畢業(yè)論文_可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計-運動學(xué)分析和建模-資料下載頁
2025-08-18 09:34本頁面
【導(dǎo)讀】學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科的熱點問題。與大多數(shù)四足或六足的動物相比，人類的雙足行。自20世紀90年代以來，對雙足行走機器人的研究成為了國內(nèi)外學(xué)。步發(fā)展起到很大的推動和指引作用。隨后美國的聯(lián)合控制公司。兩年后美國的機床與鑄造公司AMF也生產(chǎn)出了另外一種可以進行編程。并實際用于工業(yè)操作的工業(yè)機器人。機器人的應(yīng)用領(lǐng)域，如圖1所示為機器人的各種應(yīng)用實例。業(yè)比較發(fā)達的國家已經(jīng)進入了真正的實用化普及階段。更加豐富，感官、知覺等也越來越“人性化”。比賽就是為了證實機器人的耐久性和靈活性。雙足機器人可以幫助人們在復(fù)雜的環(huán)境下作業(yè)、為人類服務(wù)。多塊肌肉的協(xié)調(diào)配合，來達到穩(wěn)定的行走。們進一步探索、發(fā)現(xiàn)人類雙足行走的機理。Control-VMC)，并且有效的應(yīng)用于名為SpringTurkey和SpringFlamingo的兩個。此外，美國還推出了可以奔跑和表演體操的平面型雙足機器。等各項“復(fù)雜”動作，此外還可以與人握手、揮手，甚至可以隨著音樂緩緩起舞。得到了迅速的發(fā)展并逐步形成體系。
【正文】 程圖 行走機構(gòu)整體裝配圖 如圖 11 所示，為行走機構(gòu)整體裝配圖和明細表。 畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 圖 11 行 走機構(gòu)整體裝配圖和明細表 畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 第四章 行走機構(gòu)裝配動畫仿真和運動仿真 基于 solidworks cosmosmotion 動畫和運動 仿真 概述 傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設(shè)計僅僅注重產(chǎn)品的前期功能性設(shè)計，例如結(jié)構(gòu)、功能、成本等，這些依靠常 用的 CAD 軟件即可完成，后期驗證產(chǎn)品功能時，可使用 CAE 軟件進行分析驗證。 在市場經(jīng)濟條件下的產(chǎn)品開發(fā)，除了對產(chǎn)品本身功能進行設(shè)計外，還需注意采用多種多樣的形式進行產(chǎn)品的后續(xù)宣傳和形象傳遞，如海報、說明書、產(chǎn)品的仿真動畫等，特別是如何使機械產(chǎn)品動態(tài)運作符合其實際的工作規(guī)律，并且把這種視像記錄下來，這一技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中正占據(jù)著越來越重要的地位。 機械產(chǎn)品的三維仿真動畫在產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)、加工制造和產(chǎn)品營銷中都具有現(xiàn)實意義。不同客戶對同一產(chǎn)品的要求有時會不一樣，傳統(tǒng)設(shè)計要反復(fù)修改實物樣品或制造多個實物樣 品，周期長，費用高，動態(tài)仿真可以根據(jù)客戶的修改意見把產(chǎn)品逼真、直觀地模擬演示出來，得到客戶確認后再實際進行生產(chǎn)。在加工制造環(huán)節(jié)中，動態(tài)仿真可以進行直觀的全方位動態(tài)視頻演示。 因此，制作機械產(chǎn)品的動畫仿真不僅可以縮短設(shè)計周期，降低設(shè)計成本，同時也增強了產(chǎn)品的競爭力以及與客戶的親和力，方便產(chǎn)品推廣和技術(shù)交流。 機械產(chǎn)品零部件的三維實體建模與裝配是實現(xiàn)動畫仿真的基礎(chǔ)和前提。對于機械設(shè)計而言，單純的零件沒有實際意義，必須裝配成完整部件或機器實體。裝配不僅是表達零件之間的配合關(guān)系，也是運動分析、干涉檢查和實現(xiàn)動畫的基 礎(chǔ)。裝配的方法是將準備好的零件逐一插入裝配體文件，并依次添加零件之間的配合關(guān)系。在 SolidWorks中系統(tǒng)默認第一個插入的零件是固定的，以作為其它零件裝配的基礎(chǔ)和參考，因此必須仔細考慮第一個零件的插入，一般選擇產(chǎn)品的支架、底座等主要零件作為第一零件。 目前可以完成機械產(chǎn)品動態(tài)仿真的三維軟件很多，比較常用的有SolidWorks、 Pro/E、 UG、 Matlab等。性價比較高，設(shè)計過程簡單方便的莫過于SolidWorks了。 SolidWorks是在 Windows環(huán)境下實現(xiàn)的一款功能強大的中高端三維 CAD軟件， 具有超動感的用戶操作界面和獨到的特征管理樹，智能化的裝配功能和動態(tài)的運動模擬等特色，而且操作簡單，易學(xué)易用。 SolidWorks軟件還集成了很多應(yīng)用插件，如圖 1所示，啟用 COSMOSMotion插件，秉承 SolidWorks一貫的簡便易用的風(fēng)格，可以很方便的生成形象逼真的機械產(chǎn)品演示畫，讓原先呆板的設(shè)計成品動起來，實現(xiàn)產(chǎn)品的功能展示。COSMOSMotion插件集成于 SolidWorks軟件中，并且與 SolidWorks軟件實現(xiàn)無縫連接。 COSMOS Motion插件是一個較強大的裝配分析與仿真模塊，通過 它進行行走機構(gòu)的動畫仿真時，能夠精確地得到行走機構(gòu)各個零部件的速度、位移、是否干涉等運動情況。 畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 圖 1 插件對話框 SolidWorks軟件通過生成裝配體的爆炸視圖實現(xiàn)產(chǎn)品拆裝的動態(tài)仿真。建立爆炸視圖有自動爆炸和手動爆炸兩種方式。自動爆炸可以自動分解零部件，但要受裝配順序的影響。為了準確展現(xiàn)產(chǎn)品的拆裝關(guān)系，可以采用手動爆炸方式，合理靈活地選擇零件的爆炸順序、爆炸方向和爆炸距離。 方法如下：單擊主菜單中的 /插入 /爆炸視命令，打開 /爆炸屬性管理器，如圖2所示。在裝配體上單擊要爆炸的零件，此時裝配體中被選中的 零件以高亮顯示，同時出現(xiàn)一個設(shè)置移動方向的坐標 ,單擊坐標上的箭頭，確定爆炸方向。然后在 /爆炸屬性管理器中的 /設(shè)定面板中輸入爆炸距離，單擊 /應(yīng)用按鈕 ,預(yù)覽爆炸效果，調(diào)整滿意后單擊 /完成，至此第一個零件爆炸結(jié)束。重復(fù)上述步驟，逐一生成每個零件的爆炸操作。 畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 圖 2 爆炸屬性管理器 在前面已經(jīng)給 行走機構(gòu) 機構(gòu)幾何建模的基礎(chǔ)上， COSMOSMotion仿真模塊對行走機構(gòu) 裝配仿真主要分為以下幾個步驟，如圖 3所示。 行走 機構(gòu) 裝配仿真過程具體實施步驟： ① 確定 行走 機構(gòu)運動零部件與靜止零圖 3 行走機構(gòu) 機構(gòu)仿真過程 添加約束 Solidworks 各零件的建模 COSMOSMotion 裝配仿真 Solidworks 整機裝配 相關(guān)結(jié)論，得到 仿真結(jié)果 結(jié)束 與 實 際相符？ 畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 部件，將 鉸鏈 設(shè)為靜止零部件，其他的部件設(shè)置為運動部件； ② 生成約束，COSMOSMotion提供旋轉(zhuǎn)副、球副、平移副、圓柱副、固定約束萬向節(jié)等約束副，行走 機構(gòu)機座在整個裝配過程中就將相應(yīng)的約束副自動添加到模型中了 ③ 爆炸和解除爆炸仿真，加載運動， 行走 機構(gòu)爆炸動畫仿真要求實現(xiàn)各零部件清晰準確裝配。 爆炸動畫的制作步驟：單擊動畫向?qū)О粹o，如圖 4所示，即出現(xiàn)動畫向?qū)υ捒颍鐖D 5所示，按提示操作即可實現(xiàn)爆炸動畫和解除爆炸動畫的制作。單擊 /模擬工具欄中的 /計算模擬按鈕，如圖 6所示，即可開始爆炸動畫仿真，然后單擊/模擬工具欄中的 /停止按鈕 ,即完成了仿真動畫的制作?，F(xiàn)在 /模擬工具欄中的 /重播按鈕由灰變亮，需要觀看時只要單擊就可以在界面中看到即時的開關(guān)動畫了。 圖 4 動畫向?qū)О粹o 畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 圖 5 動畫向?qū)υ捒? 圖 6 動畫啟動和停止按鈕 行走機構(gòu)裝配 動畫仿真 利用 Solidworks COSMOSMotion插件對 行走 機構(gòu)虛擬模型進行裝配動畫仿真，能夠方便的觀察零件的協(xié)調(diào)運動，可以進行軌跡跟蹤和干涉檢查，在一定程度上反應(yīng)了 行 走 機構(gòu)的真實裝配情況 ，裝配動畫仿真 運動算例分別如圖 7所示。 圖 7 行走機構(gòu) 運動算例 行走機構(gòu) 運動 仿真 運動算例設(shè)計：將時間線拉至 40s處，設(shè)置總時間為 40s；在工具菜單欄中將motion插件勾選，在運動算例中選擇算例類型為 motion分析；在連架虎克鉸 A1設(shè)畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 置電機 連架虎克鉸 A2設(shè)置旋轉(zhuǎn)電機 2，驅(qū)動函數(shù)均為階躍函數(shù)，每個旋轉(zhuǎn)電機的驅(qū)動規(guī)律如下： 電機 1算例為： STEP(time,0,0,2,35)+ STEP(time,2,0,4,110)+ STEP(time,12,0,14,35) 電機 2算例為： STEP(time,2,0,4,110)+ STEP(time,8,0,10,110)+ STEP(time,14,0,16,110)+ STEP(time,6,18,20,110) 如圖 8所示，為運動仿真的算例。 然后添加視向鍵碼，在 0s處為上下二等軸測圖，在 20s為左右二等軸測圖；最后添加光源，在 0s添加點光源，在 20s處添加聚光燈。 結(jié)果輸出：機構(gòu)末端的質(zhì)心 Z坐標如圖 9， Y坐標如圖 10所示。 圖 8 運動算例 圖 9 行走 機構(gòu)末端 質(zhì)心 Y 坐標 畢業(yè)論文 _可調(diào)式行走機構(gòu)設(shè)計 運動學(xué)分析和建模 圖 10 行走 機構(gòu)末端 質(zhì)心 Z 坐標
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