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[原创] UG12.0连杆驱动功能的应用

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大校

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发表于 2019-5-20 14:23:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

这些天在看 UG12.0的帮助文件,发现驱动体这里变成了下拉列表的形式,多了一个连杆驱动,我试了一下,发现这个功能还是蛮强大的,如果只是单纯的让连杆进行空间移动或者旋转,完全可以撇开运动副,只需要给连杆添加驱动就可以实现比较复杂的运动轨迹。

在之前的 UG10.0版本,如果要让一个物体沿着空间进行x,y,z 三个方向上的移动,需要建立3个连杆,物体本身占1个,另外两个为辅助连杆,相应的移动副也需要3个,分别对应 x,y,z 方向的矢量。如果同时也需要物体进行三个方向上的旋转,则同样需要再添加3个辅助连杆,同时建立3个回转副,这样该连杆就可以实现在6自由度的矢量方向上进行定位和姿态变换。

在 UG10.0中要实现运动轨迹和物体本身姿态的变换,就需要建立上述6个连杆,3个移动副,3个回转副,其中有5个运动副存在主从关系,1个运动副接地,想要完成目标运动轨迹和姿态变换,则需要理清楚各个运动副之间的关系,所以比较费心费时。

在 UG12.0里面如果要实现上述功能,只需要1个连杆,然后给该连杆添加 x,y,z 三个方向上的平移驱动,就可以实现物体空间任意位置的定位,如果再需要改变物体的姿态,再给连杆添加上x,y,z三个方向的旋转驱动就可以了,接下来通过一个实例讲述一下连杆驱动的应用。

新建仿真文件,并在草图环境下,绘制如图1所示的草图。

图1.gif

图1 绘制连杆草图

切换至仿真导航条,选择圆为连杆1,过正三角形质心的直线为连杆2,正三角形为参考运动轨迹,过质心的水平线为正三棱锥的高。本实例仅通过对连杆1进行x,y,z 三个方向上添加平移驱动,实现连杆1的运动轨迹为一个正三棱锥。

新建驱动体,驱动类型选择连杆驱动,选择连杆1,并指定矢量为 xc 方向,驱动暂时先不用设置,同样的操作,再建立两个驱动体,分别指定矢量为 yc 和 zc 方向。

新建球副,选择连杆1靠近三角形质心的端点,这里将作为连杆1的球副旋转中心,建立点在线上副,连杆1的圆心作为点的连杆,连杆2作为曲线的连杆,连杆2的运动对连杆1的仿真运动轨迹没有影响,这里主要是为了视觉效果上会好一点。

规划连杆1圆心点的运动轨迹,运动轨迹按图2所示从0至10(A)的顺序进行,每1s 完成一个方向矢量上的运动,通过 step 函数去控制连杆1的运动轨迹,要完成图2所示的运动轨迹,需要用时10s。

从0至1,用时1s,沿0至1的矢量方向上,相对位移为正三角形的边长,将该矢量分别投影到x,y 矢量方向,则x分量相对位移为正三角形边长的一半,y 分量相对位移正三角形的高,可以通过测量或者输入三角函数的方式建立表达式 x1,y1,z1分别代表在第1s,连杆1在 x,y,z 分量上的相对位移值,如果该分量跟坐标系对应轴的方向相同为正,相反则为负。

图2.gif

图2 运动轨迹的规划

运动导航器打开驱动体1,切换到平移选项卡,该驱动体为 x 分量的运动驱动,选择函数方式,进入到 f(x)函数管理器,新建函数math_func_x,输入 step(0,0,1,x1),该函数表达式表示第1s,连杆1沿 x 分量的运动位移,同样的操作,打开驱动体2,新建函数 math_func_y,输入step(0,0,1,y1),该函数表达式代表第1s,连杆1沿着 y 分量的运动位移。

建立解算方案,时间设为10s,步数为200,对连杆1的圆心进行标记,并建立追踪。求解后就可以得到第1s 连杆1圆心的运动轨迹。

接下来重复0至1的操作,建立第2s,3s……的表达式 x2,y2,z2,x3……,打开 f(x)函数管理器,将不同时刻点的 step 函数添加到对应的矢量分量step 函数中。

完成上述工作后,求解即可得到连杆1圆心的正三棱锥轨迹,运动轨迹动如图3所示。

图3.gif

图3 连杆1圆心的运动轨迹

图3的仿真动图是在草图下面将除连杆1和连杆2之外的所有曲线设为了参考曲线,退出草图编辑模式后,参考曲线就都不可见了。

以上通过添加驱动体1,2和3对连杆1进行了 x,y,z 平移方向上的限定,此时的连杆1还有 x,y,z 旋转方向的3个自由度没有被约束,同样可以通过添加驱动体4,5和6对连杆1进行全约束,通过建立对应的 step 函数,实现对连杆1姿态的调整。

源文件:

连杆驱动.rar (146.1 KB, 下载次数: 41)

连杆驱动2.rar (204.96 KB, 下载次数: 45)

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上尉

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发表于 2019-6-4 14:36:44 | 显示全部楼层
研究的过于西了。帮我看一下,新版nx帮助文件里,草图-偏置曲线的边数的上限是不是还是200。

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四级士官

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发表于 2019-11-20 15:56:59 | 显示全部楼层
刚开始启用12.0,学习运动仿真模拟,此文章先收藏起来,谢谢楼主的分享
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