GB/T 16656.105-1999工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第105部分：集成应用资源：运动学

15390080中华人民共和国国家标准GB/T16656.105-1999idtISo10303-105:1996工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第105部分:集成应用资源：运动学Industrialautomationsystemsandintegration-Productdatarepresentationandexchange105:IntegratedParttionresource:Kinematics1999-07-02发布2000-01-01实施国家质量技术监督局发布

GB/T16656.105-1999二前言ISO前言引言。·”…1范围2引用标准定义…………3.1在GB/T16656.1中定义的术语3.2在GB/T16656.42中定义的术语…·3.3在ISO8855中定义的术语3.4：其他定义……·3.4.1机架base3.4.2运动坐标系frame3.4.3地面ground·.·3.4.4连接点：ioint·····3.4.5运动学kinematics3.4.6运动链kinematicchain3.4.7连杆link3.4.8连杆坐标系统linkframe3.4.9环loop²·…··3.4.10机构mechanism·"···3.4.11运动mmolion3.4.12副pair。。。.。.。。3.4.13副约束pairactuation3.4.14定位placement3.4.15坐标变换transform3.4.16SU-参数SU-parameters3.4.17世界坐标系统worldcoordinatesystem4.1数学符号4.2用来表示矩阵的图形约定4.3，编写5运动结构5.1引高5.2基本概念与假设5.2.1运动模型结构

GB/T16656.105-19995.2.2定位和位置5.2.3正旋转的含义5.2.4形状表示5.2.5单位一致5.3运动结构模式类型定义5.3.1刚体定位…5.3.2旋转范围计量5.3.3平移范围计量5.3.4无限范围5.3.5空间旋转5.3.6yPr枚举5.3.7ypr旋转5.3.8运动系统背景…………·5.4kinematicstructure_schema实体定义5.4.15.4.2运动特性定义……………5.4.3运动属性表示关系…·5.4.4运动连地点表示…5.4.5机构…….5.4.6机构底架定位…·5.4.7初始状态……·5.4.8运动结构……………·5.4.95.4.10运动连杆5.4.11运动连杆不同表示法之间的关系5.4.12运动连杆表示……5.4.13运动连杆表示的联系5.4.14运动系统背景表示5.4.15基于运动坐标系统的变换5.4.16运动系统背景表示联系85.4.17SU-参数5.4.18运动副5.4.19副约柬5.4.20副值5.4.21简单副范围235.4.22旋转副5.4.23旋转副值245.4.24旋转副范围5.4.25棱形副5.4.26棱形副值

GB/T16656.105-19995.4.27楼形副范围5.4.28旋副·265.4.29螺旋副值5.4.30螺旋副范围5.4.31圆柱副5.4.32圆柱副值5.4.33圆柱副范围295.4.34球面副··5.4.35球面副值305.4.36球面副范围5.4.37万能副·5.4.38万能副值335.4.39万能副范围345.4.40平面副··355.4.41平面副值355.4.42平面副范围5.4.43无约束副375.4.44无约束副值375.4.45全约束副385.4.46点曲面副385.4.47点曲面副值395.4.48点曲面副范围405.4.49曲面副42曲面副范围5.4.50AA5.4.51滑动曲面副455.4.52滑动副值455.4.53滚动曲面副46滚动曲面副值5.4.54AG5.4.55点平面曲线副175.4.56点点平面曲线副值495.4.57点平面曲线副范围505.4.58平面曲线副55.4.59平面曲线副范围545.4.60滑动曲线副545.4.61滑动副值5.5.4.62滚动曲线副585.4.63滚动曲线副值555.4.64齿轮副5.4.65齿轮副值5：5.4.66齿轮副范围58

GB/T16656.105-1999齿轮齿条副5.4.67585.4.68齿轮齿条副值595.4.69齿轮齿条副范围605.4.70运动结构605.4.71运动网络结构5.4.72运动树结构·……·5.4.73运动学环5.4.74连接点的逻辑联系635.4.75有向连接点…………·5.4.76树中的有向连接点连接点进入方向5.4.775.5运动结构模式函数定义……645.5.1ypr序列·……..·645.5.2连杆表示……….655.5.3有合适机架的机构·5.5.4连杆使用唯一性…·675.5.5副连杆表示一致性……67坐标与背景相关性5.5.668角度到弧度的转换………………5.5.7705.5.8呱度到角度的转换·72空间旋转转化为ypr旋转……5.5.9745.5.10分配指定连杆785.5.11简单环形连接796运动学的运动表示…806.1816.2基本概念和假设?……ao运动学运动表示模式类型定义：运动参数测量6.36.4、运动学运动表示模块实体定义，816.4.1816.4.2坐标变换………816.4.3路径结点·826.4.4运动路径…………P6.4.5路径元素连接….386.4.6组合路径……………·…….86.4.7路径元素…·836.4.8点到点路径……………….66.4.9环形路径…6.4.10直线路径856.4.11曲线路径6.5，运动学运动表示模块函数定义……8F

GB/T16656.105-1999简单路径连接……….6.5.186.5.2比较单位……876.5.3增量比较………·……·6.5.4非重合坐标……·887运动分析控制和结果·89897.2基本概念和假设…89？.3运动分析控制和结果模式类型定义………7.3.1插人类型………7.3.2运动分析定义……………7.3.3运动结果…7.4运动分析控制和结果实体定义……7.4.1插补形态……7.4.2运动控制•…………·7.4.3建立运动路径……7.4.4运动连杆关系………7.4.5形态定义…7.4.6插补形态序列……7.4:7预定路径……7.4.8运动分析结果……………7.4.9运动分析一致性………………·7.4.10导出路径·……附录A(标准的附录）实体名缩写…96附录B(标准的附录）信息对象注册附录C(提示的附录）EXPRESS表附录D(提示的附录)）EXPRESS-G图··附录E(提示的附录）附加信息……109附录F(提示的附录）用SU-参数来代替DH-参数11附录（(提示的附录)11索号·····

GB/T16656.105-1999前本标准是根据ISO10303-105:1996年《工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第105部分：集成应用资源：运动学》制定的。在技术上与该标准等同，在编写格式上符合GB/T1.1的基本规定、本标准的附录A、附录B为标准的附录;附录C、附录D、附录E、附录F、附录G为提示的附录。本标准首次发布,从2000年1月1日起实施。本标准由国家机械工业局提出。本标准由全国工业自动化系统标准化技术委员会归口。本标准主要起草单位：上海交通大学。本标准主要起草人：张申生、缪逸。

GB/T16656.105-1999ISO前言国际标准化组织（ISO)是一个国家标准组织(ISO成员)的联合体。制定国际标准的工作一般是由ISO技术委员会来承担。每一个对该委员会制定的标准感兴趣的成员都有权参加该委员会并发表自己的观点。政府的或非政府的国际组织，如果与ISO有联系，也可以参加这项工作。ISO)在所有关于电工技术标准化的问题上与国际电工技术委员会(IEC)紧密合作。技术委员会通过的国际标准草案要在成员之间进行投票表决。至少75%的成员赞成才能作为国际标准发布。国际标准ISO10303-105是由ISO/TC184技术委员会、工业自动化系统与集成SC4分技术委员会(工业数据）共同制定。ISO10303在《工业自动化系统与集成产品数据表达与交换》的主题下包括以下部分：Partl，综述和基本原理（Overviewandfundamentalprinciples）-Part11，描述方法：EXPRESS语言参考手册（Descriptionmethods:TheEXPRESSlanguagereferencemanual：-Part12,描述方法：EXPRESS-1语言参考手册（Descriptionmethods:TheEXPRESS-Ilan-guagereferencemanual）:-Part21，实现方法：交换结构的纯正文编码（Implementationmethods：Cleartextencodingoftheexchangcstructure)i一Part22，实现方法：标准数据存取接口规范（Implementationmethods：Standarddataaccessin-terfacespecification)；-Part23,实现方法：C++语言与标准数据存取接口的联结（Implementationmethods:Ct+lan-guagebindingtothestandarddataaccessinteface)；一Part24,实现方法：C语言与标准数据存取接口的联结（Implementationmethods：Clanguagebindingtothestandarddataaccessinteface）i-Part26实现方法：接口定义语言与标准数据存取接口的联结（Implementationmethods：Interfacedefinitionlanguagebindingtothestandarddataaccessinteface）i-Part31,一致性测试方法与框架：基本概念（Conformancetestingmethodologyandframework:Generalconcepts）；-Part32,一致性测试方法与框架：对测试实验室和客户的要求（Conformancetestingmethod-ologyandframework.Requirementsontestinglaboratoriesandclients）一Part33,一致性测试方法与框架：抽象测试套件（Conformancetestingmethodologyandframework:Structureanduseofabstracttestsuites）:-Part34，一致性测试方法与框架；抽象测试方法（Conformancetestingmethodologyandframework:Abstracttestmethods)一Part35，一致性测试方法与框架：SDAI应用的抽象测试方法（Conformancetestingmethodol-ogyandframework:AbstracttestmethodsforSDAIimplementation）一-Part41，集成通用资源：产品描述与支持原理（Integratedgenericresources:Fundamentalsofproductdescriptionandsupports）-Part42，集成通用资源：几何与拓扑表示（Integratedgenericresources:Geometricandtopo-

GB/T16656.105-1999logicalrepresentation）s-Part43，集成通用资源：表示结构（Integratedgenericresources:Representationstructures）Part44，集成通用资源：产品结构配置（Integratedgenericresources:Productstructureconfiguration）s-Part45，集成通用资源：材料（Integratedgenericresources:Materials）3Part46集成通用资源：可视化表示（Integratedgenericresources：Visualpresentation）Part47，集成通用资源：形状变化允许范围（Integratedgenericresources:Shapevariationtol-erances）-Part49，集成通用资源：工艺结构与属性（Integratedgenericresources：Processstructureandproperties）-Part101，集成应用资源：绘图（Integratedapplicationresources:Draughting）-Part104，集成应用资源；有限元分析（Integratedapplicationresources：Finiteelementanalysis）-Part105，集成应用资源：运动学（Integratedapplicationresources:Kinematics）-Part106，集成应用资源：建筑结构核心模型（Integratedappiicationresources.Buildingcon-structioncorenodels）；-Part201+应用协议：显式绘图（Applicationprotocol：Explicitdraughting）-Part202，应用协议：相关绘图（Applicationprotocol:Associativedraughting)Part203应用协议：配置控制设计（Applieationprotocol：Configurationcontrolleddesign）-Part204，应用协议：使用边界表示的机械设计（Applicationprotocol:Mechanicaldesignusingboundaryrepresentation）-Part205，应用协议：使用曲面表示的机械设计（Applicationprotocol:Mechanicaldesignusingsurfacerepresentation）i——Part207，应用协议：钣金冲模计划与设计(Applieationprotocol：Sheetmetaldieplanninganddesign）-Part208,应用协议：生命周期管理-改变工序（Applieationprotocol,Litecyelemanage-ment-Changeprocess）；-Part209,应用协议：组成与金属结构分析与相关设计（Applicationprotocol:Compositeandmetallicstructuralanalysisandrelateddesign）i——Part210，应用协议：分层电子产品设计（Applicationprotocol：Designoflayeredelectronicproducts）；——Part211.应用协议：电子测试分析与再生产（ApplieationprotocolElectronicstestdiagnosticsandremanufacture）—-Part212，应用协议：电子设计与安装（Applicationprotocol：Electronies（designandinstallation）s-Part213，应用协议：机械产品的数控工艺（Applicationprotocol:Numeriealcontrolprocessplansformachinedparts）；—-Part214，应用协议：自动机械设计的核心设计（Applicationprotocol：Coredataforautomotivemechanicaldesigns)i-Part215应用协议：船的布置（Applicationprotocol：Shiparrangement）

GB/16656.105-1999Part216，应用协议：船的模型（Applieationprotocol：Shipmouldedforms)-Part217，应用协议：船的管道（Applieationprotocol：Shippiping)Part218，应用协议：船的结构（Applicationprotocol：Shipstructures）-Part220,应用协议：分层电子产品的工序设计、制造和组装（Applicationprotocol:Processplanning.manufactureandassemblyoflayerelectronicproducts）——Part221，应用协议：流程工业工厂的功能数据和图解表达（Applicationprotocol:Functionaldataandtheirschematicrepresentationforprocessplant）；一Part222，应用协议：组合结构的产品数据交换（Appiicationprotocol:Exchangeofproductdataforcompositestructure）一Part223，应用协议：铸件设计数据与产品制造信息的交换（Applicationprotocol：Exchangeofdesigndataandmanufacturingproductinformationforcastparts）-Part224.应用协议：使用机械特性的工艺的机械产品定义（Applicationprotocol：Mechnicalproductdefinitionforprocessplansusingmechanicalfeatures),-Part225，应用协议：使用显式形状表示建筑元素（Applicationprotocol：Buildingelementsus-ingexplicitshapcrepresentation）-Part226，应用协议：船的机械系统（Applicationprotocol：Shipmechanicalsystems）Part227，应用协议：工厂的空间配置（Applicationprotocol:Plantspatialconfiguration）-Part228，应用协议：建筑服务：供热、通风和空调（ApplicationprotocolBuildingservices:Heating.ventilation·andairconditioning)-Part229,应用协议：锻件的设计与产品制造数据信息交换（Applicationprotocol：Exchangeofdesignandmanufacturingproductinformationforforgedparts）-Part230，应用协议：建筑结构框架：钢结构（Applicationprotocol：Buildingstructuralframe:Steelwork）-Part231，应用协议：工艺数据：主要部件的工艺设计与工序说明（ApplicationprotocolPro-cessengineeringdata:Processdesignandprocessspecificationofmajorequipment）-Part232，应用协议：技术数据打包（Applicationprotocol：Techniealdatapaekage）-Part301，抽象测试组：显式绘图（Abstracttestsuite：Explicitdraughting）Part302，抽象测试组：相关绘图（Abstracttestsuite：Associativedraughting）Part303，抽象测试组：配置控制设计（Abstracttestsuite：Configurationcontroleddesign）-Part304，抽象测试组：使用边界表示的机械设计（Abstracttestsuite:Mechanicaldesignusingboundaryrepresentation）:一Part305，抽象测试组：使用曲面表示的机械设计（Abstracttestsuite:Mechanicaldesignusingsurfacerepresentation）-Part307，抽象测试组：钣金冲模计划与设计（Abstracttestsuite：Sheetmetaldieplanninganddesign）一—Part308,抽象测试组：生命周期管理——改变工序（Abstracttestsuite：Lifecyelemanagement-Changeprocess)——Part309,抽象测试组：组成与金属结构分析与相关设计（Abstracttestsuite:Compositeandmetallicstructuralanalysisandrelateddesign）:-Part310，抽象测试组：分层电子产品设计（Abstracttestsuite：Designoflayeredelectronic

GB/T16656.105-1999products）:-Part311，抽象测试组：电子测试分析与再生产（Abstracttestsuite：Electronicstestdiagnosticsandremanutacture）:-Part312，抽象测试组：电子设计与安装（Abstracttestsuite：Electronicssdesignandinstallation）:一-Part313，抽象测试组：机械产品的数控工艺（Abstracttestsuite:Numericalcontrolprocessplansformachinedparts）-Part314,抽象测试组：自动机械设计的核心设计（Abstracttestsuite：Coredataforautomotivemechanicaldesign);-Part315，抽象测试组：船的布置（Abstracttestsuite：Shiparrangement）Part316，抽象测试组：船的模型（Abstracttestsuite：Shipmouldedforms）-Part317,抽象测试组：船的管道（Abstracttestsuite:Shippiping）·Part318，抽象测试组：船的结构（Abstracttestsuite：Shipstructures）-Part320，抽象测试组：分层电子产品的工序设计、制造和组装（Abstracttestsuite:Processplanningmanufactureandassemblyoflayeredelectronicproducts）-Part321，抽象测试组：流程工业工厂的功能数据和图解表达（Abstracttestsuite：Functionaldataandtheirschematicrepresentationforprocessplants）-Part322,抽象测试组：组合结构的产品数据交换（Abstracttestsuite：Exchangeofproductda-taforcompositestructures）；-Part323，抽象测试组：铸件的设计和产品制造数据交换（Abstracttestsuite：Exchangeofde-signandmanufaeturingproductinformationforcastparts)iPart324，抽象测试组：使用机械特性的工艺的机械产品定义（Abstracttestsuite:Mechanicalproductdefinitionforprocessplansusingmechanicalfeatures)i-Part325，抽象测试组：使用显式形状表示建筑元素（Abstracttestsuite：Buildingelementsus-ingexplicitshaperepresentation)i-Part326，抽象测试组：船的机械系统（Abstracttestsuite：Shipmechanicalsystems）-Part327，抽象测试组：工厂的空间配置（AbstracttestsuitePlantspatialconfiguration）Part328,抽象测试组：建筑服务：供热、通风和空调（Abstracttestsuite：Buildingservices：Heating，ventilation.andairconditioning）-Part329，抽象测试组：锻件的设计和产品制造信息交换（Abstracttestsuite：Exchangeofdesignandmanufacturingproductinformationforforgedparts）——Part330，抽象测试组：建筑结构框架：钢结构（Abstracttestsuite:Buildingstructureframe:Steelwork）；-Part331，抽象测试组：工艺数据：主要部件的工序设计和说明（Abstracttestsuite:Processengineeringdata:Processdesignandprocessspecificationofmajorequipment）-Part332，抽象测试组：技术数据打包（Abstracttestsuite：Technicaldatapackage）Part501，应用解释结构：基于边的线框（Applicationinterpretedconstruct：Edge-basedwireframe）-Part502，应用解释结构：基于壳的线柜（Applicationinterpretedconstruct：Shell-basedwireirame）

GB/T16656.105-1995-Part503，应用解释结构：基于几何的二维线框（Applicationinterpretedconstruct：Geometri-callybounded2Dwireframe）Part504，应用解释结构：会图注释（Applicationinterpretedconstruct：Draughtingannotation）i-Part505，应用解释结构：绘图结构和管理（Applicationinterpretedconstruet:Drawingstruc-tureandadministration)；一Part506，应用解释结构：绘图元素（Applicationinterpretedconstruct:Draughtingelements）-Part507，应用解释结构：基于几何的曲面（Applicationinterpretedconstruet：Geometricallyboundedsurface);-Part508，应用解释结构：非多重曲面（Applicationinterpretedconstruct:Non-manifoldsur-face）-Part509，应用解释结构：多重曲面（Applicationinterpretedconstruct:Manifoldsurface）Part510，应用解释结构：基于儿何的线框（Applicationinterpretedconstruct:Geometricallyboundedwireframe）——Part511，应用解释结构：基于拓扑的曲面（Applicationinterpretedconstruct：Topologicallyboundedsurface）；-Part512，应用解释结构：面的边界表示（Applicationinterpretedconstruct:Facetedboundaryrepresentation）i-Part513，应用解释结构：元素边界表示（Applieationinterpretedconstruet：Elementarybound-aryrepresentation）:-Part514，应用解释结构：先进的边界表示（Applicationinterpretedconstruct：Advancedboundaryrepresentation）i——Part515应用解释结构：构成实体儿何（Applicationinterpretedconstruct：Construetivesolidgeometry）一Part517，应用解释结构：机械设计儿何表示（Applicationinterpretedconstruct：Mechanicaldesigngeometricrepresentation）-Part518，应用解释结构：机械设计阴影表示（Applicationinterpretedconstruct：Mechanicaldesignshadedrepresentation）ISO10303-1说明了本国际标准的结构。本国际标准的标号反映了它的结构：第11到13部分说明了描述方法;第21到26部分说明了实现方法；第31到35部分说明了一致性测试方法与框架;第41到49部分说明了集成通用资源；-第101到106部分说明了集成应用资源第201到232部分说明了应用协议;第301到332部分说明了抽象测试组；-第501到518部分说明了应用解释结构。如果以后还有更多的部分被公布，它们也会遵守以上的编号规则附录A和附录B是本标准的一个整体部分。附录C、附录D、附录E、附录F和附录G仅作信息

GB/T16656.105-1999GB/T16656是能被计算机理解的产品数据表达与交换的系列标准。其目的是给产品生命周期的数据描述提供一中性机制以独立于任何特定系统，它的描述性质不但使它适用于中性文件的交换，而且还能作为实现、共享产品数据库及归档的基础。GB/T16656的系列中的每一标准都构成它的一个部分并单独出版。这些部分可分为以下几类：描述方法，集成资源，应用协议，抽象测试组，实现方法和一致性测试。GB/T16656给每一类作了描述。本部分是集成资源的组成部分。本部分有以下几个主要部分：运动结构：-运动学的运动表达；-运动分析控制和结果、本标准描述了机械设备运动特性的信息模型，该信息模型用于CAD系统和运动分析系统之间的信息交换，也用于不同运动分析系统之间的信息交换。运动信息在本标准中可用于：——部件的细节形状尚未确定的早期设计阶段。在这一阶段进行运动描述的目的是通过建立一个微念模型来理解它的运动特性。-部件的细节形状已经确定的细节设计阶段。在这一阶段进行运动描述的目的是用机械产品部件的最终形状来证实它的运动特性，例如，干涉检测本标准的运动结构由沿曲面、曲线或点运动的运动副连接起来的刚体组成。运