全自动数字化显微镜机电系统设计

全自动数字化显微镜机电系统设计 学院（系）： 理工学院 专业班级： 机械工程（学硕） 学生姓名： 理 工 学 号： 1234567891253 任课教师： 无 无 目 录第1章 设计思路1第2章 系统介绍42.1 系统结构52.2 系统模块52.2.1 数据层系统模块52.2.2 应用层模块7第3章 机电系统设计123.1 功能原理设计123.1.1 功能原理分析123.1.2 功能拓扑设计133.1.3 功能知识元选择143.2 物理结构设计153.2.1 功能实例选择153.2.2 结构拓扑构建173.3 物化参数设计203.3.1 结构元参数求解203.3.2 装配设计21机电系统分析与设计第1章 设计思路从概念设计到初步详细设计这一过程包含了功能原理设计、物理结构设计和物化参数设计三个子阶段，如图1.1所示。功能原理设计，即在设计过程中确定产品的功能需求，拟定功能拓扑，构造原理方案；物理结构设计，即在确定了设计功能与设计原理后，在初始原理方案基础上，着重对设计原理的实现方案进行求解，拟定功能原理的载体结构和结构拓扑；物化参数设计，即在物理结构方案的基础上，进一步明确产品的设计需求，对结构方案进行参数层面的设计，生成具体化设计方案。图1.1 概念设计到初步详细设计的设计阶段划分上述三个设计阶段的知识形态和设计方法存在明显的差异。在功能原理设计阶段，设计约束相对较少，设计自由度大，知识粒度相对粗糙，跨领域的设计类比（如仿生激励设计，Bio-inspired Design）经常出现。物理结构设计阶段，知识粒度逐渐细化，由原理方案创成过渡到结构方案选择，设计自由度受具体设计原理的结构可实现方式的限制。物化参数设计阶段，设计信息更为具体，在结构方案的基础上逐步完成具体结构参数以及装配方式的设计，设计自由度受到设计方案的系统性和具体功能需求的限制。这种知识形态和设计方法的差异也是打断设计知识连续性、割裂设计过程衔接的主要原因。在设计知识模型中体现出设计的阶段性，针对知识形态的差异性提出不同的表示方法，在统一知识模型框架下实现设计过程中知识流的连续，是解决当前基于知识的设计方法中问题的根本途径。基于此，本文提出了原理-结构-参数设计知识模型。图1.2给出了原理-结构-参数模型的基本框架，包括三个基本的知识层，九个基本的知识要素和八个基本的知识转换过程。图1.2 原理-结构-参数模型三个基本的知识层包括：原理层、结构层和参数层。原理层：对应于功能原理设计阶段，其主要作用是存储功能原理知识。所谓功能原理知识是指设计中采用的功能原理及其对应的功能之间的映射集。在原理设计阶段，对功能原理知识进行建模和表达，就能够根据功能需求，通过功能推理的方式获取相应的设计原理，并根据功能原理的组织形式创建功能拓扑，创成原理设计方案。结构层：对应于物理结构设计阶段，其主要作用是存储功能实例知识。所谓功能实例知识是指功能原理的结构实现方案与功能执行能力组成的设计案例知识。在物理结构设计阶段，对功能实例知识进行建模和表达，就能够通过粗略的功能需求，对各个功能原理的结构载体进行选择，按照功能拓扑和结构拓扑间的映射关系，实现结构拓扑的构建和演化，逐步构造出结构设计方案。参数层：对应于物化参数设计阶段，其主要作用是存储物化设计知识。所谓物化设计知识是指功能原理物理实现模块的具体功能表达和结构参数之间的映射关系。在物化设计阶段，对物化设计知识进行建模和表达，就能够通过解指派特定的设计需求变量，在基于约束的设计思想下对结构参数进行求解，并细化装配设计，进一步生成具体的设计方案。九个基本的知识要素包括：功能、功能元和功能知识元，行为、结构元和功能实例，行为变量、结构参量和参变量约束。功能（Function）：满足设计者设计需求的产品（产品子系统）效用的抽象化、目的化表达。功能元（Functional Cell）：运用一种原理或一组原理组合完成一定功能的一类结构模块的抽象表达。功能知识元（Functional Knowledge Cell，FKC）：表达设计原理的功能和功能元（功能元组）的二元组，可表示为。结构元（Structure Cell）：在一定范围内可以通过改变参数和局部变型的形式，以适应功能需求变化的物理结构模块。行为（Behavior）：结构元功能的客观表述方式，包括作用流、作用过程、作用环境等不同侧面的物理属性。功能实例（Functional Case）：实现设计原理功能的结构元与其行为属性组成的二元组，可表示为。行为变量（Behavior Variant）：用于量化描述行为属性数学表达的代数量。行为变量实质上是对具体功能需求的符号化表述。结构参量（Structure Parameter）：用于量化描述结构元的各个几何特征、材料等影响其功能实现的各个结构属性的代数量。参变量约束（P-V Constraint）：在功能执行和设计求解过程中，结构参量（Structure Parameter）和行为变量（Behavior Variable）所遵循的约束关系。在功能执行过程中表现为一组结构参量取值，决定了行为变量的表达；在设计过程中表现为基于约束设计思想的参数化求解。八个基本的知识转换过程实质上包含了原理-结构-参数模型下设计知识建模和设计方案求解的基本内容。（1）从功能到行为是一个“客观细化”的过程； （2）从行为到功能是一个“主观抽象”的过程；（3）从功能元到结构元是一个“物理实现”的过程；（4）从结构元到功能元是一个“原理提取”的过程；（5）从行为到行为变量是一个“符号表述”的过程；（6）从行为变量到行为是一个“行为合成”的过程；（7）从结构元到结构参量是一个“参数表达”的过程；（8）从结构参量到结构元是一个“结构再生”的过程。原理-结构-参数设计知识模型解决了两个基本问题：第一，通过层次化知识模型增强了知识模型对知识形态的适应性，为实现统一知识模型下多粒度、多领域知识的集成建模，以及从定性设计知识到定量设计知识的过渡式表达创造了条件；第二，通过层次化知识模型增强了知识形态对各阶段设计任务针对性，为实现设计信息连续细化和设计知识延续重用并行推进设计方案创成，以及各个设计阶段的衔接奠定了基础。第2章 系统介绍显微镜机电系统的设计借助了上海交通大学开发的基于原理-结构-参数模型的计算机辅助原型系统Design Synthesis Lab。图2.1是Design Synthesis Lab的登陆界面。图2.2是Design Synthesis Lab的主工作界面，采用了分块显示模式的窗口设计，使Design Synthesis Lab在工作模式下能有效的调整主工作区（参见见下文系统模块介绍）。主工作界面下包括了功能检索工作区、功能元预览工作区、功能草图工作区、功能实例预览工作区，并通过 Button控件、标准文件输出的方式进一步与功能案例选择工作区和物化设计工作区衔接。在主工作界面上，通过菜单栏上的工具菜单和按钮，可以进行更改登录身份、连接和管理数据库、通过Web Browser控件连接IE等操作。图2.1 Design Synthesis Lab登录界面图2.2 Design Synthesis Lab主工作界面2.1 系统结构Design Synthesis Lab主要工作是在C/S（Client/Server，客户端/服务器）模式下完成的，其中局域网服务器负责完成设计知识的存储、检索，客户端负责完成用户交互、响应用户需求。系统结构如图2.3所示，主要包括数据层、应用层和用户层。图2.3 Design Synthesis Lab系统结构（1）数据层：以数据和文档形式保存设计相关的各种信息和知识，包括本体库、知识库和模型库。（2）应用层：集成九大功能模块，辅助设计者进行机电产品的功能原理设计、物理结构设计和物化参数设计。（3）用户层：以可视化界面的方式，在各个设计阶段引导设计者进行设计需求输入，完成设计交互。2.2 系统模块2.2.1 数据层系统模块（1）本体库：本体库包括了功能本体库和行为属性本体库，其存储以XML格式文件为单位，构建工具是Protg 4.1。图2.4是功能流本体在Protg上的构建情况。图2.4 功能流本体在Protg上的构建（2）知识库：知识库包括功能原理知识库、功能实例知识库和物化设计知识库，分别是原理层、结构层和参数层设计知识的主要承载载体。知识库的构建主要是在Microsoft SQL 2005中完成的。需要指出的是这三个库之间是存在映射和关联的，这种关联在设计过程中体现在设计的衔接和连续性。图2.5是数据库主要数据表之间的关系图。图2.5 数据库主要数据表的关系图 （3）模型库：模型库主要存储了结构元的参数化模型以及其重用动态链接库文件。本设计中结构元的参数化模型的主要是由PROE工程软件生成的，除了基本CAD模型，还定义了参数化重用所需要的模型参数、赋值关系等。重用动态链接库是参数层建模工作者基于 Pro/TOOLKIT工具包，采用PROE二次开发的方式，生成的动态链接库文件，是实现参数化模型重用的主要载体。2.2.2 应用层模块（1）功能相似度推理模块功能相似度推理模块是原理-结构-参数模型原理层的主要推理机，其主要功能是根据设计者的功能需求检索相应的功能原理模块，即功能元，并将最相似功能和功能元组成的功能原理载体推送给设计者重用。本系统提供了两种检索方式：本体检索方式和关键词检索方式。本体检索方式主要基于本文第二章给出的功能相似度计算算法，其输入界面如图2.6所示。关键词检索方式采用的是目前网络检索工具主流的关键词匹配式检索，其输入界面如图2.7所示。图2.6 本体功能相似度推理图2.7 关键词功能相似度推理（2）功能元预览模块通过功能相似度检索获取的功能知识元（FKC）通过树控件建立索引，能够在功能元预览区进行查看，并可以添加功能草图实施功能流形态组网，进行手动的功能原理方案设计，功能元预览视图如图2.8所示。图2.8 功能元查看视图（3）功能草图模块功能草图模块是功能原理设计的主要模块，其工作状态形式如图2.9。图2.9所示状态是在主工作界面的基础上将功能推理模块和功能实例预览模块等进行折叠收起的情况。功能草图的主视图采用了矢量图形技术，可以方便地放大和缩小，能够插入功能元示意图片、能够显示和消除背景栅格。功能草图中的各种功能元和功能流可以在草图中任意拖动和组网。其另一个优势是可采用功能黑箱进行局部功能拓扑智能组网和临时的“设计假想”，即先采用“功能黑箱”完成整体的功能流组网，然后将“功能黑箱”相关设计任务交给更有经验的设计者实现或者采用本文所述基于Agent的功能流组网技术进行推理。图2.9 功能草图视图（4）功能实例轻量预览模块在物理结构设计阶段，功能知识元的结构实现方式，即功能实例，能够通过功能知识元索引的方式进行“召回”。这时轻量化的预览功能有助于设计者认知其实现方式。通过轻量预览模块，设计者能够获取其模型信息、功能流接口和安装接口信息以及结构元行为属性的表达信息，如图2.10和图2.11所示。图2.10 结构元查看视图图2.11 行为属性查看视图（5）功能实例选择模块功能实例选择模块的作用是对通过FKC索引到的结构元进行选择，以进行结构设计的重用。功能实例模块的运行步骤如下：首先，需要对所有结构元的行为属性进行聚类，获得公共行为属性，在实际操作过程中，可以通过手动的方式对个别行为属性进行增加和删减；然后，对每一感兴趣的行为属性的需求域进行赋值，并建立必要的行为属性约束；最后调用算法程序对约束包容相似度进行综合计算，并给出最佳结构元重用，如图2.12。图2.12 功能实例选择视图（6）结构拓扑构建模块结构拓扑构建模块主要采用的矩阵形式进行可视化，采用人机交互的形式进行结构拓扑的构建，如图2.13。结构拓扑构建模块有以下几个基本的操作：第一，读取功能流形态矩阵；第二，功能流传递复合；第三，接口选择。第四，初始结构拓扑矩阵生成。图2.13 结构拓扑构建视图（7）物化轨迹规划模块物化轨迹规划模块的作用是基于关键功能流形态对物化求解的次序进行规划，其主要工作也是在人机交互的基础上，以功能流形态矩阵为媒介完成的。（8）参变量方程组求解模块参变量方程组求解模块主要是在Matlab平台上完成的，该模块充分利用了Matlab的符号运算功能。由于该模块的主要功能是求解方程组供物化设计使用，所以该模块在大部分时间与主程序之间并无关联，只需将设计变量以一定规范的txt文档形式进行传递，求解结果也通过规范化txt文档的形式供数模再生模块使用。图 2.14是该模块的基本工作界面，采用了Matlab GUI编程的方式。图2.14 参变量方程组求解视图（9）数模再生模块：数模再生模块主要是在PROE的主程序上完成的，采用了Pro Tookit二次开发的方式存储数模再生的参数赋值运算、变型设计等基本信息。只需要把Pro Tookit二次开发生成的动态链接库和PROE模型的按照固定的相对路径存储，PROE主程序加载动态链接库后，只需要读取由前面步骤生成的结构参量，并赋值给内部参数，就可以完成模型再生，如图2.15所示。图2.15 功能实例选择视图第3章 机电系统设计显微镜的数字化和自动化催生于当今生物科技、生命科学的快速发展，在病理诊断、药物研发、生物研究和环境监测存在着广泛的需求。为了实现高通量、高分辨率、高准确度的显微成像，全自动数字化显微镜应该具备自动切片装载、自动全切片扫描、自动运动对焦等高度自动化功能。3.1 功能原理设计我们从原理层对全自动数字化显微镜机电系统的三个模块进行分析。由于控制系统的设计取决于机械系统最终的选择方案，所以本节主要讨论机械系统的功能原理实现。3.1.1 功能原理分析全自动数字化显微镜的机电系统是其重要的关键子系统，是典型的复杂机电产品，包括以下三个功能性机械模块及其控制系统：自动切片装载装置；自动全切片扫描载物台；自动运动对焦机构。（1）切片装载功能原理分析从自动切片装载装置来看，该模块功能至少包含“上片”和“下片”两个子功能，每个子功能又包含“取片”、“送片”、“载片”三个功能过程（功能分解）。其中，“送片”是一个将切片在空间上“转移”的过程，对应于一个“运动”，最为简单的情况是一个“直线运动”。“取片”和“载片”实质上是一个将切片与原承载物体的“分离”过程，也对应于一个“运动”，最为简单的情况也是一个“直线运动”。考虑克服重力的因素，“取片”和“载片”对应于垂直方向（Z向）的直线运动；考虑运动耦合性，将“送片”运动与Z向垂直设计，对应于一个水平方向（X向）的直线运动。图3.1是“上片”过程中，切片的空间运动示意图。图3.1 “上片”过程切片空间运动示意图为了实现高通量检测，还需要设计切片的存储仓库。采用类比设计方法，对堆垛式货架的设计进行类比，则有如图3.2的多切片卡槽，大容量切片盒、切片盒仓库式设计。在这种设计下，显微镜一次装载，扫描四片切片；用户可以以切片盒为单位，进行切片存取，每一个切片盒里存放多片切片卡槽；在高通检测阶段，切片仓库（下称切片库）始终保持多个切片盒在仓。此时，为了实现顺利取片，还需要切片卡槽的自动对准功能。类似于堆垛机取货的方式，该功能需要一个Y向直线运动，一个Z向直线运动。可知，切片卡槽对准过程的Z向直线运动和取片过程的Z向运动具有功能重合性。只需要保留切片卡槽对准过程的Z 向直线运动，该Z向运动通过切片库的运动实现。图3.2 高通量检测切片存储（2）全切片扫描功能原理分析从自动全切片扫描载物台来看，该模块功能是对二维平面的分块遍历过程，按照常用平面坐标系有直角坐标系和极坐标系，考虑图像拼接难度，采用直角坐标扫描的方式更为合适。即把扫描过程对应为两个水平面独立直线运动，即X向直线运动和Y向直线运动。（3）运动对焦功能原理分析从自动运动对焦机构来看，该模块功能是应当包括“粗调焦”和“细调焦”两个功能（和传统手动显微镜类比）。其中，粗调焦是一个Z向的“大”行程直线运动，细调焦是一个Z向的“微”位移直线运动。容易看出，Z向的“粗调焦”直线运动和“上片”功能中的“载片”直线运动的功能重合性，将二者合并，保留Z向的“粗调焦”直线运动。进而“取片”动作的直线运动有切片卡槽实现，“送片”机构只保留切片的“水平转移”。3.1.2 功能拓扑设计 （1）自动切片装载功能：不考虑系统其它模块，载片装置最为简单的设计是：“上片”和“下片”对称设计，由“送片”机构完成三个功能形态对应的“动作”，按照顺序型逻辑分时完成，对应的功能拓扑如式（3.1），每个功能流形态对应于该机构输出一个直线运动。 （3.1）则其工作状态功能拓扑描述如式（3.2）。 （3.2）考虑“上片”和“下片”的对称性，只需要将“上片”功能的和顺序颠倒，将送片机构的X向直线运动180度“旋转”。则有自动切片装载功能的工作时的功能拓扑如式（3.3）。 （3.3）其中，（2）自动全切片扫描功能：工作状态只有一个功能流形态，即水平面内的X向和Y向的直线运动输出。（3）自动运动对焦功能：粗对焦完成后，扫描中只有一个功能流形态，即Z向直线运动，功能拓扑如式（3.4）。 （3.4）其中，。作为复杂的机电系统设计，为了实现全自动数字化显微镜机电系统的完整功能，还需要控制驱动、检测反馈等功能，如，系统运行的时序逻辑控制、电机等部件的驱动控制等部件、系统运行状态监测、运动限位、速度反馈等。控制系统设计常依赖于机械系统的配置形式，往往在机械系统方案敲定后进行控制设计。后文，我们以切片自动装载装置的方案设计为例，讲述本文方法从功能原理设计到物理结构设计再到物化参数设计的应用。3.1.3 功能知识元选择功能原理推理分析的基本方式是功能相似度推理，其在设计中的作用有两个：一个是通过功能原理推理分析选择合适的功能原理载体（即功能知识元），进行复杂功能流形态的组网和功能流拓扑的构建；另一个是通过功能知识元聚类，形成功能知识元簇，索引相关的结构元，进行功能实例选择，组建结构方案。在上一小节，已经通过功能原理需求分析的方式构建了一种功能实现拓扑，这里不再采用功能草图的方式构造多个功能拓扑方案，而是通过功能知识元聚类索引的方式，直接转入物理结构设计阶段，进行功能案例选择。下面分析切片自动装载装置的功能原理选择情况。由上文功能原理分析，可知其基本功能需求主要包括三个直线运动和一个旋转运动。通过，功能知识元检索，可知，直线运动输出功能元，主要有液（气）压缸、丝杠螺母机构、齿轮齿条机构和曲柄滑块机构等，旋转运动输出功能元有电机、液（气）压马达、齿轮齿条、曲柄滑块、减速器以及单自由度转台等。3.2 物理结构设计3.2.1 功能实例选择首先，对切片仓库的Z向直线运动的结构元进行选择。第一步是对感兴趣行为属性进行聚类，主要包括直线力的大小、稳定性；直线运动的大小、精度、速度范围和加速度范围；由于其能量使用量不大，故不再对其能量执行效率做要求；由于显微镜工作环境良好，通常是在室温下，故不再对执行过程温度和介质做要求。切片盒的Z向直线运动的直线力大小，与切片仓库的设计有关，估计切片仓库的重量不会超过30kg，选择20-30kg，则需要直线力大小约为0.2KN-0.3KN；切片仓库运动过程中需要一定的稳定性，不宜剧烈震动，故稳定性取“Middle”或“High”；直线运动距离与切片仓库高度有关（切片卡槽位置分布在最高和最低都能取到），设层间距2cm，存储25片切片卡槽，则大约高度为500mm；切片卡槽存取过程中，需要和运片机构对准，设层间距为2cm，取定位精度为层间距十分之一，则大约要小于2mm；由于，运动行程不大，故运动速度不宜太高，考虑加减速设计，按照最大加速度为0.05g计算，则最大速度可为700mm/s。由于，切片盒Z向运动速度较低，故不对运动加速度设限制。则有表3.1。表3.1 切片库Z向直线运动和直线力行为属性需求输出流直线力度量0.2KN-0.3KN稳定性Middle OR High直线运动度量0-500 mm 运动精度2mm运动速度0-50 mm/s运动加速度NULL采用本文算法，对HSG型液压缸、SG型液压缸、KK型线性模组、GS型齿轮齿条机构进行的约束包容相似度计算，计算结果如表3.2所示。表3.2 行为属性的包容相似度行为属性结构元相似度HSG型液压缸SG型液压缸KK型线性模组GS型齿轮齿条机构附输出流直线力度量1111稳定性直线运动度量1111运动精度1111运动速度10.411运动加速度显然，HSG型液压缸、KK型线性模组、GS型齿轮齿条执行机构都能满足切片库Z向直线执行机构的需求，考虑到成本因素、安装简易性等因素，采用本设计提出的结构方案评价原则，选择GS型齿轮齿条执行机构作为切片库Z直线执行机构。采用类似的方法，可以对显微镜系统其他各个功能模块进行选择，最终选择结构元如表3.3。表3.3 结构元选择情况功能切片库Z向直线切片库Y向直线送片机构X向直线送片机构Z向旋转载物台X向直线载物台Y向直线载物台Z向大直线载物台Z向微直线结构元GS齿轮齿条副GS齿轮齿条副KK型线性模组单自由度T型转台KK型线性模组KK型线性模组KK型线性模组压电微位移机构对机械系统进行初步的结构设计以后，对其控制系统方案进行配置。与切片自动装载功能相关的控制系统功能主要包括相关电机的驱动控制、卡槽存取状况监测、卡槽上下片定位检测等。电机的驱动控制通过相应电机的型号匹配合适的驱动器，其控制逻辑功能通过PLC 来实现。以卡槽存取状况监测为例，对控制系统方案设计的方法进行说明。卡槽存取状况的记录功能具体由PLC来完成，但是其存取操作过程需要设计合理的信号检测方式，具体包括存取操作的卡槽位置检测、存取操作是否成功的检测。存取操作的卡槽位置检测通过切片库Z 向直线运动执行电机和切片库Y向直线运动执行电机的位置反馈通过预先标定来实现。存取操作是否成功的检测通过接触开关的形式，用电信号进行检测，即在送片机构的取片卡爪和切片卡槽接触位置上设置接触开关。在“上片”过程中，如果取片卡爪成功取片，接触开关导通；送片机构将切片卡槽送到载物台并且载片成功，取片卡爪和切片卡槽脱离，则接触开关关闭。接触开关的状态信号通过导线送给PLC，并根据状态输出逻辑控制指令信号。3.2.2 结构拓扑构建下面以自动切片装载装置的结构拓扑构建为例，讲述本文方法在全自动显微镜结构拓扑构建中的应用。如上所述，自动切片装载装置的涉及主要结构模块有切片库、切片库Z向齿轮齿条副、切片库Y向齿轮齿条副、取片卡爪、送片机构X向线性模组、送片机构Z向转台、载物台Z向线性模组、切片卡槽载物台。综合各个功能流形态，“上片”功能执行过程中，各个结构元之间的功能流传递情况如表3.4。表3.4 切片装载过程多个功能流形态的综合矩阵结构元（编号）切片库Z向齿轮齿条副切片库Z向齿轮齿条副切片库取片卡爪送片机构X向线性模组送片机构Z向转台载物台Z向线性模组切片卡槽载物台123456781直线机械能2直线机械能3物料（切片卡槽）4物料（切片卡槽）5直线机械能、旋转机械能6旋转机械能7直线机械能8表注：控制系统信号流传递以及与系统外部的功能流交换情况未给出。SETP1：将功能流传递矩阵转化无向功能流“联系”矩阵，如表3.5。功能流传递矩阵描述了各个功能流形态中功能流在各个结构元之间的汇总情况，将其右上侧部分沿对角线翻转至左下侧，则形成了无向的功能流“联系”矩阵。表3.5 功能流“联系”矩阵结构元编号1234567812直线机械能3直线机械能4物料（切片卡槽）5直线机械能、旋转机械能6旋转机械能78物料（切片卡槽）直线机械能SETP2：选择合适的接口满足各结构元间的功能流传递，形成功能流接口矩阵。本案例中主要的功能流是直线/旋转机械能。如前文所述，其功能流传递接口分为刚性固定联接、刚性滑动联接、刚性转动联接等。如表3.6所示，切片库Z向齿轮齿条副和Y向齿轮齿条副之间、切片库Y向齿轮齿条和切片库之间采用刚性滑动联接；取片卡爪和送片机构X向线性模组之间、送片机构X向线性模组和送片机构Z向转台之间、载物台Z向线性模组和切片卡槽载物台之间采用螺纹连接。切片库和取片卡爪之间、取片卡爪和切片卡槽载物台之间传递切片卡槽，只需保证相对位置，无需接口设计。表3.6 功能流传递接口矩阵结构元编号1234567812刚性滑动联接3刚性滑动联接4NT5螺纹联接6螺纹联接78NT螺纹联接表注：无需接口设计用NT示出。SETP3：加入机架，构建复合结构矩阵。由于本设计中大部分功能流是机械能，其传递和结构元的安装固定是一体的，设计方案的结构拓扑如表3.7所示。表3.7 结构拓扑复合矩