proe运动分析.doc

首先,从题目动画图片上看,轮子的运动有两个,一个是水平方向上的平移运动,一个是绕轮子轴线的回转运动。要实现这两个运动,需要一个平移轴去定义平移运动伺服电机、一个旋转轴去定义回转运动伺服电机。因此,我们需要在定义接头连接时生成这么两个轴。先看一下各种接头连接能提供些什么轴:
销钉:1个自由度,提供1个旋转轴。
圆柱:2个自由度,提供1个平移轴和1个旋转轴,两个轴的轴线重合而运动方向垂直。
平面:3个自由度,提供2个平移轴和1个旋转轴,这三个轴的轴线位置都是任意的,默认情况下它们与可动主体的原始坐标系的坐标轴重合。两个平移轴的轴线在重合平面内互相垂直,旋转轴轴线与两平移轴的轴线都垂直。
滑动杆:1个自由度,提供1个平移轴。
轴承:4个自由度,提供1个平移轴,可三个方向自由旋转,但不提供可用的旋转轴。
球:3个自由度,可三个方向自由旋转,不提供任何可用平移轴或旋转轴。
6DOF:6个自由度,提供3个平移轴和3个旋转轴。可任意方向平移、旋转,轴线也是任意的。默认情况下,各轴轴线与可动主体的原始坐标系各轴重合。
刚性:0个自由度,被连接的两个主体成为一体,如果某主体是组件,其所有子零件也被固定。
焊接:0个自由度,被连接的两上主体成为一体,如果某主体是组件,其子零件仍可运动。
常规:即是用户定义连接,根据约束不同,提供的自由度数及轴数也不同。
先看一下有哪些单一连接可实现。从以上的分析中可以看到,同时提供平移轴与旋转轴的单一连接类型,有圆柱、平面、6DOF这三种接头连接。然而,圆柱提供的两个轴的轴线重合,与题目要求的两轴轴线垂直矛盾,不能用。平面连接的旋转轴与两个平移轴都垂直,6DOF提供的6个轴也可满足要求,可用,但是它们提供的各轴轴线是随意的,平移轴轴线只确定方向,不影响运动,而旋转轴的轴线位置是会影响运动的,所以,它们能提供这些轴,却不一定可供使用。不过,看一下part,轮子的中心正好在原始坐标系上,平面连接与6DOF连接提供的旋转轴默认位置正好与轮子中心点重合,因此可用。但是6DOF接头自由度太多,运动极易失稳,因此,像这种轮子滚动的,一般不要单独使用6DOF连接。
再看一下哪些组合连接可实现。圆柱不能单独用,但它能提供1个平移轴和1个旋转轴,因此,有可能它提供1个平移轴出来,再由其它的连接提供1个旋转轴出来,合起来实现所需运动。比如圆柱+销钉、圆柱+平面、圆柱+6DOF等等。具体如何组合才能实现题目要求的运动,还要看各个连接所提供的平移、旋转到底是如何运动的,并不是随便一组能凑成1平移轴+1旋转轴的组合就能实现。
最后,常规连接,它是用户自定义连接,它能提供的自由度数及运动轴数,都取决于其所使用的约束。比如:常规----匹配,选取两平面设置为重合,其功能与平面连接等效。基本上,可用的单一连接和组合连接,都可用一个或多个常规连接等效实现。
再看一下特殊连接。特殊连接有三种,凸轮、槽、齿轮。凸轮和槽的选取对象都是两个主体A和B上的线或面,只要有两个主体就可以定义。齿轮连接的选取对象是两条轴,一个旋转轴是主体A和C之间的,另一个旋转轴或平移轴不能再是A和C之间的,只能是B和C(或B和D)之间的,因此,定义齿轮连接需要至少三个主体。
这个题目并没有要求只能用两个主体,所以这三种特殊连接都可以定义。如果定义齿轮连接,那么需要第三个