【正文】 今天畢業(yè)論文的順利完成，離不開曹老師的熱心幫助。起初 第二節(jié)尾巴的建模上與實際模型有點差別，即將第 2 節(jié)尾巴伸出的固定轉動副錯誤地裝在第三節(jié)上，剛開始我并沒有想到這會對仿真造成 影響，然而在仿真過程中卻導致 3 節(jié)尾巴擺到一邊后無法擺回來。因此 ， 對于尾 巴我們選擇對第一節(jié) 做 擺 動角度 的測試，對第二 節(jié)做 相對 擺 動角 速度 的測試 。 圖 32 零件重命名方式 1 當然也有另外的一種做法：將光標移至需要改名的部件上，點擊鼠標右鍵，選擇正確的部件，將光標移至 rename 便可以開始改名，如圖所示 圖 33 零件重命名方式 2 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 25 模型中約束的施加 Adams 中的約束具有限制零件間的相對運動和代表“理想化”的聯(lián)接等特點。 然后依次添加發(fā)條箱、發(fā)條輪、前輪、連桿等零件 ， 如下所示 圖 22 頭 部 下 底 蓋 圖 23 發(fā)條箱的裝配 圖 24 發(fā)條輪的裝配 圖 25 前輪的裝配 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 21 圖 26 連桿的裝配 接著就是依次添加 3 節(jié)尾巴和 3 個后輪 ， 如圖所示 ： 圖 27 尾巴 1 的 裝 配 圖 28 尾 巴 2 的裝配 圖 29 尾巴 3 的裝配 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 22 最后添加上蓋全部裝配完成如圖所示 ： 圖 30 裝配 完成圖 玩具海豚采用自下而上的裝配方法，下蓋與發(fā)條箱 、上蓋與下蓋都是通過定位尺寸來約束定位的。 自底向上裝配，是指首先創(chuàng)建零部件模型，在組合成子裝配，最后生成裝配部件的裝配方法。 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 18 同理，對于海豚的上鰭也是用了 的方法。下面就給出玩具海豚的零件圖，并附帶一些重要的尺寸： 圖 1 海 豚 整 體 圖 圖 2 頭部 圖 3 頭部 下底蓋 圖 4 頭部 上蓋 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 15 圖 5 連桿 圖 6 發(fā)條箱 圖 7 前輪 圖 8 尾巴 玩具海豚的零件建模 UG 提供了強大的基于特征的實體建 模功能，用戶可以通過拉伸特征、旋轉特征、薄壁特征、抽殼、特征陣列以及打孔等操作實現(xiàn)產品的設計，方便地添加特征、更改特征以及將特征重新排列，對特征和草圖進行動態(tài)修改，并通過拖拽等方式實現(xiàn)實時修改設計。 測繪。 具有先進的數(shù)值分析技術和強有力的求解器，使求解快速、準確。 ADAMS 全仿真軟件包是一個功能強大的建模和仿真環(huán)境，它可以對任何機械系統(tǒng)進行建模、仿真、細化及優(yōu)化設計，應用范圍從汽車、火車、航空航天器一直到盒式錄像機等。 ADAMS 軟件的仿真可用于預測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。局部著色 ，強大的零件間的相關性 ，配對條件，零件間的表達式（關系） ，協(xié)同化團隊工作 ，可方便的替換產品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，團隊成員可并行設計產品中各子裝配或零件， 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 11 直觀的二維繪圖 對制圖員來講，簡單并富于邏輯性 ，剖視圖自動相關于模型和剖切線位置 ，正交視圖的計算和定位可簡便的由一次鼠標操作完成 ，自動隱藏線消除 ，自動尺寸排列 —— 不需要了解設計意圖 ，自動工程圖草圖尺寸標注。 Whitney 和 GE 噴氣發(fā)動機公司這樣的知名客戶。 所用軟件 玩具海豚的設計過程中，需要進行三維建模和動態(tài)仿真。 二、在重視玩具加工的同時，要注意開發(fā)中國特色的玩具，以提高玩具業(yè)的經濟效益。聯(lián)邦政府 1969 年頒布了“保護兒童和玩具安全法案”，該法案與 1973 年頒布的“消費者產品安全法案”一并成為美國玩具安全的法律框架，由美國消費品安全協(xié)會（ CPSA）負責監(jiān)控。 二、 玩具零售總額居世界各國之首 ：平均每年銷售各類玩具 30 億件， 2021年零售額達到 223 億美元，占全球市場 670 億美元的三分之一。美國本土玩具 外進口。 玩具在國外的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 美國是中國傳統(tǒng)玩具出口的主要市場，美國進口玩具的 70%以上來自中國。 近年來，國際油價持續(xù)攀高，與石油相關的原材料價格亦隨之上揚，塑料價格較年前上漲 30%40%。成人玩具與兒童玩具不同， 它 更具挑戰(zhàn)性、更為復雜，玩起來頗需要些毅力、耐心和好的 心理素質，它潛在的好處不僅僅是精神放松，更能啟迪思路，開拓思維 [11]。我國是世界上最大的玩具制造國和出口國，全球 70％的玩具是在我國境內制造的 [9]。隨著中華民族經濟、科學技術、文化藝術的不斷發(fā)展和提高，創(chuàng)造出了許多絢麗多彩、精巧迷人的玩具。玩是建立在閑暇基礎上的行為情趣，是人的一種本能的必需。人的一生，從 出生、兒童少年、成年到老年都需要玩。玩具在人類社會生活中占有重要的位置。據(jù)調查， 2021 年發(fā)表的報告顯示 中國青少年網民規(guī)模已經達到 億人，其中 74%的青少年使用手 機上網 ，主 要是用來上網聊天、聽音樂、看電影、玩游戲等，大部分時間用來娛樂 [1]。為了適應消費者的需求，研發(fā)設計出更新更多種類的玩具產品，虛擬樣機技術得到了進一步的運用。隨著計算機技術的發(fā)展和運用，整個玩具的設計過程不斷簡化，大大減少了開發(fā)成本和設計周期。 如何讓青少年有一個更健康的生活方式，這個問題急待解決。當代玩具的發(fā)展離不開對 傳統(tǒng)玩具 的繼承與革新、玩具的豐富內容和多樣形式為中國當代玩具的生產提供了堅實的基礎，對 各種 玩具的深入研究有助于玩具事業(yè)的興旺發(fā)達，將為當代玩具的民族化、現(xiàn)代化提供理論依據(jù) [3]。 ” 早在春秋戰(zhàn)國時期，孔夫子就在《論語》中說過： “ 飽食終日，無所用心，難矣哉！不有博弈者乎，為之猶賢乎已 ” 。人在玩中成長，認識客觀事物，激勵進取和創(chuàng)新精神。它反映出我國一定歷史階段的經濟、科學技術、文化藝術以及人們生活條件的發(fā)展面貌，具有鮮明的民族特色 [7]。 我國現(xiàn)有玩具企業(yè) 2 萬余家，從業(yè)人員超過 400 萬，年產值 1000多億元，產量占世界總產量的 70％以上，其中 ,廣州的產值達 300 億元。 在 北京、天津、上海、成都、泉州、佛山等一些城市，玩具吧、成人玩具柜臺、玩具酒吧悄然興起，并逐漸火熱起來。而一件玩具中，塑料成本大概占據(jù)總成本的 60%70%，這大大增加了塑料玩具的生產成本。但美國市場上的中國玩具絕大部分打的是國外品牌，中國只是加 工生產。玩具生產武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 8 是勞動密集型產業(yè)，美國玩具業(yè)從上世紀 50 年代開 企業(yè)主要從事產品開發(fā)與市場行銷，部分從事科技含量高的高檔玩具的研發(fā)。而全亞洲只有162 億美元，全歐洲為 192 億美元。一旦發(fā)現(xiàn)危及兒童安全的產品（如易燃、漏電、涂料含鉛、零件脫落造成兒童吞噎等）， CPSA 與經銷商都會主動發(fā)布公告“召回”（ Recall），否則政府會處以重罰，受傷害的賠償訴訟都會達到上千萬美元 [16]。中國產玩具與中國某企業(yè)具有知識產權的玩具是不同的概念。隨著計算機技術的發(fā)展和虛擬 樣機技術的應用，各種軟件日新月異， 結合 在校軟件的學習，最終我們采用 UG 和 Adams 來進行工作，下面簡單介紹 所用的軟件。航空業(yè)的其它客戶還有： B/E 航空公司、波音公司、 以色列飛機公司、英國航空公司、 Northrop Grumman、伊爾飛機和 Antonov。 集成的數(shù)字分析 機構運動學分析 ，硬干涉檢查和軟干涉檢查 ，運動仿真和分析 ，動畫過程中的動態(tài)干涉檢查。 ADAMS 一方面是虛擬樣機分析的應用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析。使用這套軟件可以產生復雜機械系統(tǒng)的虛擬樣機，真實地仿真其運動過程，并且可以迅速地分析和比較多種參數(shù)方案，直至獲得優(yōu)化的工作性能，從而大大減少了昂貴的物理樣機制造及試驗次數(shù)，提高了產品設計質量，大幅度地縮短產品研制周期和費用。 武漢輕工大學 2021 屆畢業(yè)設計說明書 13 具有組裝、分析和動態(tài)顯示不同模型或同一個模型在某一個過程變化的能力，提供多種“虛擬樣機”方案。為玩具的建模和裝配提供必要的制圖尺寸和定位尺寸。 其特征是指可以用參 數(shù)驅動的實體模型，是一個實體或者零件的具體構成之一， 具有工程上的意義；因此這里的基于特征就是零件模型是由各種特征生成的，零件的設計其實就是各種特征的疊加。需要注意的是此處的曲線必須要封閉，否則無法完成掃掠。 混合裝配是將自頂向下裝配和自底向上裝配組合在一起的裝配方法。而 3 節(jié)尾巴都通過轉動副與相鄰的部件裝配在一起，每個輪子也與相鄰部件構成轉動副裝配起來。所有的約 束都限制系統(tǒng)的平動或轉動自由度，限制的自由度數(shù)目和類型取決于使用的約束類型 。 尾巴 1 擺動角度 的測量 選擇尾巴 1 與頭部下蓋之間的轉動副 ，選擇 joint 4， 點擊鼠標右鍵，選擇measure， 出現(xiàn)如下對話框 ，在 joint measure 對話框中 進行 參數(shù)的選擇 ： 圖 45 尾巴 1 擺動角度的測量 點擊 ok，獲得尾巴 1 擺動角度 的曲線圖： 圖 46 尾巴 1 擺角曲線圖 從曲線圖中很容易看出，尾巴 1 擺動的最大角度為 度，當然這與實際的 擺動角度可能有些出入，主要原因是在尾巴建模上與實體有些出入，但是這并不影響仿真的過程。 在修改模型之后 ， 結合實體的運動，本人發(fā)現(xiàn)尾巴 2 在帶動尾巴 3 擺動的過程中 起到 至關重要 的作用 ， 這并不是隨意添加一個轉動副就可以的； 3） 由于海豚的輪子較多， 尤其好幾個在同一條直線上，因此必須輪子必須共面，特別是不要讓發(fā)條 輪脫離地面，必須保證動力輸出。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心。 首先，真的很感謝曹老師對我的支持的幫助。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。頭部的結構十分常見，這里就不多加研