点として表現し任意の開ル
ープおよび閉ループを含む機構を解析する機構解析シス
テムにおいて、 前記頂点から2つの辺が出ている場合に当該頂点と1つ
の辺とを消去して前記リンク機構のグラフを簡単化し基
本開ループと一部の基本閉ループとを導出する手段を備
えたことを特徴とするリンク機構ループ生成装置。 2、請求項1に記載のリンク機構ループ生成装置におい
て、 グラフ理論の結合行列と閉路行列との関係式により前記
閉ループを導出する手段を含むことを特徴とするリンク
機構ループ生成装置。 3、請求項1または2に記載のリンク機構ループ生成装
置において、 前記頂点から3つ以上の辺が出ている場合に仮想的な頂
点を設け頂点からは2つの辺が出るようにグラフを拡大
する手段を含むことを特徴とするリンク機構ループ生成
装置。 4、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリンク機構ル
ープ生成装置において、 最適ループの選択時に用いる評価基準を複数組格納する
ルールベースを備えたことを特徴とするリンク機構ルー
プ生成装置。 5、請求項1〜4のいずれか一項に記載のリンク機構ル
ープ生成装置を備えたことを特徴とする機構解析システ
ム。
[Scope of Claims] 1. In a mechanism analysis system that analyzes a mechanism including arbitrary open loops and closed loops by expressing the fixed joints and links of a link mechanism as sides and the end points of the sides as vertices, from the vertices. The present invention is characterized by comprising means for simplifying the graph of the link mechanism by deleting the vertex and one edge when two edges appear, and deriving a basic open loop and a part of basic closed loops. Link mechanism loop generator. 2. The linkage loop generation device according to claim 1, further comprising means for deriving the closed loop using a relational expression between a connection matrix and a cycle matrix in graph theory. 3. In the link mechanism loop generation device according to claim 1 or 2, if three or more edges protrude from the vertex, a virtual vertex is provided and the graph is expanded so that two edges protrude from the vertex. A link mechanism loop generating device characterized by comprising means for. 4. The linkage mechanism loop generation device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a rule base storing a plurality of sets of evaluation criteria used when selecting an optimal loop. . 5. A mechanism analysis system comprising the link mechanism loop generation device according to any one of claims 1 to 4.
JP63234661A 1988-09-19 1988-09-19 Link mechanism loop generating device and mechanism analyzing system Pending JPH0282364A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5713034A (en) * 1990-08-07 1998-01-27 Oki Electric Industry Co., Ltd. CAE system for preparing transmission network and analyzing load in mechanical system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5713034A (en) * 1990-08-07 1998-01-27 Oki Electric Industry Co., Ltd. CAE system for preparing transmission network and analyzing load in mechanical system

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