【正文】 使身心得到輕松自由和安怡，以玩具作為休閑娛樂工具，與親人、朋友作戲，或自己欣賞把玩，或作為社會交往中互相贈送的禮物，有的還作為收藏品等等，正好適應了上述需要。 2021年全國玩具出口額達 150 多億美元。 我國玩具行業(yè)是從上世紀 80 年代后發(fā)展起來， 70%以上還是來料加工和來樣加工，自主開發(fā)和創(chuàng)新的能力不強，能夠以自創(chuàng)品牌 出口的還為數(shù)不多，要從依附式發(fā)展轉向自主式發(fā)展還需要一定的過程 [8]。 是中武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 6 華文化優(yōu)秀傳統(tǒng)的組 成部分，在中華文化發(fā)展史上占有獨特的地位。他建議集中心理學、教育學以及百科知識的專家共同研究編寫這部教科書，其內(nèi)容應包括：校前教育、小學部分、中學部分、大學部分、校后部分和老年部分 [6]。而玩的重要工具之一就是玩具。 ” 他明確指出游戲不僅能滿足人們的娛樂 ，而且于身體、大腦智力的開發(fā)都是有益的。說明這位圣人也是贊成玩的。于光遠同志指出： “ 一個人活到老，學到老，也玩到老。 從上述分析，開展對玩具的研 究不僅僅有利于玩具自身的發(fā)展，而且對美學的研究、對社會科學的研究、對促進民族藝術的發(fā)展，都有現(xiàn)實的意義。如果要在玩具的研究過程中搞清這些復雜的聯(lián)系和作用，那玩具的研究不 僅為其他社會學科提供重要的資料和線索，還會豐富和完善各學科的內(nèi)容。一個現(xiàn)實中具體存在的玩具對青少年來說是一個很不錯的選擇，對于處在智力開發(fā)期的孩子來說，更是首選。而我們要討論的“玩具”是作為產(chǎn)品的玩具，即工業(yè)化批量生產(chǎn)并投入大眾消費市場中的物品。 本課題通過運用 UG 和 Adams 對 玩具 海豚 進 行運動學的仿真。該 技術首 先應用計算機三維建模軟件， 建立玩具系統(tǒng)的三維實體模型，然后利用仿真軟件進行分析和評估玩具系統(tǒng)的各項性能，使玩具的設計制造過程實現(xiàn)了柔性化和高效化。這項技術的運用不僅提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率 ，還不斷為設計者們提供思路改善玩具的各項性能，從而使得研究開發(fā)的設計成本不斷降低， 同時 也使得玩具市場更加繁榮。首先，對海豚玩具進行拆卸、測繪，然后在 UG 軟件中進行三維零件建模并裝配，裝配完后將其導入 ADAMS 軟件中進行運動學的仿真和分析，通過不斷的調(diào)試和參數(shù)的設定，實現(xiàn)了 玩具海豚 的運動學仿真。 隨著科技的進步，計算機技術的不斷提高和運用，特別是計算機網(wǎng)絡的應用與普及不但給各行各業(yè)帶來了前所未有的生產(chǎn)高效率與管理的規(guī)模化與統(tǒng)一化，而且網(wǎng)路也把全世界的人連通到了一起，越來越多的人開始遠離體育運動，將大部分的休閑鍛煉時間投放到了網(wǎng)絡虛擬環(huán)境中。 中國玩具以歷史悠久、分布地區(qū)廣闊和品種豐富著稱于世，在社會生活中發(fā)揮著獨特的作用。 社會在飛速地發(fā)展，人們對物質(zhì)文化的需求不斷地提出了更新的要求。 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 5 玩具 在國內(nèi)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 玩 具的娛樂和教育兩大功能越來越受到消費者的密切關注，家長所要求的玩具不僅要是孩子的親密玩伴，而且必須是他們成長的良師益友。玩是人生的基本需要之一。清代的大汕廠翁在其《海外紀事》中說： “ 人各有為適情之具，詩、書、六藝而外，以及品 茶、飲酒、鉤弋、聲色、陸博，凡所以引人耳目口體之交者，不一而足 [5]。玩學家的理論則認為：玩是人的普遍性行為，是一種情感宣泄；是對生活或工作中各種事務的模仿；是人的經(jīng)歷和經(jīng)驗的重復；是一種心理滿足；是人類認識一切客觀事物及其發(fā)明創(chuàng)造的前提條件。好的玩具，又為玩好創(chuàng)造好的條件，玩的更精彩、更有意義。 中國玩具文化源遠流長，遠在新石器時代就出現(xiàn)了人類原始的玩具，如石球、陶塤、陶哨等。有些玩具甚至成為世界科學技術和文化藝術發(fā)展的先驅或啟萌。 目前在我國，玩具產(chǎn)業(yè)的強大生產(chǎn)能力和相對 薄弱的設計力量形成了鮮明的對比。廣東、江蘇、浙江、上海、山東和福建這五省一市歷來是中國玩具最重要的生產(chǎn)和出口基地，占中國玩具年銷售額的 95％以上，其中廣東占中國玩具年銷售額 50％以上，其主要生產(chǎn)基地在深圳、東莞以及沿海地區(qū) [10]。從 20 世紀 90 年代末，社會對玩 具禮品的需要日益增長，并漸成風尚。事實武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 7 上，美、日等主要玩具消費國，成人玩具早已受到重視。努力開拓創(chuàng)新， 使我國玩具文化全面實現(xiàn)對人們的獨特教育方式和文化傳播工具的作用 [12] 。有人認為，國內(nèi)玩具企業(yè)面臨著如 此多的困難，制約其發(fā)展的主要因素可 以歸結為質(zhì)量不高和技術含量低 [13]。 作為一個發(fā)展中國家，特別在電子信息方面相比西方發(fā)達國家還有一定的差距，發(fā)展計算機技術是我們必經(jīng)的路。因此，研究美國玩具市場的特點，對我國玩具出口意義重大。到 80 年代中期，中國開始成為美國玩具業(yè)的主要生產(chǎn)地。 2021 年從中國進口 億美元，占美國總進口的 %。目前它在美國玩具進口地中名列 14，但今后很有可能超過 香港、臺灣 。 三、 玩具人均消費水平最高 ：美國有 14 歲以下兒童 6300 萬，人均年消費287 美元。 美國社會高度重視玩具安全。除游戲機、玩具車類產(chǎn)品，兒童在購買玩具后的“新鮮感”甚至不超過一星期。 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 9 現(xiàn)狀分 析 鑒于上述特點，建議我國應從以下幾方面拓展玩具市場： 一、鑒于我國產(chǎn)玩具對美國玩具市場的依賴程度很高，我國只有高度重視對美國玩具市場不斷拓展， 技術的提高， 才不會對我國出口貿(mào)易特別是對美出口產(chǎn)生負面影響。 三、密切關切玩具市場變化，不斷革新玩具產(chǎn)品。 “” 事件以后，美國人人都在頌揚英雄，孩子 們也一樣，他們爭相購買 仿 英雄人物的玩具，從而使這類玩具暢銷全美 [20]。其主要的 CAD 產(chǎn)品是 UG。 UGS 在噴氣發(fā)動機行業(yè)也占有領先地位，擁有如 Pratt amp。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標準二次曲線方法放樣、等半徑和變半徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動態(tài)拉動調(diào)整曲面、等距或不等距偏置 、曲面裁減、編輯、點云生成、曲面編輯 等 。 協(xié)同化裝配建模 可提供自頂向下、自底向上兩種產(chǎn)品結構定義方式并可在上下文 中 設計 /編輯 ，高級的裝配導航工具 ，可圖示裝配樹結構，可方便快速的確定部件位置 ， 對裝配件的簡化表達，隱藏或關掉特定組件。 照片真實效果渲染 利用基于數(shù)字的設計審視，加快產(chǎn)品上市時間 ，快速成型。 ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動力學方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。 ADAMS 軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX 版和 Windows NT/2021 版。 ADAMS 是集建模 、求解、可視化技術于一體的虛擬樣機軟件，是世界上目前使用范圍最廣、最負盛名的機械系統(tǒng)仿真分析軟件。 采用 MD 方案，企業(yè)可以為它的研發(fā)工程師提供一個靈活的、共享的環(huán)境，同時使用 MSC 軟件公司一整套 “企業(yè)因各種原因繼續(xù)制造和測試物理樣機，包括滿足調(diào)測要求等，測試物理樣機可以得到在真實世界里復雜相互作用等性能。 分析類型包括運動學、靜力學和準靜力學分析，以及線性和非線性動力學分析，包含剛體和柔性體分析。 具有開放式結構，允許用戶集成自己的子程序。 課題內(nèi)容 照相， 拍攝視頻，對玩具 海豚進行拆卸 。 在 裝配圖 中 添加新的組件 ， 對 所有 零件進行裝配。因此，在對實體測繪之后， 首先對玩具海豚各個部件進行拍照，然后將照片帶入 CAD 中進行標注，確保與實際測量的尺寸一致。 對于零件的建模，尤其是像玩具海豚這樣曲面造型不是很復雜時，在掌握了UG 的基本操作之后就基本上沒什么問題了。首先，以海豚的對稱中心建一個基準面，在此基準面上繪制出海豚的大致側面曲線；然后完成草圖，在依次建 4 個基準面，繪制出海豚的實體結構。 同理對海豚上鰭操作也是一樣，下面直接給出效果圖： 圖 20 鰭的掃掠圖 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 19 通過掃掠得到兩部分實體，然后抽殼，求和，就得到上蓋的整體 模型 ： 圖 圖 21 海豚頭部掃掠效果圖 對尾巴建模時，同樣也是使用掃掠來完成。 自頂向下裝配，是指首先設計完成裝配體，并在裝配中創(chuàng)建零部件模型，然后在拆成子裝配體和單個可以直接用于加工的零件模型。 海豚 玩具的裝配過程（自底向上）： 添加海豚 玩具組件到裝配體后，還要確定各組件之間的配對關系，以確定組件的裝配位置。 裝配過程： 先在 UG 裝配界面中導入下圖所示 底板零件固定。 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 23 Adams 仿真 模型的導入 首先從 UG 中導出 玩具海豚的 x_t 文件，保存在桌面 。具體步驟如下所示： 1） 打開 body 下拉菜單； 2） 選擇其中一個部件，點擊鼠標右鍵； 3） 將光標移至 rename 處點擊左鍵便可重命名。效果圖如下所示： 圖 34 施加固定副 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 26 轉動副的施加 玩具海豚存在的轉動副較多， 總共有 8 個，除了五個輪子之外，每節(jié)尾巴都存在一個轉動副， 操作界面如下： 圖 35 施加轉動副 操作步驟比較簡單：首先點擊鼠標左鍵，將兩個部件分別選到，然后就是選擇轉動中心軸。頭部的結構十分常見，這里就不多加研究，尾巴結構雖然 簡單，但是很巧妙，包括尾巴擺幅的控制以及每一節(jié)尾巴的連接方式都很有講究。 尾巴 3 相對擺動角加速度的測量 選取尾巴 2 與尾巴 3 之間的轉動副，點擊右鍵選擇 measure，出現(xiàn)如下對話框，如圖所示： 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 33 圖 49 尾巴 3 擺動相對角加速度 點擊 ok， 獲得尾巴 2 與尾巴 3 擺動相對角加速度曲線圖： 圖 50 尾巴 3 相對角加速度曲線圖 從圖中顯示，尾巴 2 與尾巴 3 之間的相對角加速度變化很快，使得它們的相對角速度在特定時間段也會發(fā)生驟變，這與仿 真過程也是一致的。其實尾巴 1 的擺動不僅與距離有關，同時還與尾巴的造型有關，尾巴弧度的增加會大大影響其擺幅，這在建模之前需要一 定的計算，同時還要考慮尾巴與頭部的碰撞，所以隨意的 建模很容易導致仿真的失敗 ； 2） 由于尾巴有 3 節(jié)，因此每節(jié)的擺動相互之間都有影響。玩具在人類社會生活中占有重要的位置。 首先，真的很感謝曹老師對我的支持的幫助。 。因為老師的鼓勵，我才擺脫了一次次的灰心喪氣，讓我有了更加堅定的克服困難的毅力和決