【導(dǎo)讀】車輪部件；另外，醫(yī)用機(jī)器人，天文望遠(yuǎn)鏡等都利用了并聯(lián)技術(shù)。機(jī)構(gòu)干涉計(jì)算及位置分析等。并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括很多內(nèi)容，如機(jī)構(gòu)的總體布局、安全機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于本人水平有限，文中的錯(cuò)誤和不足在所難免，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)和指正。

　　

【正文】 以在一次作業(yè)中利用一個(gè)名稱過(guò)濾器修改同一名稱中多個(gè)對(duì)象的屬性，便于修改某一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的名稱及其說(shuō)明內(nèi)容；具有精確的幾何定位功能，可以在創(chuàng)建模型的過(guò)程中輸入對(duì)象的坐標(biāo)、精確地控制對(duì)象的位置；多種平臺(tái)上采 用統(tǒng)一的用戶界面、提供合理的軟件文檔；支持 lntel Windows NT 平臺(tái)的快速圖形加速卡，確保 ADAMS/View 的用戶可以利用高性能 OpenGL 圖形卡提高軟件的性能；命令行可以自動(dòng)記錄各種操作命令，進(jìn)行自動(dòng)檢查。 （ 2）求解器模塊 (ADAMS/Solver) ADAMS/Solver 是 ADAMS 系列產(chǎn)品的核心模塊之一，是 ADAMS 產(chǎn)品系列中處于心臟地位的仿真器。該軟件自動(dòng)形成機(jī)械系統(tǒng)模型的動(dòng)力學(xué)方程，提供靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的解算結(jié)果。 ADAMS/Solver 有各種建模和求解選項(xiàng)，以便精確有效地 解決各種工程應(yīng)用問(wèn)題。 ADAMS/Solver 可以對(duì)剛體和彈性體進(jìn)行仿真研究。為了進(jìn)行有限元分析和控制系統(tǒng)研究，用戶除要求軟件輸出位移、速度、加速度和力外，還可要求模塊輸出用戶自己定義的數(shù)據(jù)。用戶可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)激勵(lì)，高副接觸、用戶定義的子程序等添加不同的約束。用戶同時(shí)可求解運(yùn)動(dòng)副之間的作用力和反作用力，或施加單點(diǎn)外力。 ADAMS/Solver 新版中對(duì)校正功能進(jìn)行了改進(jìn)，使得積分器能夠根據(jù)模型的復(fù)雜程度自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，仿真計(jì)算速度提高了 30%；采用新的 S12 型積分器（ Stabilized Index 2 intergrator），能夠同時(shí)求解運(yùn)動(dòng)方程組的位移和速度，顯著增強(qiáng)積分器的魯棒性，提高復(fù)雜系統(tǒng)的解算速度；采用適用于柔性單元 (梁、襯套、力場(chǎng)、彈簧 阻尼器 )的新算法，可提高 S12 型積分器的求解精度和魯棒性；可以將樣條數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成獨(dú)30 立文件使之管理更加方便，并且 spline 語(yǔ)句適用于各種樣條數(shù)據(jù)文件，樣條數(shù)據(jù)文件子程序還支持用戶定義的數(shù)據(jù)格式；具有豐富的約束摩擦特性功能，在 Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal 等約 束中可定義各種摩擦特性。 （ 3） 后處理模塊（ ADAMS/Postprocessor） MDI 公司開(kāi)發(fā)的后處理模塊 ADAMS/Postprocessor，用來(lái)處理仿真結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示仿真動(dòng)畫(huà)等。既可以在 ADAMS/View 環(huán)境中運(yùn)行，也可脫離該環(huán)境獨(dú)立運(yùn)行。如圖 32所示。 ADAMS/Postprocessor 的主要特點(diǎn)是，采用快速高質(zhì)量的動(dòng)畫(huà)顯示，便于從可視化角度深入理解設(shè)計(jì)方案的有效性；使用樹(shù)狀搜索結(jié)構(gòu)，層次清晰，并可快速檢索對(duì)象；具有豐富的數(shù)據(jù)作圖、數(shù)據(jù)處理及文件輸出功能；具有靈活多變的窗口風(fēng)格，支持 多窗口畫(huà)面分割顯示及多頁(yè)面存儲(chǔ)；多視窗動(dòng)畫(huà)與曲線結(jié)果同步顯示，并可錄制成電影 文件；具有完備的曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能：如均值、均方根、極值、斜率等；具有豐富的數(shù)據(jù)處理功能，能夠進(jìn)行曲線的代數(shù)運(yùn)算、反向、偏置、縮放、編輯和生成波特圖等；為光滑消隱的柔體動(dòng)畫(huà)提供了更優(yōu)的內(nèi)存管理模式；強(qiáng)化了曲線編輯工具欄功能；能支持模態(tài)形狀動(dòng)畫(huà)，模態(tài)形狀動(dòng)畫(huà)可記錄的標(biāo)準(zhǔn)圖形文件格式有： *.gif， *.jpg， *.bmp，*.xpm， *.avi 等；在日期、分析名稱、頁(yè)數(shù)等方面增加了圖表動(dòng)畫(huà)功能；可進(jìn)行幾何屬性的細(xì)節(jié)的動(dòng)態(tài)演示。 31 圖 32 ADAMS/Postprocessor 模塊 ADAMS/Postprocessor 的主要功能包括： ADAMS/Postprocessor 為用戶觀察模型的運(yùn)動(dòng)提供了所需的環(huán)境，用戶可以向前、向后播放動(dòng)回，隨時(shí)中斷播放動(dòng)畫(huà)，而且可以選擇員佳觀察視角，從而使用戶更容易地完成模型排錯(cuò)任務(wù)；為了驗(yàn)證 ADAMS 仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的有效性．可以輸入測(cè)試數(shù)據(jù)，并測(cè)試數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖比較，還可對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、對(duì)輸出進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；用戶可以對(duì)多個(gè)模擬結(jié)果進(jìn)行圖解比較，選擇合理的設(shè)計(jì)方案；可以幫助用戶 再現(xiàn) ADAMS 中的仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)，以提高設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量；可以改變圖表的形式，也可以添加標(biāo)題和注釋；可以載入實(shí)體動(dòng)畫(huà)，從而加強(qiáng)仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的表達(dá)效果；還可以實(shí)現(xiàn)在播放三維動(dòng)畫(huà)的同時(shí)，顯示曲線的數(shù)據(jù)位置，從而可以觀察運(yùn)動(dòng)與參數(shù)變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 圖 33 Αdαms虛擬仿真步驟框圖 Adams 建模過(guò)程 由于該機(jī)構(gòu)是研究五點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所以在建模時(shí)只考慮與鉸鏈機(jī)構(gòu)有關(guān)的因素具體來(lái)講，有調(diào)模板、動(dòng)模板、靜模板、拉桿、鉸鏈機(jī)構(gòu)（四個(gè)）、油缸的行 程。為了分析的方便，把油缸和機(jī)構(gòu)四用同一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)代替。此外還把一些起虛約束作用的32 機(jī)構(gòu)去掉。 啟動(dòng) ADAMS 雙擊桌面上 ADAMS/View 的快捷圖標(biāo) ,打開(kāi) ADAMS/View。在歡迎對(duì)話框中選擇“ Import a file”，在 “ Start in” 中確定工作目錄，如 G：盤；然后在“ File Import” 對(duì)話框輸入相應(yīng)的信息 歡迎對(duì)話框 “ File Import” 對(duì)話框 設(shè)置工 作環(huán)境 在“ Setting” 菜單下定義“ Gravity” 和“ Units”。 重力名稱（ Gravity）欄中選擇“ Earth Normal (Global Y)”；在單位名稱（ Units）欄中選擇“ MMKS – mm,kg,N,s,deg”。 33 創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副、移動(dòng)副、移動(dòng)驅(qū)動(dòng)、固定約束 （ 1） 選擇 ADAMS/View 約束庫(kù)中的旋 轉(zhuǎn)副 （ Joint: Revolute） 圖標(biāo) ，參數(shù)選擇 2 Bod1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/ View 工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇， 調(diào)模板 與后肘桿、后肘桿與前肘桿、前肘桿與動(dòng)模 板、后肘桿與連桿、連桿與十字頭之間添加 。添加結(jié)果如右圖所示。 34 （ 2） 選擇 ADAMS/View 約束庫(kù)中的 旋轉(zhuǎn)副 （ Joint: Translational）圖標(biāo) ,參 數(shù)選擇 2 Bod1 Loc 和 Pick feature。 油缸與 調(diào)模板、拉桿與動(dòng)模板需要添加 。 如右圖所示。 移動(dòng)副 35 （ 3） 選擇 ADAMS/View 約束庫(kù)中的固 定副 （ Joint: Fixed） 圖標(biāo) ，參數(shù)選擇 2 Bod1 Loc 和 Normal To Grid。在 ADAMS/ View 工作窗口中先用鼠標(biāo)左鍵選擇， 與大地之間添加 . 固定副 （ 4）在 ADAMS/View 驅(qū)動(dòng)庫(kù)中選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) （ Trans Joint Motion）按鈕 ，在 Speed 一欄中 輸入 100， 100 表示移動(dòng)驅(qū)動(dòng)每秒鐘移動(dòng) 100mm。在 ADAMS/View 工作窗口中，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊油缸上的 移動(dòng)副，一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建出來(lái)，圖中顯亮的部分 為移動(dòng)驅(qū)動(dòng) 。 36 移動(dòng)驅(qū)動(dòng) 仿真結(jié)果 根據(jù)上述分析計(jì)算得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析表示，調(diào)試無(wú)誤后得到運(yùn)行結(jié)果。 37 （ 2）規(guī)律線圖 . （ 3） 結(jié)果分析 從上圖示可以發(fā)現(xiàn)，反映出來(lái)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律到運(yùn)行結(jié)束時(shí)能較平穩(wěn)地停下來(lái)，對(duì)機(jī)器的沖擊載荷較小。所以 在 Αdαms 軟件中 , 利用原機(jī)構(gòu)特性分析的數(shù)學(xué)模型 , 將優(yōu)化結(jié)果數(shù)值作為其初始值 , 就可直接繪出經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的機(jī)構(gòu)特性曲線 。 38 結(jié) 論 本文著重介紹了虛擬環(huán)境下三自由度并聯(lián)并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)的運(yùn)動(dòng)建模和仿真。首先說(shuō)明一下本文研究?jī)?nèi)容所涉及到的學(xué)術(shù)背景，并闡述了 “虛 擬樣機(jī) ”等名詞的內(nèi)涵；接下來(lái)詳細(xì)討論了三自由度并聯(lián)并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)虛擬樣機(jī)的幾何模型，包括幾何建模、形象建模和幾何造型等過(guò)程，從而完成虛擬樣機(jī)的幾何模型設(shè)計(jì)；之后又繼續(xù)研究三自由度并聯(lián)并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)模型 . 39 參考文獻(xiàn) [1] John A. 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