|
连杆驱动是ug12.0推出的新功能，使用该功能可以对连杆的6自由度进行控制，使连杆的原点到达空间的任意位置（使用连杆驱动的3个平移设置项），使连杆在空间拥有任意姿态（使用连杆驱动提供的3个旋转设置项），这样就可以通过一个连杆驱动完成对连杆6自由度的控制。
在连杆驱动这个功能出现之前，要实现同样的功能需要使用3个柱面副去合成，公众号之前有一篇文章，用3个柱面副合成一个连杆副，文章中的案例就是使用连杆驱动的3个平移设置项，控制连杆原点，在绘图区绘制多段曲线轨迹。
实际使用时，连杆驱动存在一些bug，并不能完全自由的控制连杆的6个自由度，本案例将使用连杆驱动和3个合成柱面副分别去控制两个连杆的6个自由度，通过运动仿真，分析两者的差异，给出连杆驱动的bug所在。
仿真思路和步骤安排如下：
创建两个连杆模型，一个用连杆驱动控制，另一个用3个柱面副控制； 仿真时，两模型使用相同的驱动函数，运动动作安排如下：
沿x轴往复一次； 沿y轴往复一次； 沿z轴往复一次； 绕x轴往复转动180°； 绕z轴往复转动180°； 绕y轴往复转动180°。
根据动作安排，在Excel表中列出仿真数据，并使用Excel函数合并出step驱动函数； 创建连杆； 创建运动副； 添加驱动； 给出解算方案，求解； 查看动画进行分析。
在ZC平面草绘图1所示的两个连杆模型，左侧为一个点，右侧为点的6自由度简图。对草图投影，按自由度图示表示的方法，编辑部分曲线的线型和颜色，如图2所示。
图1 草绘两个连杆模型
图2 两个连杆模型的投影曲线
为了仿真时便于观察连杆的运动情况，在上述模型的基础上，再绘制一个正方形草图，并投影，如图3所示。
图3 添加仿真时便于观察的辅助曲线
根据上述步骤2的动作安排，在Excel中规划各个动作的时间，步数和step函数，如图3所示。
图4 Excel表格中规划仿真所需的数据和step函数
创建连杆，左侧模型的点+正方形为1个连杆；右侧模型的x轴两曲线（1个连杆），y轴两曲线（1个连杆），z轴的点、圆和方+正方形（1个连杆），为3个连杆，共计创建4个连杆。
创建运动副，右侧模型的x向连杆与大地组成x向柱面副（x向连杆为主动连杆），y向连杆与x向连杆组成y向柱面副（y向连杆为主动连杆），z向连杆与y向连杆组成z向柱面副（z向连杆为主动连杆）。
添加驱动，对左侧点连杆使用连杆驱动，右侧点连杆则使用运动副驱动，对两侧的连杆创建并使用同一组驱动函数。
将Excel表格中给出的step函数，粘贴至对应的所创建的函数编辑器中。
给出解算方案，时间为12s，步数为288，重力方向为-ZC。
求解时，解算进度会在88%处终止，并弹出Simcenter Motion求解器锁定的警告弹窗，关掉弹窗和进度信息窗口，查看动画。
可以发现，两个点连杆沿x，y和z轴的移动没有问题，绕x和z轴的旋转也没有问题，但在绕y轴旋转时，只能转到90°，即解算器在进行到88%处终止。
将连杆驱动停用，重新求解，解算器完全通过，查看动画可以发现右侧连杆能完全按规划动作进行仿真运动。
图5所示为两点连杆使用同一组驱动函数的仿真对比图，图示左侧点连杆为连杆驱动，右侧自由度图示表示的点连杆为3个柱面副控制。
PS：图5的动图是分为两次截图制作而成。
图5 连杆驱动与3柱面副驱动对比图
总结：
连杆驱动如果只是沿x，y和z的平移驱动，求解器正常通过，包含绕y轴旋转驱动时，旋转角度大于90°就会报错，从而无法完成解算。
在1942的版本上我也试过连杆驱动，同样存在相同的问题，个人觉得应该是连杆驱动存在的bug，如果仅使用平移选项卡，用连杆驱动没问题，若控制连杆的6个自由度，则考虑用3个柱面副替代的方案，避免在解算出错时，造成不必要的困惑。
LinkDriver.rar
(265 Bytes, 下载次数: 14)
| 
发表于 2021-9-7 06:59:58
收藏
支持
反对
