三维实体建模与机构仿真

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三维建模的概念

三维建模的概念及关键概念1. 概念定义三维建模是指利用计算机软件或其他数字工具来创建和呈现三维对象的过程。

它通过将实体的几何形状、外观和属性抽象为三维模型的形式，实现了对实际物体的数字表示。

三维建模的目的是为了模拟真实世界中的物体或环境，可以用于模拟、设计、演示和渲染等各种应用领域。

2. 关键概念在三维建模中，有几个关键概念需要了解和掌握：2.1 点、线和面点（vertex）是二维或三维空间中的一个基本单元，用于定义对象的位置。

线（edge）是由两个点连接起来的一条线段，用于定义对象的边界。

面（surface）是由三个或多个线相连形成的一个平面，用于定义对象的表面。

点、线和面是构成三维模型的基本元素，在三维建模软件中通常被称为顶点（vertex）、边（edge）和面（face）。

2.2 多边形多边形（polygon）是由多个直线段相连形成的一个封闭图形。

在三维建模中，多边形常用于表示物体的表面，可以是三角形、四边形或更多边形。

多边形是三维建模中最常用的形状类型之一，通过组合和排列多个多边形可以构建出复杂的物体。

2.3 曲面和NURBS曲面（surface）是由一组控制点和权重控制的参数化函数生成的，可以精确地描述实体的形状。

常见的曲面类型包括贝塞尔曲线、B样条曲线等。

NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）是一种常用于曲面建模的数学表示方法，它通过调整曲线上的控制点和权重来改变曲线的形状。

NURBS曲线和曲面具有高度灵活性和准确性，可以用于设计各种复杂的曲线和曲面。

2.4 纹理纹理（texture）是应用于三维模型表面的图像或图案，用于模拟物体的外观和细节。

纹理可以包括颜色、图案、材质等信息，常用于增加模型的真实感和细节。

在三维建模软件中，可以将纹理映射到模型表面，以实现真实的渲染效果。

2.5 光照和材质光照（lighting）是指模拟光线在三维场景中的传播和反射过程，用于模拟物体的明暗、阴影和反光效果。

阀门三维参数化建模与仿真分析

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基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究

基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术的发展给各行各业带来了前所未有的机遇与挑战。

在建筑设计、制造业、医疗领域等众多领域，VR技术的应用已经展现出了巨大的潜力。

其中，基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究正逐渐成为学术界与工业界的热点领域。

三维建模与仿真是一种将现实世界物体通过计算机仿真成三维模型的技术。

通过将现实世界中的物体、人物或场景转化为计算机可读的形式，我们能够实现对物体的精确、准确的建模与仿真。

而通过虚拟现实技术，我们可以将这些三维模型投射到虚拟环境中，实现真实感十足的沉浸式体验。

基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究在多个领域都具有广泛的应用。

首先，在建筑设计领域，传统的平面图与模型已经无法满足设计师和用户的需求。

通过VR技术，设计师可以在虚拟环境中实时漫游建筑模型，对建筑结构、内外部布局进行查看和修改。

用户也可以通过VR头盔和手柄模拟真实的居住环境，提前感受到房屋的布局和舒适度，从而更好地进行选择和决策。

其次，在制造业中，基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究可以帮助企业优化产品设计流程。

通过在虚拟环境中进行多次设计和仿真，可以大大减少产品的研发成本和时间，提高产品的质量和可靠性。

同时，员工在虚拟环境中进行操作和培训，也可以降低事故的风险及成本，并提高生产效率。

此外，在医疗领域，基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究可以用于医学教育、手术模拟以及康复治疗等方面。

医学学生可以通过虚拟环境进行人体解剖学习和手术操作的模拟训练，提高学生的学习效果和操作技能。

对于医生和外科医生来说，他们可以在虚拟环境中进行手术模拟和规划，提前预测可能出现的问题，避免手术中的风险和错误。

对于康复患者，基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究可以提供一种有效的康复手段，帮助患者在虚拟环境中进行运动和功能恢复训练。

基于虚拟现实技术的三维建模与仿真研究面临着许多挑战和难题。

基于虚拟现实技术的三维建模与仿真

基于虚拟现实技术的三维建模与仿真一、引言随着虚拟现实技术的不断发展，越来越多的领域开始尝试将其应用于自己的产业中。

而基于虚拟现实技术的三维建模与仿真正是其中的一种应用。

通过虚拟现实技术，我们可以借助计算机模拟出具有真实感的三维场景，从而为我们的生活带来更多的方便和乐趣。

本文将从虚拟现实技术的基础入手，阐述基于虚拟现实技术的三维建模与仿真的原理与应用。

二、虚拟现实技术概述虚拟现实技术是一种能够模拟出人们所感知的真实世界的计算机技术。

其基本原理是将计算机生成的虚拟环境呈现在人眼前，并通过人的交互行为来感知这个虚拟环境。

为了实现这个目的，虚拟现实技术需要综合运用图形学、计算机视觉等多个学科的成果，从而构建出一个能够与现实世界相媲美的虚拟环境。

三、三维建模技术三维建模技术是指将现实世界中的物体通过计算机图像处理等技术手段重新建模成为三维领域中的物体。

由于三维建模技术可以模拟出真实世界中的物体，因此在游戏开发、机械制造等很多领域中都有广泛的应用。

在三维建模过程中，通常需要选择合适的建模软件，并参考物体的图片或者样本进行建模。

这个过程中需要考虑到物体的尺寸、材料、颜色等各个因素，从而尽可能的模拟出现实世界中的物体。

在建模完成后，还需要对这个模型进行渲染，从而让其模拟出比较真实的效果。

四、虚拟现实技术在三维建模中的应用将虚拟现实技术与三维建模技术结合起来，可以创造出一个绝妙的交互体验。

通过虚拟现实眼镜等设备，用户可以将自己放入三维场景中，并通过操作来与这个场景进行互动。

比如，一个建筑师可以模拟出一个教堂的内部三维场景，并通过最新的虚拟现实眼镜等设备让自己进入到这个场景中。

在这个场景中，建筑师可以看到从不同角度的建筑外观、不同区域的内部结构、物体之间的空间关系等信息，从而更好地理解这个建筑的结构和构造过程，进而设计出更加完美的建筑方案。

除了建筑领域，虚拟现实技术在游戏开发、各种实验室等其他领域中都有广泛的应用。

2929_履带式液压单斗挖掘机三维建模与仿真(SW)

履带式液压单斗挖掘机是一种利用单个铲斗挖掘或装载土壤石块的机械,广泛应用于建筑施工、筑路工程、水电工程建设、港口工程、农田改造、国防工事的土石方施工和露天矿场的采掘作业，对减轻繁重的体力劳动，实现土方工程机械化，提高劳动生产率起了很重要作用。

液压挖掘机的出现虽然只有40多年的历史，但是其发展非常迅速。

近年来，在国外市场上，挖掘机行情普遍看涨，特别是液压挖掘机。

因此这就更需要设计人员开发新产品并改进旧产品，以适应新的形势来增强市场竞争力。

发展新产品和改进旧产品都需要进行产品设计，产品设计包括从明确设计任务到确定产品的结构这一系列复杂的工作。

本次毕业设计是在李岚老师的指导下，结合公司实习认识及大学期间的基本理论学习进行“单一的产品仿型设计”。

这类设计的特点是：在机器的工作原理与基本结构形式不变的条件下，对已有产品进行仿真造型设计，也就是通过计算改变已有产品的零部件尺寸及其不合理的某些结构，使其符合新的设计功能参数与使用环境等要求。

这类设计目的明确，机器主要性能参数准确，主要结构形式基本不变，有同类机型但某些参数及尺寸不同的设计资料可以借鉴。

本次设计中，考虑的一般因素有：强度、刚度、可靠性、磨损与润滑、振动与噪声、效率、加工工艺、经济性、稳定性、腐蚀、起动与控制、装配工艺、尺寸及重量、外观、安全保护、管理与维修、运输与安装等。

本人根据自己选取的较为满意的设计方案、分析所设计机械的特点、使用功能及应满足的主要设计等因素，进行了运动计算、动力计算、强度计算、刚度计算、零件设计、部件设计及运动仿真，决定各个部件的相对位置及连接方法，确定主要零部件的形状尺寸、材料、制造安装等一系列问题。

在此基础上，绘出机械的总装图、部件装配图、部分零件图、部件爆炸图及运动仿真工作。

本次设计所绘制的挖掘机工作装置总装图是先造型动臂、斗杆、铲斗及液压油缸的部件装配图而后绘制成，之后再进行机器底盘、回转装置、行走装置及驾驶室的设计。

机器人应用系统三维建模装配和运动仿真习题答案

装配和机构的运动仿真答案一、选择题1．当使用以前生成的不在线的零件时，（A）的设计方案是首选的方法。

A．自下而上B．自上而下C．以上都不正确2、装配体时文件的扩展名为（ A ）。

A．*.sldasm B．*.sldprt C．*.asm3、下面不属于标准配合有（ C ）。

A．重合、平行、B．垂直、相切、同轴心、 C ．锁定、对称和角度配合4、（ B ）与距离配合一起使用，确保两几何要素在同一方向上保持一定的距离。

A．重合B．平行、 C ．垂直5、下面对配合原则，说法不正确的是（ C ）A．对于带有大量配合的零件，使用基准轴、基准面为配合对像可使配合方案清晰，更不容易产生错误.B．尽量避免循环配合，这样会造成潜在的错误，并且很难排除；C ．SolidWorks不允许冗余配合（距离和角度配合除外），冗余配合使配合解算速度更慢，配合方案更难理解，一旦出错，更难排查；6、可使用（ B ）在装配体上摸仿马达、弹黄、碰撞以及引力，基本运动在计算运动时考虑到质量。

A、动画B、基本运动C、运动分析7、可使用（ C ）在装配体上精确模拟和分析运动单元的效果(包括力、弹簧、阻尼以及摩擦)，运动分析使用计算能力强大的动力求解器，在计算中考虑到材料属性、质量及惯性。

A、动画B、基本运动C、运动分析8、（ B ）用于模拟物体碰撞时相互接触，不能单独使用，需要与其它相配合。

A、马达B、接触C、力9、下面对进入装配体环境的方法说法不正确的是（ C ）A、在弹出的【新建SolidWorks文件】对话框中选择【装配体】模板，单击【确定】按钮即可新建一个装配体,B、选择菜单栏【文件】/【从零件制作装配体】命令，切换到装配体环境。

C、选择菜单栏【文件】/【装配体】命令，进入装配体环境。

10、在SolidWorks中，一个配置只能添加爆炸关系，每个爆炸视图包括爆炸步骤。

（ A ）A、一个一个或多个B、一个或多个一个C、一个多个11、任何一个零件都有一个前缀标记，（-）：表明：（ A ）A、对此零件没有添加配合约束，或所添加的配合不足以完全消除零件的六个自由度，零件处于“浮动”或不完全约束的状态，可以进行拖动操作。

基于SolidWorks的深沟球轴承的三维建模与仿真分析

基于SolidWorks的深沟球轴承的三维建模与仿真分析深沟球轴承是一种广泛应用于机械设备中的重要零部件，其结构紧凑、承载能力强、使用寿命长等特点使其备受青睐。

在现代机械设计中，使用SolidWorks进行三维建模与仿真分析已经成为一种重要的工具，有助于提高设计效率和优化设计方案。

在SolidWorks中，深沟球轴承的三维建模可以通过建立零件、装配和运动仿真三个步骤完成。

1. 零件建模零件建模是深沟球轴承的三维建模的第一步，其目的是通过创建各个零件的实体模型来为装配和分析提供基础。

其中，内外环和滚珠是深沟球轴承的三个主要零件。

首先，我们可以通过SolidWorks的草图工具创建轮廓，然后利用拉伸、旋转等功能生成零件的三维模型。

在创建滚珠时，可以使用从轮廓创建3D曲面、圆弧、球等功能来实现。

2. 装配装配是深沟球轴承的三维建模的第二步，其目的是将零件组合在一起，模拟出深沟球轴承的实际组成方式。

在装配过程中，可以通过SolidWorks的装配工具将每个零件的位置和方向精确地调整到正确的位置。

为了模拟出深沟球轴承的实际运动情况，还可以在SolidWorks中添加关节和运动学仿真装配。

3. 运动仿真运动仿真是深沟球轴承的三维建模的最后一步，其目的是模拟深沟球轴承的运动状态，分析其受力情况。

为了进行运动仿真，可以在SolidWorks中添加力和载荷。

例如，在深沟球轴承中，内环、外环和滚珠之间的接触部位将受到轴向和径向负载，所以需要在运动仿真过程中添加这些负载。

在进行仿真分析时，可以利用SolidWorks提供的分析工具分析轴承的承载能力、疲劳寿命、温度分布等指标。

通过仿真分析，可以为深沟球轴承的设计和优化提供参考依据。

总之，使用SolidWorks进行深沟球轴承的三维建模和仿真分析既缩短了设计周期，又提高了设计的精度和可靠性。

随着计算机技术的不断进步和仿真工具的不断完善，未来将有更多的机械设备使用这种技术来优化设计。

机械产品三维造型设计课程标准

机械产品三维造型设计(U G)(机制)课程标准(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《机械产品三维造型设计（UG）》课程标准（一）课程性质与任务机械产品三维造型设计是三年制高职机械设计与制造专业的一门核心专业课。

本学习领域是以工作任务为导向。

此学习领域所对应的工作任务主要是：掌握绘制二维图形的方法和技巧、实体建模、三维建模技巧、曲面设计的方法和技巧、参数化模型、组件装配设计的基本方法、工程图的创建方法、机构仿真设计、典型零件的模具设计技巧。

它的前修学习领域有，机械制图及计算机绘图、机械零件测绘，后续学习领域有机床夹具设计、顶岗实习。

（二）课程教学目标1.知识目标（1）专业能力①能理解UG的设计思想；②能够绘制二维图形；③能够掌握实体建模、三维建模技巧、参数化模型、曲面设计的方法和技巧；④能够进行组件装配设计；⑤能够进行工程图的创建方法、机构仿真设计、典型零件的模具设计。

（2）方法能力①具有自主学习的能力；②具有合理制定工作计划的能力的能力；③具有查阅资料，文献获取信息的能力；④扩展相应的信息收集能力；⑤具有较好的分析和解决问题的方法能力；（3）社会能力①具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；②对工作的整体组织和寻求解决方法的能力；③具有良好的行为规范和职业道德；④具有团队协作的精神；⑤具有良好的心理素质和克服困难的能力；⑥能够具备较强的责任感和严谨认真的工作作风。

2.能力目标（1）绘制二维图形的方法和技巧的能力；（2）实体建模、三维建模技巧的能力；（3）曲面设计的方法和技巧；（4）参数化模型、组件装配设计的基本方法；（5）工程图的创建方法、机构仿真设计、典型零件的模具设计技巧。

3.素质目标（1）解决实际问题、独立学习新软件、实际动手能力和创新能力；（2）培养认真、严谨的治学态度；（3）培养职业道德观念、增强责任感、沟通协调、团队协作的能力。

液压支架四连杆机构的三维建模和运动仿真

液压支架四连杆机构的三维建模和运动仿真摘要:利用UG的建模模块(model)对液压支架四连杆机构进行快速整体建模,然后应用UG的运动仿真模块(animation)对支架升架、降架的运动过程进行模拟分析,同时利用标记点对顶梁端点的运动轨迹进行跟踪,来验证端点最大水平变动量是否满足设计要求。

关键词:液压支架;四连杆机构;三维建模;运动仿真0引言三维建模彻底改变了传统设计理念,使设计者头脑中产生的三维实体图形可以直接仿真到屏幕上,既形象又直观。

使设计人员从想象各种视图的困境中解放出来,对于复杂的模型更可避免传统设计方式难以避免的错误。

而在建造物理样机之前,通过建立的三维数字化模型进行运动仿真可以对运动特性及干涉情况进行检验,从而预知设计的机构是否满足要求。

本文以ZTA6500型液压支架为例,应用UG软件探索一种三维整体简化、快速建模和运动仿真的方法。

1UG软件简介Unigraphics(简称UG)是美UGS公司的拳头产品。

该软件不仅具有强大的实体模型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能,而且在设计过程中可以进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,从而提高设计的可靠性。

同时可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。

另外它所提供的二次开发语言UG/open GRIP,UG/open API简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。

2液压支架及其四连杆机构液压支架的主要功能是支撑工作面顶板,阻止顶板冒落的岩石窜入作业空间,以保证工作面内机器和人员的安全生产。

由于其工作性质所致,较为关心的是端面距的尺寸,而梁端摆动幅度会对端面距的尺寸造成直接影响。

液压支架四连杆机构的设计是掩护式和支撑掩护式液压支架整体设计的核心和基础,四连杆机构是由顶梁,掩护梁,前、后连杆和底座五大构件组成。

四连杆机构的主要作用是保证支架的纵向和横向稳定性,承受和传递外载,并能够实现移架,设计的好坏决定着顶梁端点的运动轨迹。

数字城市三维建模与仿真的实现设计

数字城市三维建模与仿真的实现设计摘要：数字化，信息化是当今世界国内外高科技发展的潮流和趋势，生产单位作为高科技研究和开发利用的前沿阵地，理当成为数字化、信息化研究、开发、利用的重要承担者。

本文阐述ArcGIS与SketchUp协作进行数字城市建模，进行三维景观图制作的方法与步骤，充分展示测绘技术和虚拟现实技术在数字城市建设中的强大功能。

关键词：数字城市三维建模仿真全数字摄影测量系统SketchUp 三维可视化地理信息系统一、数字城市的三维建模方法概述三维GIS是目前国内外GIS界研究的热点。

建立三维景观模型以及在此基础上实现三维GIS，不仅在城市规划、建筑设计、无线通信等领域有广阔的发展前景，而且在其他分析、评价、决策等部门也有着积极的现实意义。

三维景观图以直观的三维地形、地物代替了抽象的地图符号，这就使得地图超出了传统的地理信息符号化、空间信息水平化和地图内容凝固化、静止化的状态，进入了动态、时空变换、多维的可交互的地图时代。

同时，三维景观图的建立也使我们对地图的认识方式发生了巨大的变化，并为各种空间分析创造了良好的条件。

因此，将三维景观图作为地理信息系统中的又一个专题图层将是一种必然的趋势，为三维地理信息系统建立相应的三维景观图已是摆在我们面前的重要任务。

解决这个问题大致有如下的方法：①直接利用传统的GIS中的二维线划数据及其相应高度属性进行三维建模，各建筑物表面还可加上相应的纹理，但采用这种方法只局限于平顶建筑物得三维重建。

②直接使用3D软件，比如AutoCAD，3DMAX，SketchUp，美国UGA公司的UG软件，用它们可以做出比较逼真的三维模型。

③利用Multigen Creator虚拟现实应用软件环境。

该软件具有简单、直观的交互能力，运行在所见即所得、三维、实时的环境中，它的每一种实现都包含了一个共同的用户接口和一个适应特定平台的特殊子系统。

但其空间地理信息的表达功能欠佳，不利于建立高精度的数字城市基础地理信息数据库和基础设施信息数据库。

利用SOLIDWORKS实现焊接机器人设计和仿真_何杏兴

2014年第12期47焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。

根据国际标准化组织（ISO）工业机器人术语标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，具有生产效率高且产品品质稳定，劳动力成本低廉，操作环境好等优点，主要用于工业自动化领域。

随着社会的发展，我国已经出现了人口老龄化，劳动力成本不断上升。

随着国内外机械行业竞争的不断加剧，对产品的质量要求更严格，焊接方式也急需由传统的手工焊接逐渐由传统的人工焊接转变向机器人焊接。

国外厂商如FANUC、OTC、ABB和KUKA等对焊接机器人的研究较早，已经形成了系列化产品并投放占领大部分的国内外市场份额。

国内在近几年才开始进行机器人技术的研究，起步较晚，机器人的性能和技术都和国外厂商有一定的差距。

因此，国内市场也需要在借鉴国外同类型焊接机器人优点的基础上，立足于现有的加工制造业水平，从解决实际问题的角度出发，研究开发出满足中小企业实际需要的经济型可靠型焊接机器人。

SOLIDWORKS2014是由美国SOLIDWORKS公司研究开发的基于造型的三维机械设计软件，其特点是易学易用，在企业内部推广成本低，SOLIDWORKS Motion是嵌在SOLIDWORKS中的运动仿真模块，依托其强大的运动分析功能，能比较精确地对焊接机器人进行工件运动位置及运动参数的计算，并以动画的形式计算出虚拟现实的动画演示，能很直观地解决六自由度焊接机器人的运动规律问题。

通过建立虚拟仿真环境进行机器人的仿真实验研究，可以大幅度降低实验成本，提高实验效率，在运动状态下进行运动仿真，能有效地检查机器人本体结构设计的合理性等，对实际样机的设计具有重要的参考和指导价值。

一、机器人本体结构设计1.机器人设计参数根据各种工况，焊接机器人可设定不同的运行程序，在工作状态中兼备高速动态响应和良好的低速稳定性的优点，在控制性能方面可以实现连续轨迹控制和点位控制。

滚珠丝杠副的三维建模及仿真要点

滚珠丝杠副的三维建模及仿真要点要进行滚珠丝杠副的三维建模和仿真，主要需要考虑以下几个要点：1.三维建模：滚珠丝杠副的三维模型可以使用CAD软件进行建模。

首先需要绘制丝杆、螺母和滚珠等主要部件的几何形状，并确定它们之间的尺寸和相互关系。

然后可以使用CAD软件中的建模工具创建这些几何形状，并进行组装和装配。

在建模过程中，需要注意几何形状的精确性和合理性，以及组件之间的配合间隙和对接方式。

2.材料选择：在进行三维建模时，需要考虑滚珠丝杠副的材料选择。

不同的材料具有不同的物理和力学性质，对滚珠丝杠副的性能和寿命有直接影响。

因此，在建模过程中需要根据实际应用需求选择适当的材料，并在建模中加以体现。

3.动力学仿真：滚珠丝杠副的动力学仿真是对其运动特性和力学性能进行分析和评估的重要手段。

可以使用仿真软件对滚珠丝杠副进行动力学仿真，了解其运动过程中的力、速度和加速度等相关参数。

在仿真过程中，需要根据实际应用情况设置边界条件和加载条件，并进行动力学分析和计算。

通过仿真结果可以评估滚珠丝杠副的性能和可靠性，并进行优化设计。

4.优化设计：通过三维建模和仿真可以发现滚珠丝杠副的潜在问题和改进空间，进而进行优化设计。

优化设计可以通过改变几何形状、材料选择、装配方式等来实现。

在优化设计过程中，需要充分考虑滚珠丝杠副的工作环境、运动方式和承载能力等因素，并进行相关的计算和仿真分析。

5.结构分析：在进行滚珠丝杠副的三维建模和仿真时，还需要进行结构分析。

结构分析可以通过有限元分析等方法来实现，了解滚珠丝杠副在不同工况下的应力分布和变形情况，以及其对性能和寿命的影响。

在结构分析过程中，还可以进行疲劳寿命评估和失效分析，进一步优化滚珠丝杠副的结构和材料。

总之，滚珠丝杠副的三维建模和仿真是对其运动和力学性能进行分析和优化的重要手段。

通过合理的建模、材料选择、动力学仿真、优化设计和结构分析，可以更好地理解滚珠丝杠副的工作原理和特性，提高其性能和可靠性，满足实际应用需求。

曲杆泵芯模的三维建模与数控仿真加工

ｍａｎｄｒｅｌｗｉｔｈｃｕｒｖｅｄｂａｒｐｕｍｐ，３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｃｕｒｖｅｄｂａｒｐｕｍｐｍａｎｄｒｅｌ，ｔｈｅｈａｎｄｌｉｎｇｏｆｐｏｓｔ — ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｒｄｅｒｐｌａｎｎｉｎｇ，ＣＮＣｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＮＣｐｒｏｇｒａｍｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄａｎａｌｙｓｅｄｂｙｔｈｅｍｕｌｔｉ — ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＭａｓｔｅｒｃａｍＸ６ｓｏｆｔｗａｒｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＭａｓｔｅｒｃａｍＸ６ｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｃｕｒｖｅｔｏｏｌｐａｔｈｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｏｆｔｈｅｍａｎｄｒｅｌｗｉｔｈｃｕｒｖｅｄｂａｒｐｕｍｐ，ａｎｄｓｏｌｖｅｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｍｕｌｔｉ・ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄｌｏｗｄｉｉｃｆｕｌｔｙｉｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍ— ｍｉｎｇ，Ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄｓｈｏｒｔｅｎｈｅｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｃｙｃｌｅ，ｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｉｍｐｏｒ－ｔａｎｔｒｏｌｅｏｆｔｈｅＣＡＤ／ＣＡＭｓｏｆｔｗａｒｅｉｎｔｈｅＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇ；ＮＣｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ；ｐｏｓｔｉｎｇ

三维空间机械臂的动力学建模与仿真分析

三维空间机械臂的动力学建模与仿真分析吴良凯，王涛，王春丽，王洲，夏国辉(山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590)摘要：为了提高三维空间助力机械臂的设计效率，运用拉格朗曰方法建立机械臂的动力学模型，利用Sold /V o k 建立三维空间助力机械臂的构件模型,将装配后三维实体模型导入ADAMS 中进行动力学仿真分析，得到相关性能曲线图，为空间助力机械臂的结构设计和最优控制提供依据。

关键词:机械臂;动力学；ADAM S 拉格朗日法中图分类号："P 241N /441 文献标志码：A文章编号：1〇〇2-2333(2〇17)〇1-〇〇15-〇3Dynamics Modeling and Simulation Analysis of Three-dimensional Space ManipulatorWU Liangkai , WANG Tao , WANG Chunli , WANG Zhou , XIAGuohui(College of Mechanical and Electronic Engineering , Shandong University of Science and Technology , Qingdao 266590, China )Abstract : In order to improve the design efficiency of three-dimensional space manipulator, the dynamic modeling of themanipulator is established by using Lagrange method, the three-dimensional solid component model of space manipulator is built by Solidworks, the three -dimensional solid model after assembled is imported into ADAMS to carry out the dynamic simulation analysis. Related performance curve is obtained to provide reference for the mechanical structure design and the optimal control of the space manipulator.Key words : manipulators; dynamics; ADAMS; Lagrange 0引言三维空间助力机械臂是一个复杂的动力学系统，它由多个关节和多个运动构件组成，各关节与运动构件之间存在复杂的耦合关系™。

机械设计中的三维建模与仿真技术

机械设计中的三维建模与仿真技术随着科技的不断发展，机械设计领域也在不断向前推进。

在过去，机械设计师们通常是通过手绘草图和二维图纸来设计产品，而这种方式存在一些局限性和不足之处。

然而，随着三维建模与仿真技术的出现，机械设计的方式也焕然一新。

本文将探讨机械设计中的三维建模与仿真技术的应用和优势。

首先，三维建模技术在机械设计中的应用可以大大提高设计效率和准确性。

通过三维建模软件，设计师可以将设计想法转化为具体的三维模型，快速呈现出产品的外形和结构。

相比于传统的手绘草图，三维建模技术能够更加直观地展现产品的空间关系和形状，有助于设计师更好地理解和把握产品的整体设计思路。

同时，三维建模软件也提供了各种方便的工具和功能，例如构建几何体、生成曲线、进行装配等，使得设计师可以更加方便快捷地完成复杂的设计任务。

其次，三维建模技术还可以提供虚拟的仿真环境，使得设计师可以在计算机上进行真实的产品测试和性能分析。

通过在三维模型中应用材料的物理属性和工程原理，设计师可以模拟出产品在不同工况下的运行情况，例如受力分析、动力学仿真、流体力学仿真等。

这些仿真结果可以为设计师提供宝贵的反馈信息，帮助他们在设计过程中发现和解决潜在的问题，从而提高产品的性能和可靠性。

另外，三维建模与仿真技术在机械设计中还可以与其他专业领域的技术进行有机结合，进一步扩大其应用范围和功能。

例如，三维建模技术可以与计算机辅助工程分析方法（CAE）结合，进行更加精确的材料力学分析和结构优化。

三维建模技术还可以与计算机数值控制（CNC）技术结合，直接将设计模型转化为机器代码，实现高精度的数控加工与制造。

此外，三维建模技术还可以与虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术结合，为设计师提供更加直观和沉浸式的设计和展示体验。

然而，尽管三维建模与仿真技术在机械设计中具有重要的应用和优势，但也存在一些挑战和不足之处。

首先，三维建模软件的学习和使用需要一定的专业知识和技能。

如何利用测绘技术进行三维建模和仿真

如何利用测绘技术进行三维建模和仿真测绘技术是一门涉及地理信息、测量和空间数据处理的学科。

近年来，随着数字化时代的到来，测绘技术在三维建模和仿真领域发挥着重要作用。

本文将就如何利用测绘技术进行三维建模和仿真展开讨论。

三维建模是指利用计算机技术将现实世界中的物体通过数字化的方式呈现出来。

传统的三维建模方法主要依赖人工测量和摄影测量，然而这些方法一方面繁琐且耗时，另一方面准确性有限。

而借助高精度的测绘技术，我们可以更加迅速、准确地获取现实世界数据，从而进行更加真实、精细的三维建模。

首先，测绘技术中的激光雷达扫描技术为三维建模提供了强大的支持。

通过激光雷达扫描仪，我们可以快速获取地面、建筑物等物体的点云数据。

激光雷达扫描技术能够以较高的精度和密度获取物体的表面形态，为建筑、城市规划等领域的三维建模提供了基础数据。

同时，利用激光雷达扫描数据，我们可以还原出复杂的建筑内部结构，实现内外一体的三维建模。

其次，卫星遥感技术也是三维建模中的重要手段。

卫星遥感能够在较广范围内获取高分辨率的影像数据，为建设规划、城市管理等提供大范围的三维建模数据。

通过接收卫星传回的遥感数据，我们可以借助地理信息系统（GIS）进行数据处理和分析，进而生成三维模型。

这种方式的优势在于可大规模、高效地进行三维建模，能够提供详尽的地理信息，为城市规划、资源管理等提供决策支持。

此外，全球定位系统（GPS）的应用也是三维建模中不可或缺的一环。

GPS可以实现全球范围内的位置定位，并提供准确的坐标数据，这为建模提供了准确的地理位置信息。

利用GPS技术，我们可以确定物体的三维坐标，并与其他数据进行融合，从而进行更加准确的三维建模。

除了三维建模，利用测绘技术进行仿真也是应用领域之一。

仿真是指利用计算机技术模拟现实世界的工程、物理或其他系统。

通过将测绘技术与仿真技术结合，我们可以建立起真实世界的虚拟模型，用于模拟现实世界中的各种情景。

以城市交通仿真为例，通过测绘技术获取城市道路网络的数据，并结合交通流量信息，我们可以建立起城市交通的虚拟模型。

车窗玻璃升降器的三维建模与仿真分析

车窗玻璃升降器的三维建模与仿真分析引言：车窗玻璃升降器是现代汽车中常见的零部件之一，用于控制车窗的升降。

本文将介绍车窗玻璃升降器的三维建模与仿真分析方法，以提高设计和开发过程的效率和准确性。

一、三维建模三维建模是指将实体物体的形状和结构以三维图像的方式进行描述的过程。

在车窗玻璃升降器的设计过程中，三维建模是非常重要的一环，可以帮助设计师更清晰地展现产品的外观和结构。

首先，需要收集车窗玻璃升降器的外部尺寸和结构参数。

通过了解产品的各个部件并进行测量，可以获取准确的尺寸数据。

然后，可以使用CAD软件（如SolidWorks、CATIA等）进行三维建模。

根据收集到的尺寸数据，依次绘制车窗玻璃升降器的各个部件，并注意保持比例和精确度。

在建模过程中，应关注车窗玻璃升降器的关键部件，例如电机、限位开关、传动装置等。

确保这些部件的位置和结构准确无误，以便后续的仿真分析。

二、仿真分析仿真分析是指通过计算机技术对产品在特定条件下的性能和行为进行模拟和预测的过程。

在车窗玻璃升降器的设计中，仿真分析是非常重要的一步，可以评估产品的性能、安全性和可靠性，指导产品的优化和改进。

1. 结构强度分析车窗玻璃升降器在日常使用中需要承受一定的载荷，如车窗的重量、风压力等。

结构强度分析可以评估车窗玻璃升降器在承受这些载荷时的安全性能。

通过将载荷施加到三维模型上，利用有限元分析方法计算各个部件的应力、变形等参数，以确定是否存在弱点或疲劳寿命问题，并进行适当的改进。

2. 运动学分析车窗玻璃升降器的运动学分析可以模拟车窗升降的过程，并评估其动作的平稳性和准确性。

通过在三维模型上设置运动学约束和边界条件，可以模拟车窗的升降过程，并计算关键部件的位移、速度和加速度等参数。

这有助于确定升降过程中是否存在异常，如卡滞、抖动等，以及是否需要对传动装置进行调整或优化。

3. 声学分析车窗玻璃升降器在运行时会产生噪声，如电机和传动装置的工作声音。

声学分析可以模拟车窗升降过程中的噪声产生和传播，评估产品的噪声性能，并采取相应的措施进行噪声控制。

使用激光扫描技术实现三维建模与仿真

使用激光扫描技术实现三维建模与仿真当我们谈论三维建模与仿真时，我们常常想到的是使用计算机软件和模拟工具。

然而，近年来，随着激光扫描技术的快速发展，它已经成为了一种非常有前景和强大的工具，可以实现高精度的三维建模和仿真。

本文将探讨如何通过激光扫描技术实现三维建模与仿真，以及其应用和未来发展。

激光扫描技术是一种通过使用激光来记录环境或物体形状和细节的技术。

它通过扫描激光束在物体表面的反射来获取表面的点云数据，从而生成物体的三维模型。

这个过程是通过三角测量原理完成的，可以实现高精度的几何和拓扑表达。

由于激光扫描技术的高精度和快速扫描速度，它已经成为许多领域的首选工具。

首先，激光扫描技术在建筑和土木工程领域中有着广泛的应用。

在建筑设计阶段，设计师可以使用激光扫描技术对现有建筑物进行扫描，以获取准确的建筑数据。

这些数据可以用于进行改建和改进设计，以及进行虚拟建模和仿真。

此外，激光扫描技术还可以用于监测建筑物的变形和结构安全性，为工程师提供重要的参考信息。

其次，激光扫描技术在制造和工业设计领域也发挥着巨大的作用。

制造业需要高精度的构造和装配工艺，以提高产品质量和效率。

激光扫描技术可以提供准确的产品测量和质量控制，帮助制造商实现高精度和高效率的生产。

此外，激光扫描技术还可以用于进行逆向工程，通过扫描物体并生成三维模型，实现产品的快速设计和改进。

除了建筑和制造领域，激光扫描技术在文化遗产保护和考古学领域也发挥着重要作用。

传统的保护和修复文物的方法往往费时费力，并且可能对文物造成进一步破坏。

激光扫描技术通过对文物进行非接触式扫描，可以获取文物的精确三维模型，并用于文物的保护、修复和展示。

对于考古学家来说，激光扫描技术也是一种重要的工具，可以帮助他们记录和研究考古遗址和文物。

此外，激光扫描技术还可以应用于汽车设计和航空航天工程等领域。

在汽车设计中，激光扫描技术可以帮助设计师获取车身曲线和表面精度数据，以实现更好的风阻性能和外观设计。

三维建模及运动仿真

三维建模及运动仿真Pro/E ngin eer 软件集产品的三维造型设计、加工、分析、仿真及绘图等功能于一体，是一套使用方便、参数化造型精确的软件，其强大的造型功能及仿真分析功能受到众多工程人员的青睐。

本节将采用Pro/E 软件，完成少齿数齿轮传动机构中所有零件的参数化建模，并对少齿数齿轮减速器进行虚拟装配，在此基础上，对传动机构进行运动仿真。

3・1齿轮的参数化建模3.1.1零件分析(1) 新建文件：启动PROE Wildfire4.0，单击工具栏□新建工具，或单击菜单“文件/新建”。

出现如图3.1所示对话框。

选择系统默认“零件”，子类型“实体”方式，“名称” 栏中输入“ canshuhuachilun ，同时注意关闭“使用缺省模板”。

选择公制模板 mmns-part-solid,如图3.2所示，然后单击“确定”。

(2) 创建齿轮程序。

选择菜单栏“工具/程序”命令，出现如图3.3所示对话框。

单击“编辑设计”，依次添加齿轮设计参数及初始值，添加完毕单击“确定”。

选择工具菜单“工具/ 程序”命令，出现如图3.4信息窗口，在其中输入程序如下：Y0=(1/4)*PI*MT+XT*MT*TAN( a t) Xc=(HANX+CNX-XN)*MN- p(1) 添加齿轮设计参数 (2) 添加齿轮关系式 (3) 创建齿轮的齿廓曲线(4) 创建螺旋线方程 (5) 实体生成：1) 创建螺旋线线方程 2) )拉伸3) )阵列绘悴件從田K S豪局1E SL 出+Koeoooooooo子®oooi •左I|阪制|图3.1新建对话框图3.2尺寸选择口豐勘曲IEWMYc=(1/4)*PI*MT+HANX*MN*TAN( a t)+ p *COS( a t)C cliaxistiuJhuja.ch.±liin. pls — 记丰# 文件辺诟楫⑧ 格式奴］鱼看世L at)UEHS10H 4.U REUNUM 1469^fl=CHftHSHUHUACHlLUHB9^J^IHPUTZH NUMOER-2“请输入齿耙的齿裁“MK NIIMDER“请输入齿轮的注面模数”XT HUMBER-0-91^“请输入齿轮的端面变位系数”R HIJMBFR-14•'猜输入齿轮的齿宽“CL H NUIIRER = 2O，瀰輸入齿龜的法面压力角“卩 NUNBER = 23.514 05•■请输入齿轮的分度圆螺旋角-CNIX NUMBER=0.2•■请输入齿轮的法面顶隙系数…HBiNX NUriBER=0.3•■请输入齿轮的法面齿顶高系数“P NUMBER=U.>I5 ___________••请输入刀具的顶圆圆角半径浹END INPUTRELATIONSMT-MN/COS< P )Q t-ATAH(TAN(Q n)/COS(P )) NH-XT/COS( P ) HF-MH*(HANX+CHX-XH) D-ZH*MT DF=D-2«HFDA=D+2«HAH DB=D*CQS(a t) R = ®/2 RF=DF/2 RA=I>A/2 RB=DB/2V 0= ( 1 /4) *P I #MT + KT#MT*T ftN( OL t } XC = (HONX + CN?C-XN)*MN- pVC = ( 1 /4) *P I #MT+MANX*MNI*TfiN( a t) +图3.4 信息窗口(3) 添加齿轮四个圆的关系式。