参数化设计的优势与劣势研究
作者：刘艳;郑添;曹光荣
作者机构：徐州市建筑设计研究院有限责任公司;南京市建筑设计研究院有限责任公司;南京市建筑设计研究院有限责任公司
来源：城市建设理论研究（电子版）
年：2012
卷：000
期：009
页码：1-4
页数：4
正文语种：chi
关键词：参数化设计;建筑设计;优势;劣势
摘要：随着计算机的日益发展，参数化设计成为现代建筑设计发展的必然趋势。本文首先阐述了参数化设计的含义，然后从优劣两个方面探讨了建筑设计中的参数化设计，具有较强的前瞻性和科学性，以期推动建筑设计的发展。
机构传动方案设计 设计方案要发散思维，参考资料文献关于机构传动方案设计知道怎么做吗？下面是小编为大家整理了机构传动方案设计，希望能帮到大家！ 这种方法是从具有相同运动特性的机构中，按照执行构件所需的运动特性进行搜寻。当有多种机构均可满足所需要求时，则可根据上节所述原则，对初选的机构形式进行分析和比较，从中选择出较优的机构。 常见运动特性及其对应机构 连续转动定传动比匀速平行四杆机构、双万向联轴节机构、齿轮机构、轮系、谐波传动机构、摆线针轮机构、摩擦轮传动机构、挠性传动机构等变传动比匀速轴向滑移圆柱齿轮机构、混合轮系变速机构、摩擦传动机构、行星无级变速机构、挠性无级变速机构等非匀速双曲柄机构、转动导杆机构、单万向连轴节机构、非圆齿轮机构、某些组合机构等往复运动往复移动曲柄滑块机构、移动导杆机构、正弦机构、移动从动件凸轮机构、齿轮齿条机构、楔块机构、螺旋机构、气动、液压机构等往复摆动曲柄摇杆机构、双摇杆机构、摆动导杆机构、曲柄摇块机构、空间连杆机构、摆动从动件凸轮机构、某些组合机构等
间歇运动间歇转动棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构、某些组合机构等间歇摆动特殊形式的连杆机构、摆动从动件凸轮机构、齿轮-连杆组合机构、利用连杆曲线圆弧段或直线段组成的多杆机构等间歇移动棘齿条机构、摩擦传动机构、从动件作间歇往复运动的凸轮机构、反凸轮机构、气动、液压机构、移动杆有停歇的斜面机构等预定轨迹直线轨迹连杆近似直线机构、八杆精确直线机构、某些组合机构等曲线轨迹利用连杆曲线实现预定轨迹的多杆机构、凸轮-连杆组合机构、行星轮系与连杆组合机构等特殊运动要求换向双向式棘轮机构、定轴轮系等超越齿式棘轮机构、摩擦式棘轮机构等过载保护带传动机构、摩擦传动机构等…………利用这种方法进行机构选型，方便、直观。设计者只需根据给定工艺动作的运动特性，从有关手册中查阅相应的机构即可，故使用普遍。 任何一个复杂的执行机构都可以认为是由一些基本机构组成的，这些基本机构具有下图所示的进行运动变换和传递动力的基本功能。
（1）槽轮机构的典型结构如图所示，它由主动拨盘、从动槽轮和机架组成。拨盘以等角速度作连续回转，当上的圆销未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧nn被拨盘的外凹槽锁止弧mm卡住，故槽轮不懂。图示为圆销钢进入槽轮径向槽时的位置，此时锁止弧nn又也刚被松开。此后，槽轮受圆销的驱使而转动。当圆销在另一边离开径向槽时，锁止弧nn又被卡住，槽轮又静止不懂。直至圆销再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动。所以槽轮作时动时停的间歇运动。 槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能较平稳的、间歇的进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合 普通槽轮机构的运动系数 在图中所示，当主动拨盘B回转一周时，槽轮A的运动时间与主动拨盘转一周的总时间之比，称为槽轮机构的运动系数，并以к表示 因为拨盘B一般为等速回转，所以时间之比可以用拨盘转角之比来表示。对于单圆销外槽轮机构，时t1与t2所对应的拨盘转角分别为2和2又为了避免圆销B和径向槽发生刚性冲击，圆销开始进入或脱出径向槽的瞬时，其线速度方向应沿着径向槽的中心线。由图可知2α=π-2β此设计槽轮又4个均布槽，则外槽轮机构的运动系数为 к=α/π=1/4
因为运动系数大于零，所以外槽轮的槽数应大于或等于3，由式可知，其运动系数总小于0.5，故此单销外槽轮机构槽轮的运动时间总小于其静止时间。 此外，当圆销开始进入和退出径向槽时，由于角加速度有突变，故在此两瞬时有柔性冲击。而且槽轮的槽数愈少，柔性冲击愈大。 （2）槽轮的强度设计 四槽槽轮机构圆梢所受最大作用力max F 的计算公式如下： 2 max ()Z z M Jnw F c d a M =+ 式中a 为中心距，参数c 、d 的取值查文献［1］为2.000、2.337，代入式得max F =1.2039kN ，由以上较小结果得选择接触疲劳强度为设计准则，选择槽轮材料为45钢，感应淬火热处理，热处理等级MQ ，表面硬度45HRC ，圆销采用ZCuSn10P1锡青铜。 由文献得，45钢的弹性模量1203E GPa =，泊松比10.24u =，ZCuSn10P1锡青铜的弹性模量2110E GPa =，泊松比10.33u =，根据H.Hertz 公式，槽轮与圆销的最短接触长度为： 222 1212111n A HP F r L u u E E πσ=?--+ 由于圆销较易更换，且为耐磨材料，因此接触强度以槽轮为准，查文献，设1100HP Mpa σ=，代入式得 2.8422L mm =，由此得选用10mm 厚的槽轮是非常安全的。 2、槽轮的尺寸计算 槽数 z=4 槽轮每次转位时，主动件的转角 2α=π（1-2/z ） α=0.5π 槽间角 2β=2π/z β=0.25π 主动件圆销中心直径 R1=asin β
基于Predator SFC 系统的槽轮机构CAD/CAM 创新实验 ---------------槽轮机构设计方案 1． 槽轮机构简介 在图1中的外槽轮机构中，主动件拔盘以角速度w1匀速转动，当拔盘上的圆 销转到图1所示的A 位置时，拨盘上锁止弧S1的起使边到达中心连线O 1O 2位置，槽轮开始转动。当圆销转到A 1时，拔销退出轮槽，拔盘继续转动，槽轮却停止转动，我们称此时的槽轮被锁住，槽轮上的内凹锁止弧和拨盘上的外凸锁止弧啮合在一起。这样，主动拨盘连续转动就转换成槽轮的间歇转动。为避免槽轮在起动和停歇时发生刚性冲击，拔销开始进入和离开轮槽时，轮槽的中心线应和圆销中心A 的运动圆周相切，即拔销转到图1所示位置时，O 1A ⊥O 2A 。 图1外槽轮机构 组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。 ω ωo o 锁止弧 槽轮 拨盘 圆销
工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。 作用：将连续回转变换为间歇转动。 特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化，不适合高速运动场合。 2．槽轮机构优点 (1)结构简单，工作可靠，效率较高; (2)在进入和脱离啮合时运动较平稳，能准确控制转动的角度; (3)转位迅速，从动件能在较短的时间内转过较大的角度; (4)槽轮转位时间与静止时间之比为定值。 3．槽轮机构缺点 (1)槽轮的转角大小不能调节; (2)槽轮转动的始、末位置加速度变化较大，从而产生冲击: (3)在工作盘定位精度要求较高时，利用锁紧弧面往往满足不了要求，而需另加定位装置。 (4)槽轮的制造与装配精度要求较高。由于这些原因，槽轮机构一般应用在转速不高的装置中。 4．槽轮机构的工作原理 槽轮机构，又叫马尔他机构或日内瓦机构，由具有径向槽的槽轮1和具有拨销2的拨杆3组成，其工作原理如图2所示。
《基于参数化的风景园林设计行业发展》 数字化（digital）“是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再将这些数字、数据转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理后建立数字化模型。数字计算机的一切运算和功能都是用数字来完成的”[1]，在设计领域中应用时，数字化设计（digital design）“包含的范围非常广泛，只要在设计的任何一个环节以任何方式使用了计算机，都可以说是数字化设计”[1]。[1] 匡纬. 风景园林“参数化”规划设计发展现状概述与思考[J]. 风景园林，2013（1）：58-64.他们认为在范畴上，数字化设计包含参数化设计。 参数化设计发展简史 其实参数化设计思想介入前期方案生成在欧美发达国家早已有之，在20 世纪50~60 年代，美国经历了大萧条之后的第一次建设高峰，而欧洲则忙于处理二次世界大战后满目疮痍的景象。在经历了为解决居住问题和就业问题而快速发展短暂狂热之后，针对已经空前成熟的资本主义价值观本身，欧美人显然发现本国本地区文化遗产的延续和自然生态保护的重要性。 70 年代后期，计算机技术开始萌芽并以惊人的速度发展，随着晶体管技术的发明和推广，以IBM 为代表的企业纷纷走向计算机技术之路，在这个国际大背景下，在众多的设计公司中，SOM 建筑师事务所是最早意识到计算机能够给建筑行业带来一场前所未有革命的公司，早在20 世纪70~80 年代就提出了BIM（Building information modeling）即“一体化设计”的概念。伊恩·麦克哈格（Ian Lennox McHarg）是最早将参数化思想运用到生态园林景观设计的设计师之一，《设计结合自然》（Design With Nature，1969）中所介绍的矢量叠合绘制专题图的分析方法在现在看来已经无甚新奇，但在当时的社会环境背景下可谓巨大突破[3] [3]伊恩?伦诺克斯?麦克哈格. 设计结合自然[M]. 芮经纬译. 天津：天津大学出版社，2006.10. 实质上，参数化设计并不仅仅是建筑表皮的生成和建筑造型的“酷炫”这么简单，正因建筑本身的非自足性，一系列制约因素必须考虑其中，包括方案阶段的日照、供电、采暖、能源利用、环保、材料，建设过程中的结构实施难度、施工工艺、结构安全性和建成后的各种检验（包括LEED 检验），牵一发而动全身，在这种客观环境要求下，BIM 一体化设计模式就有了意义，其所追求的目标是建筑单体从内而外、自始至终整个生命周期的合理性、科学性和节约性，而现今我们所看到的在中国发生的种种建筑实践，大部分都与此毫无关联。 随着参数化设计在建筑领域的不断发展渗透，一种新的思潮“参数化主义”也随之涌现。“参数化主义”（parametricism）是由英国皇家建筑师学会建筑师、扎哈·哈迪德（Zaha Hadid）建筑事务所合伙人帕特里克·舒马赫（Patrik Schumacher）最早提出的(如图6)，尽管这个称谓仍有争议，但已在一定范围（哲学领域）内开始运用。 线性景观是可以用简单的数量和逻辑关系概括的、直接性的、静态的景观，以欧洲古典园林为代表的规则对称式园林是最好的例证——一切均以数学上的几何比例为基础扩展开去，甚至将人的尺度也纳入到这一庞大的比例美学系统中来，其从形式到功能布局均是简单的二元关系（从点到点），是可以用x、y、z 三轴向量概括的；而非线性景观则融合了复杂的多元关系，单纯靠几何比例已无法解释其微妙之处，其特征是神秘而和谐，并带有混沌中意外的突变，且其中蕴含着各种逻辑上的关系，甚至哲学和心理学上的某种相互关联，并不单单是美学关联那么简单了。中国古典园林所蕴含的哲学原理和审美特质，使其体现出朴素的非线性特征来——看似随意而为的外在布局形式，实质上是追随“画意”和中国人眼中的自然主义的结果，而使其被赋予了一种内在的“禅意” 在现阶段的中国，面对一个数据充实、分析到位、系统完善而可能平面上不那么好看的科学设计，与一个平面表现十分花哨，却漏洞百出、难以自圆其说的艺术设计，很多决策者可能
§槽轮机构 4.2.1槽轮机构的类型、工作原理和应用 图槽轮机构 槽轮机构又称马尔他机构，有外啮合和内啮合两种类型，如图所示。本节仅介绍常用的外槽轮机构。槽轮机构由具有径向槽的槽轮2和具有圆销G的拨杆1及机架所组成。原动件l作等速连续转动时．，从动件2时而转动，时而静止。当拨杆l的圆销A未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹锁止弧夕被拨杆1的外凸锁止弧卡住，故槽轮2静止不动。图，a所示是圆销A开始进入槽轮2的径向槽时的位置，这时锁止弧卢开始被松开，因而圆销A能驱使槽轮转动。当圆销开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一锁止弧又被拨杆1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不转，直至拨杆1的圆销A再次进入槽轮的另一径向槽时，两者又重复上述运动过程。外啮合槽轮机构，原动拨杆1与从动槽轮转向相反；内啮合槽轮机构，原动拨杆l与从动槽轮2转向相同。 图槽轮机构在电影放映机中的应用 槽轮机构具有构造简单、制造容易、工作可靠和机构效率高等特点；但槽轮机构在工作时有冲击，并随着转速的增加及槽数的减少而加剧，故适用范围受到一定的限制。 槽轮机构常用于某些自动机械(如自动机床、电影放映机等)和轻工机械中作转位机构。图所示为槽轮机构在电影放映机中的应用。 4.2.2槽轮机构的主要参数 槽数n和圆销数k是槽轮机构的两个主要参数。 为了使槽轮开始转动和终止转动时的角速度为零以免刚性冲击，圆销进入或脱离槽轮的径向槽时，圆销中心的轨迹圆应与径向槽的中心线相切。由图，a 可得槽轮2转动时拨杆1的转角为 (4-2) 在一个运动循环中，槽轮2的运动时间与原动件1的运动时间之比称为运动系数，用表示。对于单销槽轮机构，若原动件等速转动一周为一个运动循环，则时间比可转换成转角之比，即 (4-3) 由于>0，所以>0，因此z≥3。由上式知，这种单销槽轮机构的运动系数总小于0．5，即槽轮的运动时间总小于静止时间。 如果原动件上均匀地装有k个圆销，那么，原动件每转过／A就是一个运动循环。若原动件转过一周所需时间不变，显然原动件完成一个运动循环所需的时间应为／A；带动槽轮转动一次所需时间仍为td，则 (4-4) 由于槽轮总是作间歇转动的，故运动系数r总小于1，所以由上式可得 (4-5)
请高手指点QQ 906468771 棘轮机构 科技名词定义 中文名称：棘轮机构 英文名称：ratchet mechanism 定义：含有棘轮和棘爪的主动件作往复运动，从动件作步进运动的机构。 所属学科：机械工程（一级学科）；机构学（二级学科）；其他机构（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 棘轮机构示意图 棘轮机构（ratchet and pawl），由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。 棘轮机构简介 棘轮机构将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。 棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转，常在固定构件上加装止逆棘爪。摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现，在传递很小动力时，也有用电磁铁直接驱动棘爪的。棘轮每次转过的角度称为动程。动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节，也可以
在运转过程中加以调节。如果希望调节的精度高于一个棘齿所对应的角度，可应用多棘爪棘轮机构。 一棘轮机构(ratchet mechanism)的基本型式和工作原理 图示为机械中常用的外啮合式棘轮机构，它由主动摆杆，棘爪，棘轮、止回棘爪和机架组成。主动件空套在与棘轮固连的从动轴上，并与驱动棘爪用转动副相联。当主动件顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。当主动件逆时针方向转动时，止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。 2 棘轮机构的分类方式有以下几种： 按结构形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构 齿式棘轮机构结构简单，制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现。该机构的缺点是动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。
参数化设计下建筑形态生成研究 发表时间：2019-09-22T01:25:32.657Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：陈云 [导读] 摘要：本文在对参数化设计的有关概念和内容分析基础上，对参数化设计在建筑设计中的运用及其对建筑形态生成的影响进行研究，为有关实践及研究提供参考。 悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司杭州分公司浙江杭州 310000 摘要：本文在对参数化设计的有关概念和内容分析基础上，对参数化设计在建筑设计中的运用及其对建筑形态生成的影响进行研究，为有关实践及研究提供参考。 关键词：参数化设计；建筑形态；生成；研究 在科学技术的不断发展影响下，建筑形态设计中先后经历了从传统的尺规制图设计形式向计算机辅助设计以及参数化辅助设计、参数化设计等方向发展转变，在满足建筑用户对建筑形态与功能设计的需求以及推动我国建筑行业发展方面起到了非常积极的作用。其中，参数化设计在建筑形态生成与设计中的应用实现，是在信息技术快速发展与广泛应用支持下，随着建筑设计中对建筑形态生成技术模式的不断创新转变，同时受我国建筑行业的快速发展与建筑施工的工艺技术不断更新变化影响，随着新型材料与技术在建筑施工中的广泛应用，而建筑住户对建筑形态与功能的追求不断提升，在这一情况下，为顺应建筑行业的发展形势，满足建筑用户的建筑需求，在国内建筑设计技术水平不断提升的带动下，作为传统建筑形态生成与设计中最为常用的技术手段，二维制图技术已经逐渐不能满足当前建筑的大体量非线性形态设计要求，因此，推动了参数化辅助设计与参数化设计在建筑形态与功能设计中的发展和应用。下文在对参数化设计的有关概念及内容分析基础上，对参数化设计下建筑形态的生成进行研究。 1、参数化设计的概念及内容分析 参数化设计在建筑设计领域的出现和应用，实际上是作为一种新的建筑设计思维模式，对建筑形态与功能等设计进行指导，并不单纯是一种具体的软件应用。参数化设计的思维理念是从机械设计中延伸出来，通过对机械设计的有关思维模式的借鉴与吸收，将其运用在建筑设计中，并经过不断探索研究，最终形成对建筑设计具有一定指导意义的参数化设计思想。参数化设计理念下，设计人员能够在有关思维理论的指导下进行一种具有无限可能性的设计思维模式寻找，并应用于相关设计实践中，促进其设计水平与效果提升。值得注意的是，以参数化设计思想为指导进行有关设计实践开展中，需要设计人员需要进行一种表达与对设计元素相互联系进行探索的设计思维模式与观念探索，从而为整个设计的开展与实施提供指导，通过数字化的互动方式在设计人员与参数化系统的自然与顺畅沟通交流过程中，促进设计思路与有关概念生成的不断推进，最终完成有关作品的设计。 2、参数化设计在建筑设计中的运用及设计媒介 建筑设计中，传统尺规制图与二维制图技术支持下的建筑设计，其设计工作开展的重要媒介是铅笔、纸张、橡皮以及计算机等，以铅笔或者是计算机为工具，进行有关设计内容与元素添加，再通过橡皮进行擦除修改，以三角板、圆规、比例尺等工具作为辅助，进行有关标记添加并修改，最后按照习惯将相关标记联系在一起后最终形成设计概念指导下的精准模型作品。参数化设计作为建筑设计的一种最新模式与理念，也是建筑设计技术水平不断发展与进步的重要标志，同时也是计算机技术在建筑设计中辅助运用的最初概念与形式。参数化设计下的建筑设计模式，其设计实施是通过一种协同方式的对设计概念中的内容进行相互关联并同步改变，表格处理软件是当前参数化设计中最为成熟的系统软件，该软件在建筑设计中运用，在进行子数据添加或删除的情况下，其他相关联的数据也会发生变动，值得注意的是，这些数据是在矩形单元格中运行，并不是传统认识上的设计。 机械设计专业领域中的参数化设计，是以参数化系统作为设计开展的媒介。而建筑设计领域中对参数化设计与参数化系统的应用，最早是在本世纪初，并且随着参数化辅助设计在建筑设计领域的应用实现，其呈现出了较快的发展与变化。值得注意的是，与建筑设计中的计算机辅助设计存在区别，参数化设计在建筑设计领域的应用实现，不仅使其设计工作速度实现了更快的提升，并且其设计过程也更具人性化。现阶段，随着参数化设计在建筑设计领域的逐渐应用与发展成熟，比较常见的参数化系统有基于Rhinoceros平台开发的Paracloud和Grasshopper、Digital Project等，此外，还包括3D脚本编程软件Processing和Rhinioscript等，并且上述参数化系统在建筑设计中应用，由于其中的Rhinoceros平台软件在和建筑设计的Auto CAD制图软件、Revit等实现数据交互时具有较为快捷、迅速的特征，同时，Rhinoceros平台Grasshopper软件又具有可视化、数据化以及动态成果演示、完整数据反馈和保存、用户自定义等功能，在建筑设计中应用作用优势十分突出，深受欢迎。 3、参数化设计下建筑形态的生成研究 3.1参数化设计下的建筑形态生成分析 参数化设计在建筑设计中运用实现，为建筑设计提供了一种新的设计思维支持，尤其是在建筑设计的非线性与外部形态表观设计上，其作用优势更加突出。参数化模型中自然、流畅的参数化对象，其实质上是具有若干控制点集的参数函数，它是对建筑设计传统设计系统有关内容与技术要素等总结运用基础上实现的，对这些参数化对象具有一定的动力支持作用，这也是说参数化系统中的一系列控制集合能够对建筑设计基础系统的控制形成覆盖，由此可见，参数化设计在建筑设计中运用的空间优势十分显著。 根据上述内容，利用参数化设计对建筑形态的生成形成影响中，由于参数化本身所关注的内容是以数学函数关系中的变量处理为主，对其函数关系中的变量处理的关注，使其在建筑形态生成中具有较大的可能性，尤其是进行具有复杂曲面系统化特征的建筑形态生成中。需要注意的是，以参数化设计实现建筑形态生成影响，在当前的建筑设计中需要以更加直观的方式对建筑形态的曲线形式进行控制，使其曲线形式中的微小变化在建筑形态整体变化中扩散和渗透，从而形成对建筑整体形态及其艺术特征的影响。现阶段，参数化技术在建筑形态生成设计中的实现方法较多，比较典型的有迭代计算、遗传算法以及V oronoi计算方法等，通过上述计算方法的设计运用，对建筑形态的生成设计进行精确控制与优化分析，以达到较好的设计效果。此外，以局部和整体自相似作为特征的L系统和分形方法等以及从其他学科演变形成的找形方法，其在准晶体结构以及最小曲面、电场线等建筑形态生成设计中都有应用实现，并且对建筑设计的影响也十分显著。 3.2实例概述 结合上述对参数化设计及其对建筑形态生成设计的作用和影响，以国外的古根海姆博物馆建筑形态生成设计为例，该建筑形态生成中，受参数化设计在建筑形式生成中的固有模式印象，即通过数字化技术实现各方面内容的联系，设计人员为摆脱这种束缚影响，实现建筑形式手绘设计保留同时对其实现动态化显示并产生具有雕塑感的三维形式，在设计过程中，将其图像转化为巨型尺度，其中就采用了参
棘轮机构设计举例全 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
请高手指点 棘轮机构 科技名词定义 中文名称：棘轮机构 英文名称：ratchet mechanism 定义：含有棘轮和棘爪的主动件作往复运动，从动件作步进运动的机构。 所属学科：（一级学科）；（二级学科）；其他机构（三级学科） 本内容由审定公布 棘轮机构示意图 棘轮机构（ratchet and pawl），由棘轮和棘爪组成的一种单向。棘轮机构常用在各种和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。 棘轮机构简介 棘轮机构将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。 棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑
过，棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转，常在上加装止逆棘爪。摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和等实现，在传递很小动力时，也有用电磁铁直接驱动棘爪的。棘轮每次转过的角度称为动程。动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节，也可以在运转过程中加以调节。如果希望调节的精度高于一个棘齿所对应的角度，可应用多棘爪棘轮机构。 一棘轮机构(ratchet mechanism)的基本型式和工作原理 图示为机械中常用的外啮合式棘轮机构，它由主动摆杆，棘爪，棘轮、止回棘爪和机架组成。主动件空套在与棘轮固连的从动轴上，并与驱动棘爪用转动副相联。当主动件顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中，使棘轮跟着转过一定角度，此时，止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。当主动件逆时针方向转动时，止回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向转动，而驱动棘爪却能够在棘轮齿背上滑过，所以，这时棘轮静止不动。因此，当主动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。 2 棘轮机构的分类方式有以下几种： 按结构形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构 齿式棘轮机构结构简单，制造方便；动与停的时间比可通过选择合适的驱动机构实现。该机构的缺点是动程只能作有级调节；噪音、冲击和磨损较大，故不宜用于高速。
棘轮机构练习题 一，填空题 1，将主动件的连续运动转换为时动时停的周期性运动的机构，称为间歇动动机构 2，棘轮机构主要由棘轮、棘爪和机架组成 3，槽轮机构的主动件是曲柄，它以等角速度做整周运动，具有径向槽的槽轮是 从动件，由它来完成间歇运动。 4，为保证棘轮在工作中的静止可靠和防止棘轮的反转，棘轮机构应当装有止回棘爪. 5、单圆销外啮合六槽轮机构，曲柄转一周需6秒，则槽轮每次运动转 60 度，每次停歇 5 秒。 6，在间歇运动机构中能将主动件的连续转动变成从动件的间歇转动的是＿棘轮机构＿和＿ 槽轮机构＿。 7，单圆销外啮槽轮机构，它是由曲柄＿圆柱销＿、＿带径向槽的槽轮＿以及机架等组成。 8，槽轮机构能把主动件的＿连续＿转动转换为从动件周期性的＿间歇＿运动。 9、有一双圆销槽轮机构，其槽轮有6条径向槽，当主动件拨盘转二圈时，槽轮完成＿4＿ 次动作，转过240 度。 10，在槽轮机构中，要使主、从动件转向相同，应采用＿内啮合＿槽轮机构。 二，判断题 1，间歇齿轮机构是由齿轮传动演变而来的，所以齿轮传动的传动比计算方法同样适用于间 歇齿轮机构。（×） 2，内啮合槽机构中槽轮的旋转方向与曲柄的旋转方向是一致的，而外啮合槽轮机构则相反。 （√） 3，槽轮机构中槽轮的转角大小是可以调节的（×） 4，槽轮机构的停歇和运动时间取决于槽轮的槽数和圆柱拨销数（√） 5，凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构都不能实现间歇运动。× 6，单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘爪。（√） 三，选择题 1、六角车床的刀架转位机构是采用的（ C） Ａ，凸轮机构Ｂ，棘轮机构Ｃ，槽轮机构Ｄ，齿轮机构 2．拨盘转一周，槽轮作一次反向间歇转动的槽轮机构是＿＿A＿＿槽轮机构。 A．单圆销外啮合B．双圆销外啮合C．单圆销内啮合 3，某单圆销六槽外啮合槽轮机构，若主动件曲柄转一周，则槽轮转（ C）周 Ａ，1 Ｂ，1/4 Ｃ，1/6 Ｄ，1/8 4，槽轮机构的主动件在工作中做（ C） Ａ，往复摆动运动Ｂ，往复直线运动Ｃ，等速转动Ｄ，直线运动
槽轮机构的组成及其特点 newmaker (1) 槽轮的组成(Composition of Geneva Mechanism) 如右图所示，主动拨盘上的圆柱销进进槽轮上的径向槽以前，凸锁止弧将凹锁止弧锁住，则槽轮静止不动。圆柱销进进径向槽时，凸、凹锁止弧恰好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。 (2)槽轮的特点 构造简单，外形尺寸小； 机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位； 但因传动时存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。 槽轮机构的类型及应用 （1）槽轮机构的类型(Type of Geneva Mechanism) 外槽轮机构：运动时，拨盘与槽轮为异向回转。 内槽轮机构：运动时，拨盘与槽轮为同向回转。 两种机构均用于平行轴之间的间歇传动。 （2）槽轮机构的应用举例(Application Sample of Geneva Mechanism) 外槽轮机构被广泛应用于电影放映机中。
(3）球面槽轮机构(Sphere Geneva Mechanism) 当需要在两相交轴之间进行间歇传动时，可采用球面槽轮机构。右图为球面槽轮机构。 槽轮机构的运动系数及运动特性 (1)槽轮机构的运动系数k (Motion Factor of Geneva Mechanism) k=td／t 又因拨盘1一般为等速回转，因此时间的比值可以用拨盘转角的比值来表示。可得外槽轮机构运动系数的另一表达式： 由于运动系数k应大于零，所以由上式可知外槽轮径向槽的数目z应大于3。又由上式可知，
参数化设计的优势与劣势研究 摘要：随着计算机的日益发展，参数化设计成为现代建筑设计发展的必然趋势。本文首先阐述了参数化设计的含义，然后从优劣两个方面探讨了建筑设计中的参数化设计，具有较强的前瞻性和科学性，以期推动建筑设计的发展。 关键词：参数化设计；建筑设计；优势；劣势 Abstract: with the development of computer, parametric design for the modern architectural design the inevitable trend of development. This paper expounds the meaning of parametric design, and then from two aspects discusses the quality of architecture design parametric design, with strong prospective and scientific nature, to promote the development of architectural design. Keywords: parametric design; Architecture design; Advantages; disadvantage 1参数化设计的含义 建筑不是孤立在客观环境之外的，这些限制条件就是德勒兹所说的“力”，建筑是处理了这些“力”的关系之后的结果，建筑师同样拿来德勒兹“抽象机器”的概念，将建筑对应这台“抽象的机器”，将这些“力”从“机器”的一端输入，而“机器”的另一端就会输出相应的结果，这个过程同时也对应了建筑设计过程。建筑师的主要工作不是在纸上涂抹、画概念草图，而是将影响建筑设计的限制条件转化成这种“力”，并建立一台“抽象的机器”，而表达建筑的工作是由计算机来完成的，对计算机而言，这些“力”被称为“参数”或“参变量”，“抽象的机器”被称为“参数化模型”，参数化设计就可以表示为将参数输入参数化模型并由计算机生成建筑形体的过程。 徐卫国教授对参数化设计做过如下定义：“它把影响建筑设计的因素看作参数，然后找到一种关系，那这些影响建筑设计的参数组织到一起，借助于计算机编程和计算机的软件将其组织在一起，形成一个参数模型。参数中包括了各种各样的影响因素，有些因素是可变的，称为参变量，有一些参数是固定不变的。当改变参变量的量的时候，就能得到不同的结果，这个结果就是设计的雏形，也就形成了参数设计的结果。” 参数模型的建立需要很多的工具，这些工具很多都来源于其他学科，分形理论、涌现理论、元胞自动机理论都是组成参数化工具箱的工具，对于同一个建筑设计师选择的工具可以是不同的，建筑生成的结果会根据选取工具的不同而不同，对于不同的建筑采取相同的工具由于参数的不同也会产生不同的结果，这些都完全取决与建筑师个人的选择。
摘要 槽轮机构是一种步进间歇运动机构，由于结构简单、制造容易、工作可靠,能准确地控制转角, 机械效率高, 所以在自动和半自动生产线中得到广泛的应用但槽轮在销轴进出槽轮槽口时加速度大,机构产生较大的冲击,而且随着转速的增加和槽轮槽数的减少冲击加剧，因而不适用于高速运转的情况。 本设计以槽数6 、销轮和槽轮中心距6mm、销轴半径3mm、铣刀半径6mm 为例，设计槽槽轮机构，并对槽轮的运动特性进行分析。采用CAM技术对槽轮和拨盘进行数控编程，对零件进行工艺分析，确定刀具和切削用量，最后形成NC指令。 关键词：槽轮机构工艺数控编程 NC
目录 前言 第一章概述 (4) 第一节、槽轮机构概述 (4) 第二节、槽轮机构简介 (4) 第三节、槽轮机构的应用和研究现状 (4) 第二章槽轮机构的设计与分析 (7) 第一节、槽轮机构的工作原理、特点及应用 (7) 第二节、外槽轮机构角速度和角加速度的分析 (8) 第三节、内槽轮机构的角速度和角加速度规律 (10) 第四节、主要几何尺寸的设计 (10) 第五节、本设计的主要几何尺寸的设计 (11) 第三章数控加工技术概述 (17) 第一节、数控加工技术的发展 (17) 第二节、数控加工工艺的特点 (19) 第三节、数控机床与普通机床相比具有的优越性 (20) 第四章槽轮和拨盘的工艺规程设计 (21) 第一节、机械加工工艺规程的作用 (21) 第二节、机械加工工艺规程的制定程序 (21) 第三节、毛坯的选择 (22) 第四节、定位基准的选择 (22) 第五节、加工顺序的安排 (23) 第六节、本零件工艺规程设计 (23) 第五章结论 (33) 第六章致谢 (34) 参考文献 (36)
参数化设计在中国的建筑创作与思考 —清华大学建筑学院徐卫国教授、徐丰先生访谈 Architectural Creation and Thinking of the Parametric Design in China: Interview with Professor Xu Weiguo & Xu Feng of School of Architecture of Tsinghua University ■ 受访嘉宾 徐卫国，清华大学建筑学院教授、博士生导师、建筑设计研究所所长、XWG建筑工作室（x-w-g. net）主持建筑师。他曾是美国麻省理工学院访问学者，曾在日本留学，获日本京都大学博士学位，工作于日本村野藤吾建筑事务所。 徐丰，毕业于清华大学建筑学院、英国建筑联盟建筑学院，曾工作于伦敦Zaha Hadid建筑事务所，现为北京XWG Archi-Studio合伙人。 ■ 访谈主持： 《城市建筑》编辑部 当前数字化设计潮流的强劲涤荡，常使建筑师 兴奋地想起20世纪初现代主义建筑的蓬勃兴起。此 时，正值建筑师告别“现代”转向“后现代”以及 “解构主义建筑”的历程中，而数字技术以一种革命 性的力量推进设计领域的迅速扩容，使其跃迁到新 的技术时代，向世人展示出其自身的无限张力及其 支撑下建筑创作的发展无限。 中国，这个发展中国家，自改革开放后屡创建 筑“奇迹”，但在这种繁荣的背后，依然铭刻有发展 中国家、世界建筑实验场、无差别城市、巨构尺度 和中国速度等一系列的典型特征。同样，中国也面 临环境危机、能源危机等全球性的问题。这就是当 代建筑师的存在环境和创作背景。而在这诸多现象 背后正悄然兴起一股先锋性的革新力量—数字 化设计。我们知道数字化设计将改变世界建筑的面 貌、推进建筑师的创作，但我们更想知道，数字技 术主导下的中国建筑师的研究成果和实践策略，这 对于中国建筑发展而言具有特殊且重要的意义。 结识徐卫国教授是在2004年《城市建筑》创刊 伊始，从他的文章《自由形体及其建筑化伦理— 阐述存在主义的造型观念》中我们看到了很多精彩 的内容，而与徐丰先生的结识要感谢台湾交通大学 建筑研究所刘育东先生。这次笔谈，是对“数字化 设计”主题的挖掘和思考，并且《数字建构—青 年建筑师作品展览》得成功举办，及清华大学建筑 学院“非线性建筑设计”课程历时7年的教学科 研，当然，还有XWG建筑工作室的实践积累。可 以说，徐教授和他的团队及徐丰先生正是数字化设 计潮流的弄潮者，《城市建筑》期望能在本期杂志的 平台上，拓展数字化设计领域中的新主题、探讨新 意义、追求新价值。 ■《城市建筑》杂志社（以下简称UA）：两位能对 “数字技术”、“数字化设计”及当下热议的“参数化 设计”之间的关系予以定义和区分吗？ ■ 徐卫国教授、徐丰先生（以下简称徐）：数字技术， 我们查了一下百度百科，其中是这样定义的：广义 的“数字技术”(Digital Technology)是一项与电子 计算机相伴相生的科学技术，它是指借助一定设备 将各种信息，包括图、文、声、像等，转化为电子计 算机能识别的二进制数字“0”和“1”后，进行运 算、加工、存储、传送、传播和还原的技术。由于在 运算、存储等环节中要借助计算机对信息进行编码、 压缩、解码，因此也称为数码技术、计算机技术等。 它涵盖社会生活与生产的各个领域，在各种使用计 算机进行工作的专业领域都有相应的技术手段。 数字化设计，是针对具有“设计”要求的行业， 将数字技术应用其中进行设计创作的方式。它涵盖 工业、民用、艺术等多个领域，建筑的数字化设计 也是其中的一个重要组成部分。 建筑的数字化设计有别于传统的设计方法，在 设计过程和表现方式上着重于整体化建筑信息模 型（Building Information Modeling, BIM）的建立。 建筑信息模型对建筑的科技进步起到了不可估量 的推动作用，大大提高了建筑工程的集成化程度。 百度百科对BIM的解释为：“它以三维数字技术为基 础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据 模型，是对该工程项目相关信息的详尽表达。建筑信 息模型是数字技术在建筑工程中的直接应用，以解 决建筑工程在软件中的描述问题，使设计人员和工 程技术人员能够对各种建筑信息做出正确的应对， 并为协同工作提供坚实的基础。” 参数化设计本质上就是要找到一种关系或规 则，把影响设计的主要因素组织到一起，这里将影 响建筑设计的因素看作参（变）量或参数，形成参 数式或叫参数模型，并用计算机语言进行描述，通 过计算机技术将参量及变量数据信息转换成图像， 这个结果就是设计的雏形。 参数模型给建筑设计带来了灵活性，使设计结 果具有更大的可控性。当设计的条件或设计想法改 变的时候，可以修改参数模型得到新的结果，当变 量的大小值改变时，可以不用改变参数模型而只改 变输入信息就可得到新的结果，使结果变得可控。 对于简单形体的设计，如一些标准的几何形体， 不借助参数化平台，也很容易修改它的形状；但对 复杂的不规则的形体来说，如果用传统的设计工具， 当某个设计条件改变时，它的形状要随之改变的话 很困难。现在如果有了参数化设计平台，只需修改 模型或改变变量的大小，就可以马上得出设计结果。 从设计方法的角度来看，我们有了控制复杂形体的
第四章 1．构件和零件有何不同？ 构件是运动的基本单元，而零件是制造的基本单元。一个构件中可以包含多个固联在一起的零件，一个单独的零件可以是一个最简单的构件。 2．试述四杆机构中曲柄、摇杆、连杆和机架的特性。 曲柄：连架杆中，能作整周回转的杆件称为曲柄；摇杆：连架杆中，只能作往复摆动的杆件称为摇杆；机架：机构中固定不动的构件。 3．简要总结四杆机构中曲柄存在的条件。 （1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。 （2）连架杆和机架中必有一个是最短杆。 4．在四杆机构中满足什么条件可以组成曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？ 以与最短杆相邻的杆件为机架，均为曲柄摇杆机构。 以最短杆为机架，为双曲柄机构。 以与最短杆相对的杆件为机架，为双摇杆机构。 5．什么是“死点”？在什么情况下发生？“死点”与“自锁”有何区别？ 机构中从动件与连杆共线的位置称为机构的死点位置.机构之所以出现死点,是因为原动件是作往复运动的构件,导致机构一定出现连杆与从动件共线.自锁是机械在给定方向的驱动力作用下，由于摩擦原因无论驱动力多大都不能使机械运动的现象。当机构处于死点位置时，从动件将发生自锁，出现卡死现象；或受到突然外力的影响，从动件则会出现运动方向不确定现象。 6．什么是连杆机构的急回特性，什么是极位夹角，二者有何联系？ 主动件做等带速运动，从动件空回行程平均速度大于工作行程平均速度的特性，称为连杆机构的急回特性。主动件为曲柄而从动件有极限位置的平面连杆机构，其极位夹角θ为曲柄的回程运动角2?的补角平面连杆机构有无急回特性取决于有无极位夹角，θ = 0，则机构没有急回特性。而机构急回运动的程度取决于极位夹角θ的大小，θ越大，K 越大，机构的急回特性越显著。 7．某四杆机构如图4-101所示，各杆尺寸为AB = 150 mm 、BC = 240 mm 、CD = 400 mm 、DA = 500 mm ，问：（1）该机构属何种类型？（2）写出AB 、BC 、CD 、DA 四杆的名称。 A B C D 150 240 400 500 mm 图4-101 双摇杆机构 AB 连杆 BC 、DA 连架杆 CD 机架 8．试述凸轮机构的组成、分类及其在机构中的作用。 凸轮机构由凸轮、从动件和机架这3个基本构件及锁合装置（如弹簧等）组成，是一种高副
基于Predator SFC 系统的槽轮机构CAD/CAM 创新实验 ---------------槽轮机构设计方案 1． 槽轮机构简介 在图1中的外槽轮机构中，主动件拔盘以角速度w1匀速转动，当拔盘上的圆销转到图1所示的A 位置时，拨盘上锁止弧S1的起使边到达中心连线O 1O 2位置，槽轮开始转动。当圆销转到A 1时，拔销退出轮槽，拔盘继续转动，槽轮却停止转动，我们称此时的槽轮被锁住，槽轮上的内凹锁止弧和拨盘上的外凸锁止弧啮合在一起。这样，主动拨盘连续转动就转换成槽轮的间歇转动。为避免槽轮在起动和停歇时发生刚性冲击，拔销开始进入和离开轮槽时，轮槽的中心线应和圆销中心A 的运动圆周相切，即拔销转到图1所示位置时，O 1A ⊥O 2A 。 图1外槽轮机构 组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。 ω2 ω1 o 1 o 2 锁止弧 槽轮 拨盘 圆销
工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。 作用：将连续回转变换为间歇转动。 特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化，不适合高速运动场合。 2．槽轮机构优点 (1)结构简单，工作可靠，效率较高; (2)在进入和脱离啮合时运动较平稳，能准确控制转动的角度; (3)转位迅速，从动件能在较短的时间内转过较大的角度; (4)槽轮转位时间与静止时间之比为定值。 3．槽轮机构缺点 (1)槽轮的转角大小不能调节; (2)槽轮转动的始、末位置加速度变化较大，从而产生冲击: (3)在工作盘定位精度要求较高时，利用锁紧弧面往往满足不了要求，而需另加定位装置。 (4)槽轮的制造与装配精度要求较高。由于这些原因，槽轮机构一般应用在转速不高的装置中。 4．槽轮机构的工作原理 槽轮机构，又叫马尔他机构或日内瓦机构，由具有径向槽的槽轮1和具有拨销2的拨杆3组成，其工作原理如图2所示。
棘轮机构 教学目的：掌握棘轮机构的结构组成和工作原理； 掌握棘轮机构的类型和特点； 了解棘轮机构的应用。 教学重点：棘轮机构的结构组成和工作原理 教学难点：棘轮机构的类型和特点 新课教法选择：实物演示小组讨论 教学内容: 一、棘轮机构的工作原理 1、机构组成 主要有摇杆、棘爪、棘轮、制动爪和机架组成。弹簧使制动爪和棘轮保持接触。 2、工作过程 摇杆逆时针摆动——棘爪插入齿槽——棘轮转过角度——制动爪划过齿背摇杆顺时针摆动——棘爪划过脊背——制动爪组织棘轮作顺时针转动——棘轮静止不动 因此当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮将作单向间歇转动。 二、棘轮机构的类型及特点 1、按结构形式分 ①齿式棘轮机构
轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严重。故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控制。 ②摩擦式棘轮机构 摩擦式棘轮机构传递运动较平稳，无噪音，从动件的转角可作无级调整。但难以避免打滑现象，因而运动准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合 2、按从动件运动形式分 ①单动式棘轮机构 单动式棘轮机构的特点是摆杆向一个方向摆动时，棘轮沿同一方向转过某一角度；而摆杆向另一个方向摆动时，棘轮静止不动。 ②双动式棘轮机构 双动式棘轮机构，摆杆的往复摆动，都能使棘轮沿单一方向转动，棘轮转动方向是不可改变的。 ③双向式棘轮机构 若将棘轮轮齿做成短梯形或矩形时，变动棘爪的放置位置或方向后，可改变棘轮的转动方向。棘轮在正、反两个转动方向上都可实现间歇转动。 三、棘轮机构的特点与应用 1、结构简单，制造容易运动可靠 2、棘轮的转角在很大范围内可调 3、工作时有较大的冲击和噪声、运动精度不高，常用于低速场合 4、棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器 四、棘轮转角的调节 1、用遮板调节棘轮转角 2、调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角 五、棘轮机构的应用 应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。