【正文】 G的鏈接技術(shù)，即WAVE技術(shù)。例如，UG采用的三角函數(shù)是角度而不是弧度，直接變量t在0～1之間變化等。在UG/Modeling模塊中，選擇工具―――表達(dá)式選項(xiàng)，將彈出對(duì)話框，即可以在其中輸入變量和表達(dá)式。在整車模型的建模過程中，某些零件的造型設(shè)計(jì)，如齒輪，箱體類零件，都還是比較麻煩的，齒輪漸開線的繪制，輪胎的曲面造型等。設(shè)計(jì)了一種行星越障輪和鏈輪的探險(xiǎn)車，該車主要有4大部件組成：行星越障輪，鏈輪，機(jī)械抓手，多關(guān)節(jié)機(jī)械臂，四桿液壓式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及車架。在UG中建立的模型，可直接被引用到UG的二維工程圖、裝配、加工、機(jī)構(gòu)分析和有限元分析中，并保持關(guān)聯(lián)性。UG建模充分發(fā)揮了傳統(tǒng)的實(shí)體、表面、線框造型優(yōu)勢(shì)，能夠很方便地建立二維和三維線框模型及掃描、旋轉(zhuǎn)實(shí)體，并可進(jìn)行布爾操作和參數(shù)化編輯。 UG/Modeling模塊的簡(jiǎn)介UG建模技術(shù)是一種基于特征和約束的建模技術(shù)，具有交互建立和編輯復(fù)雜實(shí)體模型的能力。 美國(guó)UGS公司開發(fā)的Unigaphics (UG)軟件是個(gè)集CAD/ CAM/ CAE于一體的大型CAD軟件使用該軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能直觀、準(zhǔn)確地反映零、組件的形狀和裝配關(guān)系，可完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、土藝制造的無紙化開發(fā)，并可與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工裝制造等土作同步進(jìn)行，從而大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。動(dòng)作4：將圓環(huán)套置到“五區(qū)”的圓柱上。h30）由PVC材料制作。 模擬工作場(chǎng)地及用品規(guī)格本場(chǎng)地采用木工板制作，表面鋪設(shè)噴繪廣告布，場(chǎng)地詳見圖11，圖中海底寶藏的九個(gè)圓環(huán)（198。，不允許使用人力直接驅(qū)動(dòng)。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)建立產(chǎn)品的數(shù)字化模型(即虛擬樣機(jī))，可以完成無數(shù)次物理樣機(jī)無法進(jìn)行的虛擬試驗(yàn)(成本和時(shí)間條件不允許)，從而無需制造及試驗(yàn)物理樣機(jī)就可獲得最優(yōu)方案，因此不但減少了物理樣機(jī)的數(shù)量，而且縮短了研發(fā)周期、提高了產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)的研發(fā)方法從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)是一個(gè)串行過程，這種方法存在很多弊端。 課題研究的目的及意義 傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)總是先制定設(shè)計(jì)方案，然后再采用理論力學(xué)的方法計(jì)算其運(yùn)動(dòng)學(xué)或者動(dòng)力學(xué)特性，而后再進(jìn)行優(yōu)化、強(qiáng)度分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。虛擬樣機(jī)技術(shù)在一些較發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、德國(guó)、日本等己得到一泛的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域從汽車制造業(yè)、土程機(jī)械、航空航大業(yè)、造船業(yè)、機(jī)械電子土業(yè)、國(guó)防土業(yè)、通用機(jī)械到人機(jī)土程學(xué)、生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)以及土程齊詢等很多方面。CAD技術(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中最早和最成功的典范，它將設(shè)計(jì)人員從枯燥的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來，為設(shè)計(jì)人員將更多的時(shí)間和精力用于創(chuàng)造性的工作提供了條件。 虛擬樣機(jī)技術(shù)國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀綜述 虛擬樣機(jī)技術(shù)是20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)。應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，可以產(chǎn)品的使設(shè)計(jì)者、使用者和制造者在整個(gè)系統(tǒng)研制的早期，在虛擬環(huán)境中直觀形象地對(duì)虛擬的產(chǎn)品原型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測(cè)試、制造仿真和使用仿真，這對(duì)啟迪設(shè)計(jì)創(chuàng)新、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、加快產(chǎn)品開發(fā)周期有重要意義。第一章 緒論 虛擬樣機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介虛擬樣機(jī)技術(shù)（Virtual Prototyping,VP）是一門綜合多學(xué)科的技術(shù)。虛擬樣機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)的初級(jí)階段―――概念設(shè)計(jì)階段就可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行完整的分析，可以觀察并試驗(yàn)各組成部件的相互運(yùn)動(dòng)情況。其研究和應(yīng)用迅速得到許多研究機(jī)構(gòu)及軟件供應(yīng)商的重視。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用，再次極大地改進(jìn)了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)手段，它可以幫助設(shè)計(jì)人員分析機(jī)械系統(tǒng)零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、熱特性和動(dòng)態(tài)特性，不但進(jìn)一步推動(dòng)了CAD技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用，而且解決了許多以前難以處理的工程問題。 國(guó)內(nèi)虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用研究剛剛開始，一些大學(xué)和科研院所正在進(jìn)行這一方面的土作，主要是對(duì)虛擬樣機(jī)概念和結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)虛擬樣機(jī)要求的相關(guān)技術(shù)如數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布交互仿真技術(shù)等己有一定的基礎(chǔ)。這個(gè)過程單就運(yùn)動(dòng)學(xué)或者動(dòng)力學(xué)特性分析而言，要經(jīng)過大量的理論分析及計(jì)算。而虛擬樣機(jī)技術(shù)真正地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)的產(chǎn)品優(yōu)化，它基于并行工程(Concurrent Engineering)，使產(chǎn)品在概念設(shè)計(jì)階段就可以迅速地分析、比較多種設(shè)計(jì)方案，確定影響性能的敏感參數(shù)，并通過可視化技術(shù)設(shè)計(jì)一產(chǎn)品、預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)工況下的特征以及所具有的響應(yīng)，直至獲得最優(yōu)工作性能。 本課題研究的要求和內(nèi)容根據(jù)《基于UG的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與仿真》綱要，設(shè)計(jì)可完成規(guī)定的探寶機(jī)模型一臺(tái)，可完成課題中所提出的任務(wù)和要求，并做出書面機(jī)械設(shè)計(jì)方案，完成探寶機(jī)模型機(jī)構(gòu)的3D虛擬設(shè)計(jì)與關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。50180。一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)起始位置圖11　模擬工作場(chǎng)地 探險(xiǎn)車包括下列動(dòng)作：動(dòng)作1：成功從“一區(qū)”到達(dá)“二區(qū)”。針對(duì)于課題的要求，本文主要的研究?jī)?nèi)容有以下一些方面； 1）部件的設(shè)計(jì)造型及幾個(gè)關(guān)鍵部件的功能實(shí)現(xiàn)； 2）用UG三維設(shè)計(jì)軟件建立虛擬數(shù)字模型； 3）用UG/Motion模塊做對(duì)主要零部件做運(yùn)動(dòng)仿真分析； 4）用UG/Assembly模塊進(jìn)行虛擬數(shù)字模型的虛擬裝配。UG具有一個(gè)靈活的復(fù)合建模模塊。應(yīng)用UG的建模功能，設(shè)計(jì)工程師可快速進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。其草圖工具可供用戶定義二維截面的輪廓線。如在工程圖中，利用Drafting中的相應(yīng)選項(xiàng)，可從實(shí)體模型提取尺寸、公差等信息標(biāo)注在工程圖中，實(shí)體模型編輯后，工程圖尺寸自動(dòng)更新。探險(xiǎn)車的整體設(shè)計(jì)類似施工現(xiàn)場(chǎng)的挖掘機(jī)，不過比挖掘機(jī)多了一對(duì)行星輪和液壓四桿機(jī)構(gòu)。 探險(xiǎn)車中圓柱齒輪的參數(shù)化建模行星輪中采用的是漸開線直齒圓柱齒輪，而精確的繪制齒輪件漸開線則是參數(shù)化設(shè)計(jì)的難點(diǎn)所在。首先必須輸入有明確賦值的基本參數(shù)，也可以在以后進(jìn)行任意修改。在對(duì)話框中輸入表達(dá)式，如圖22所示：圖22 表達(dá)式對(duì)話框完成后，選擇插入―――曲線―――規(guī)律曲線菜單選項(xiàng)，使用 根據(jù)方程 方式，以t為系統(tǒng)變量，分別用xt,yt來表示坐標(biāo)x,y變量，將z定義為常量0即可，以坐標(biāo)原點(diǎn)為基點(diǎn)繪制的漸開線如圖23所示：然后繪制出齒頂圓，齒根圓，分度圓，繪制出漸開線鏡像旋轉(zhuǎn)的參考曲線，所有的長(zhǎng)度，角度等值都以表示式輸入。WAVE(Whatif Alternative Value Engineering)是UG上進(jìn)行的一項(xiàng)軟件開發(fā)，是一種實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品裝配的各組件間關(guān)聯(lián)建模的技術(shù)。因此，當(dāng)總體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵尺寸修改后，分總成和零部件的設(shè)計(jì)自動(dòng)更新，從而避免了零部件的重復(fù)設(shè)計(jì)的浪費(fèi)，使得后續(xù)零部件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)得到到有效的管理和再利用，大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。圖213 實(shí)體模型 然后以XCYC平面創(chuàng)建一個(gè)基準(zhǔn)平面，用以分割實(shí)體，如圖214所示：圖214 創(chuàng)建基準(zhǔn)平面 再使用修剪體命令或者使用分割體命令把實(shí)體分成兩部分，這樣就完成了箱體部分的創(chuàng)建。 應(yīng)用UG的建模功能，設(shè)計(jì)者可快速進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)，交互建立和編輯各種復(fù)雜的零部件模型。為了充分展現(xiàn)產(chǎn)品的美觀性以及使工程設(shè)計(jì)人員減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，虛擬裝配成型已成為產(chǎn)品開發(fā)過程中重要的一步。CAD技術(shù)的發(fā)展使得工程設(shè)計(jì)人員能在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品講行裝配檢查。在動(dòng)態(tài)裝配過程中還要對(duì)零部件進(jìn)行碰撞檢測(cè)，并對(duì)發(fā)生碰撞的零部件作出預(yù)警。UG中虛擬裝配過程可以對(duì)零部件進(jìn)行三維操作，具有非常直觀的較高的交互性。而且在裝配中，可以參照其他組件進(jìn)行組件配對(duì)設(shè)計(jì)，并可對(duì)裝配模型進(jìn)行間隙分析、重量管理等操作。這種設(shè)計(jì)過程由于事先沒有一個(gè)很好的規(guī)劃，沒有一個(gè)全局的考慮，設(shè)計(jì)階段的重復(fù)工作很多，造成