OSM(Object for Spatial Manipulation) 模型的运动仿真思路解析 - UG爱好者

前两日，QQ上一个网友发来一张动图，图1所示，询问如何实现运动的仿真，图片我百度了一下，模型原图来自于http://hopsonkinetic.com/featured/osm，该系列的产品模型被命名为OSM，模型看着不是很复杂，就是6个大小相同的盘状零件，收尾相连组合在一起，动起来后就感觉有点魔幻了，像一个在进行不断的自我吞噬的怪物。

首先，先仔细观察图1的模型动图，对模型进行分析：
1. 该模型一共有6个相同的零件。
2. 两两零件组成一个回转副，并且相邻的两个回转副的方向相互垂直。
3. 一共有6个回转副，在某一时刻，三个回转副方向相同，组成正三角形，而另外3个回转副在这个正三角形边的中点上。
4. 在另一个时刻，原先顶点处的节点变成中点节点，同时原中点节点变到顶点节点，如此周而复始。

通过以上的模型分析，我们可以将该模型抽象成一个由6条等长线段组成的正三角形，两两线段首尾相连，并组成一个节点，正三角形的顶点为一组方向相同的节点，正三角形边的中点为另一组节点。
ug草图下面建立图3所示的草图，正三角形顶点和边的中点处的小圆用于运动仿真模块建立回转副取点方便的需要，正三角形外接圆和内切圆可以不用画出，过顶点的3条外接圆的半径点划线为做点在线上的约束仿真需要。

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图3 绘制抽象模型的草图

进入到运动仿真模块，对图3中的6个线段建立连杆，和两两连杆节点建立的回转副，这里为了简化问题，6个回转副方向相同，三角形3个顶点分别建立点在线上副，并给顶点处回转副加上相同的驱动，就可以得到图4，图5所示的动图效果。

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图4 6节点回转副方向相同仿真动图（俯视图）

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图5 6节点回转副方向相同仿真动图（轴测图）

图4，图5的抽象模型的运动是在平面上进行的，而图1所示为空间进行的运动，我们回到建模环境，编辑草图，添加必要的回转副方向辅助线，如图6所示，完成后回到仿真模块，将中点节点的运动副方向改成沿径向方向，删除原另外两个多余的驱动，然后进行仿真解算，可得到图7所示的仿真动图。

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图6 草图添加回转副方向辅助线

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图7 空间效果的动图仿真（半个周期）

图7所示只表示出空间仿真运动的半个周期，另半个周期通过一个仿真无法实现，由于顶点变到中点，存在死点情况，这里我给出的解决方案是，改变回转副运动方向，做出另外半边的运动仿真，然后对两部分的仿真进行截图帧的合并，做出完整周期的运动仿真动图，抽象模型完整仿真动图如图8所示。

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图8 空间效果的动图仿真（完整周期）

完成对抽象模型的仿真后，我们就可以在此基础上，建立实体模型，并将实体模型添加到抽象模型的连杆中，重新解算后，就可以得到图2所示的仿真效果图了。