【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(shí)際模型有點(diǎn)差別，即將第 2 節(jié)尾巴伸出的固定轉(zhuǎn)動(dòng)副錯(cuò)誤地裝在第三節(jié)上，剛開始我并沒有想到這會(huì)對(duì)仿真造成 影響，然而在仿真過程中卻導(dǎo)致 3 節(jié)尾巴擺到一邊后無法擺回來。因此 ， 對(duì)于尾 巴我們選擇對(duì)第一節(jié) 做 擺 動(dòng)角度 的測(cè)試，對(duì)第二 節(jié)做 相對(duì) 擺 動(dòng)角 速度 的測(cè)試 。 圖 32 零件重命名方式 1 當(dāng)然也有另外的一種做法：將光標(biāo)移至需要改名的部件上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇正確的部件，將光標(biāo)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(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)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(duì)運(yùn)動(dòng)和代表“理想化”的聯(lián)接等特點(diǎn)。 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(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)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(gè)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(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)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(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 同理，對(duì)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(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)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(qiáng)大的基于特征的實(shí)體建 模功能，用戶可以通過拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、薄壁特征、抽殼、特征陣列以及打孔等操作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，方便地添加特征、更改特征以及將特征重新排列，對(duì)特征和草圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，并通過拖拽等方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)修改設(shè)計(jì)。 測(cè)繪。 具有先進(jìn)的數(shù)值分析技術(shù)和強(qiáng)有力的求解器，使求解快速、準(zhǔn)確。 ADAMS 全仿真軟件包是一個(gè)功能強(qiáng)大的建模和仿真環(huán)境，它可以對(duì)任何機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真、細(xì)化及優(yōu)化設(shè)計(jì)，應(yīng)用范圍從汽車、火車、航空航天器一直到盒式錄像機(jī)等。 ADAMS 軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。局部著色 ，強(qiáng)大的零件間的相關(guān)性 ，配對(duì)條件，零件間的表達(dá)式（關(guān)系） ，協(xié)同化團(tuán)隊(duì)工作 ，可方便的替換產(chǎn)品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，團(tuán)隊(duì)成員可并行設(shè)計(jì)產(chǎn)品中各子裝配或零件， 武漢輕工大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 直觀的二維繪圖 對(duì)制圖員來講，簡(jiǎn)單并富于邏輯性 ，剖視圖自動(dòng)相關(guān)于模型和剖切線位置 ，正交視圖的計(jì)算和定位可簡(jiǎn)便的由一次鼠標(biāo)操作完成 ，自動(dòng)隱藏線消除 ，自動(dòng)尺寸排列 —— 不需要了解設(shè)計(jì)意圖 ，自動(dòng)工程圖草圖尺寸標(biāo)注。 Whitney 和 GE 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)公司這樣的知名客戶。 所用軟件 玩具海豚的設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行三維建模和動(dòng)態(tài)仿真。 二、在重視玩具加工的同時(shí)，要注意開發(fā)中國(guó)特色的玩具，以提高玩具業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。聯(lián)邦政府 1969 年頒布了“保護(hù)兒童和玩具安全法案”，該法案與 1973 年頒布的“消費(fèi)者產(chǎn)品安全法案”一并成為美國(guó)玩具安全的法律框架，由美國(guó)消費(fèi)品安全協(xié)會(huì)（ CPSA）負(fù)責(zé)監(jiān)控。 二、 玩具零售總額居世界各國(guó)之首 ：平均每年銷售各類玩具 30 億件， 2021年零售額達(dá)到 223 億美元，占全球市場(chǎng) 670 億美元的三分之一。美國(guó)本土玩具 外進(jìn)口。 玩具在國(guó)外的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 美國(guó)是中國(guó)傳統(tǒng)玩具出口的主要市場(chǎng)，美國(guó)進(jìn)口玩具的 70%以上來自中國(guó)。 近年來，國(guó)際油價(jià)持續(xù)攀高，與石油相關(guān)的原材料價(jià)格亦隨之上揚(yáng)，塑料價(jià)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(fù)雜，玩起來頗需要些毅力、耐心和好的 心理素質(zhì)，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(guó)是世界上最大的玩具制造國(guó)和出口國(guó)，全球 70％的玩具是在我國(guó)境內(nèi)制造的 [9]。隨著中華民族經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、文化藝術(shù)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(chǔ)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(huì)生活中占有重要的位置。據(jù)調(diào)查， 2021 年發(fā)表的報(bào)告顯示 中國(guó)青少年網(wǎng)民規(guī)模已經(jīng)達(dá)到 億人，其中 74%的青少年使用手 機(jī)上網(wǎng) ，主 要是用來上網(wǎng)聊天、聽音樂、看電影、玩游戲等，大部分時(shí)間用來娛樂 [1]。為了適應(yīng)消費(fèi)者的需求，研發(fā)設(shè)計(jì)出更新更多種類的玩具產(chǎn)品，虛擬樣機(jī)技術(shù)得到了進(jìn)一步的運(yùn)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，整個(gè)玩具的設(shè)計(jì)過程不斷簡(jiǎn)化，大大減少了開發(fā)成本和設(shè)計(jì)周期。 如何讓青少年有一個(gè)更健康的生活方式，這個(gè)問題急待解決。當(dāng)代玩具的發(fā)展離不開對(duì) 傳統(tǒng)玩具 的繼承與革新、玩具的豐富內(nèi)容和多樣形式為中國(guó)當(dāng)代玩具的生產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì) 各種 玩具的深入研究有助于玩具事業(yè)的興旺發(fā)達(dá)，將為當(dāng)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(guó)時(shí)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(zhǎng)，認(rèn)識(shí)客觀事物，激勵(lì)進(jìn)取和創(chuàng)新精神。它反映出我國(guó)一定歷史階段的經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、文化藝術(shù)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(guó)現(xiàn)有玩具企業(yè) 2 萬余家，從業(yè)人員超過 400 萬，年產(chǎn)值 1000多億元，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 70％以上，其中 ,廣州的產(chǎn)值達(dá) 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(tái)、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(chǎn)成本。但美國(guó)市場(chǎng)上的中國(guó)玩具絕大部分打的是國(guó)外品牌，中國(guó)只是加 工生產(chǎn)。玩具生產(chǎn)武漢輕工大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，美國(guó)玩具業(yè)從上世紀(jì) 50 年代開 企業(yè)主要從事產(chǎn)品開發(fā)與市場(chǎng)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(chǎn)品（如易燃、漏電、涂料含鉛、零件脫落造成兒童吞噎等）， CPSA 與經(jīng)銷商都會(huì)主動(dòng)發(fā)布公告“召回”（ Recall），否則政府會(huì)處以重罰，受傷害的賠償訴訟都會(huì)達(dá)到上千萬美元 [16]。中國(guó)產(chǎn)玩具與中國(guó)某企業(yè)具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的玩具是不同的概念。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和虛擬 樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，各種軟件日新月異， 結(jié)合 在校軟件的學(xué)習(xí)，最終我們采用 UG 和 Adams 來進(jìn)行工作，下面簡(jiǎn)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(jī)公司、英國(guó)航空公司、 Northrop Grumman、伊爾飛機(jī)和 Antonov。 集成的數(shù)字分析 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ，硬干涉檢查和軟干涉檢查 ，運(yùn)動(dòng)仿真和分析 ，動(dòng)畫過程中的動(dòng)態(tài)干涉檢查。 ADAMS 一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。使用這套軟件可以產(chǎn)生復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)，真實(shí)地仿真其運(yùn)動(dòng)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(jī)制造及試驗(yàn)次數(shù)，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，大幅度地縮短產(chǎn)品研制周期和費(fèi)用。 武漢輕工大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 具有組裝、分析和動(dòng)態(tài)顯示不同模型或同一個(gè)模型在某一個(gè)過程變化的能力，提供多種“虛擬樣機(jī)”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(qū)動(dòng)的實(shí)體模型，是一個(gè)實(shí)體或者零件的具體構(gòu)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(shè)計(jì)其實(shí)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(zhuǎn)動(dòng)副與相鄰的部件裝配在一起，每個(gè)輪子也與相鄰部件構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副裝配起來。所有的約 束都限制系統(tǒng)的平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)角度 的測(cè)量 選擇尾巴 1 與頭部下蓋之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副 ，選擇 joint 4， 點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇measure， 出現(xiàn)如下對(duì)話框 ，在 joint measure 對(duì)話框中 進(jìn)行 參數(shù)的選擇 ： 圖 45 尾巴 1 擺動(dòng)角度的測(cè)量 點(diǎn)擊 ok，獲得尾巴 1 擺動(dòng)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(dòng)的最大角度為 度，當(dāng)然這與實(shí)際的 擺動(dòng)角度可能有些出入，主要原因是在尾巴建模上與實(shí)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(jié)合實(shí)體的運(yùn)動(dòng)，本人發(fā)現(xiàn)尾巴 2 在帶動(dòng)尾巴 3 擺動(dòng)的過程中 起到 至關(guān)重要 的作用 ， 這并不是隨意添加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副就可以的； 3） 由于海豚的輪子較多， 尤其好幾個(gè)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(dòng)力輸出。因?yàn)槔蠋煹墓膭?lì)，我才擺脫了一次次的灰心喪氣，讓我有了更加堅(jiān)定的克服困難的毅力和決心。 首先，真的很感謝曹老師對(duì)我的支持的幫助。其實(shí)尾巴 1 的擺動(dòng)不僅與距離有關(guān)，同時(shí)還與尾巴的造型有關(guān)，尾巴弧度的增加會(huì)大大影響其擺幅，這在建模之前需要一 定的計(jì)算，同時(shí)還要考慮尾巴與頭部的碰撞，所以隨意的 建模很容易導(dǎo)致仿真的失敗 ； 2） 由于尾巴有 3 節(jié)，因此每節(jié)的擺動(dòng)相互之間都有影響。頭部的結(jié)構(gòu)十分常見，這里就不多加研