基于Solidworks装弹机器人的虚拟设计及其运动仿真
基于SolidWorks的摄影机器人虚拟设计与运动分析与运动分析
Ｖｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ
机 器人 进行 运 动仿 真 ， 缩短 了设 计周 期 ， 节约 了研发 费用 ， 为 日后进 一步研 制提供 理论依 据 。
关键词 ： 机 器人 ； 动 态仿真 ； 虚 拟样机 ； 摄像 中 图分类 号 ： ＴＰ ２ ４ ２ ． ３ 文献标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ７ ５ ３ ５ ／ ｈ ｂ ｇ ｙ ｋ ｊ ． ２ ０ １ ４ ｙ ｘ ０ １ ０ ６
ｊ ａ ｎ ．２ Ｏ ｌ ４
文章编号 ： １ ０ ０ ８ — １ ５ ３ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ２ ４ — ０ ３
基于 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 的摄 影 机 器人 虚 拟设 计 与运 明 与 动 分 分 析
张 博， 王 南， 王 泽 仁
０ ５ ６ ０ ３ ８ ） （ 河北工程 大学机 电工程 学 院 ， 河 北邯郸
第３ ｌ卷 第 １期
２ ０ １ ４年 １月
河 北 工 业 科 技
Ｈｅ ｂ ｅ ｉ ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖｏ １ ． ３ １ ， Ｎｏ ． １
ｏ ｆ ｆ ｉ ｌ ｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｌ ｅ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｉ ｎ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｍａ ｎ ｕ ａ ｌ ｒ ｏ ｃ ｋ ｅ ｒ ｆ ｉ ｌ ｍｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｎ ｅ ｅ ｄ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｕ ｒ ｇ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ．Ｃ ｏ ｍ— ｂ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｃ ａ ｎ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ．
SolidWorksMotion虚拟样机运动仿真
注意事项：在建立复杂运动副时，需要注意运动副之间的约束关系是否合理，避免 出现运动学奇异或动力学不稳定的情况。
运动仿真结果分析
运动学分析：对运动过程中各部 件的位置、速度、加速度等参数 进行计算和评估
SolidWorks Motion与 Adams软件无缝 集成，实现运动 仿真与动力学分 析的完美结合。
通过Adams软 件进行更深入 的动力学分析， 包括碰撞检测、 振动分析等。
方便地在 Adams软件中 进行优化设计， 提高产品的性 能和可靠性。
实现从 SolidWorks到 Adams的模型 传递，保持数 据的一致性和 完整性。
结果分析：通过仿真结果分析船舶推进系统的性能表现，如推进效率、稳定性等，为优化 设计和改进提供依据。
PART 07
SolidWorks Motion未来发
展与展望
新功能与技术趋势
人工智能与机器学习在SolidWorks Motion中的应用，提高仿真效率和准确性。 云技术与实时协作功能，实现异地团队共同进行运动仿真与分析。 虚拟现实与增强现实技术，提供更真实的运动仿真体验和可视化效果。
04 S o l i d W o r k s Motion高级功能
06 S o l i d W o r k s Motion应用案例
PART 01 添加章节标题
PART 02
SolidWorks Motion概述
定义与功能
添加标题
定义：SolidWorks Motion是一款基于SolidWorks平台的运动仿真插件，用于对机械系统进行运 动学和动力学仿真。
PART 06
木琴演奏机械手的仿真分析与设计
木琴演奏机械手的仿真分析与设计王廷军;印松;马西沛;张欢欢;胡申顺;徐俊【摘要】利用SolidWorks软件对一种单槌击键演奏模式的木琴演奏机械手进行了仿真设计,给出了木琴、移槌装置、击槌装置和机械手支架等部分的三维造型、虚拟装配和运动仿真结果,提出了一种基于DSP芯片的机械手运动控制方案.仿真结果表明:这种机械手结构简单,运动灵活,演奏时能够快速而准确地定位击键位置,为木琴演奏机械手的设计提供理论依据.【期刊名称】《上海电机学院学报》【年(卷),期】2011(014)003【总页数】4页(P169-172)【关键词】木琴演奏机械手;仿真分析;三维模型【作者】王廷军;印松;马西沛;张欢欢;胡申顺;徐俊【作者单位】上海电机学院机械学院,上海200245;上海电机学院机械学院,上海200245;上海电机学院机械学院,上海200245;上海电机学院机械学院,上海200245;上海电机学院机械学院,上海200245;上海电机学院机械学院,上海200245【正文语种】中文【中图分类】TP241.3随着机器人技术的快速发展，机器人的设计也不仅仅限制在工业环境的需求设计中，而向人类生活的各个领域扩展，出现了如娱乐、导游等各种不同的机器人。
近年来，娱乐机械人发展很快，已经有演奏多种乐器的演奏机械手出现［1］。
演奏机械手属于表演类特种机器人，国外关于演奏机械手的研究主要集中在键盘乐器和弦乐器方面，管乐器自动演奏机械手的研究相比较就少些［2-4］。
无论何种乐器，在演奏时都是通过人的手、口或脚的动作来实现的。
木琴属于西洋打击乐器的一种［5］，由逐级加长的一排排镶嵌的木条组成，按音阶的顺序排列在一框架上，可发出连续的音律。
有的木琴的木条下方安装了可调节音高的共鸣管，起到共鸣的作用。
木琴是通过演奏者双手握木槌去击打键盘进行演奏的，在原理上，能够模仿人手并再现键盘的动作，可以实现机械手自动演奏［6-7］。
为缩短木琴演奏机械手的设计周期，降低设计成本，提高设计质量，本文使用SolidWorks软件［8］进行了木琴演奏机械手的辅助设计。
基于Solidworks的机械手运动仿真设计
基于Solidworks的机械手运动仿真设计０引言机械手对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。
工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，更能提高劳动生产率和自动化水平。
随着现代生产的机械化和自动化的发展对机器人的需求越来越大因而对机器人的末端执行机构机械手的研究尤为重要。
一些软件的发展为机械手的设计分析提供了方便降低了生产成本，本设计是基于Ｓolidworks软件，使得设计效率大大提高[1]。
本文是为普通车床配套而设计的上料机械手。
它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。
１机械手工作原理上料机械手直接与工件接触的部件,它能执行人手的抓握功能。
手抓取物体以物体为中心,用两根手指包络物体。
根据抓取物体时的相对状态,靠手指与工件之间的摩擦力来夹持工件。
本上料机械手采用二指平动手爪,属于夹持式手爪,手指由四杆机构带动,当上料机械手手爪夹紧和松开物体时,手指姿态不变,作平动。
机械手手爪的结构见图1，①为支架、②气动杆、③和④为大螺钉、⑤和⑥为三孔连杆、⑦为小螺钉、⑧短连杆、⑨和⑩为手指。
通过气动杆②来传动力的，气缸带动气动杆②使之向上移动时,其它的杆件共同运动,此时手爪是处于握紧工件的过程;反之,当气缸带动气动杆②向下移动时, 手爪是处于张开的过程。
这样,用气缸带动连杆②做往复平动，从而使其它杆件运动,带动手爪张合，手指上的任意一点的运动轨迹为一弧摆动。
图1机械手装配简图2基于Ｓolidworks机械手仿真动画设计2.1Ｓolidworks介绍SolidWorks是一款功能强大的中高端CAD软件，方便快捷是其最大特色。
它有全面的零件实体建模、生成工作机构的分解动画制作和高级动画制作等功能该软件以参数化特征造型为基础，具有功能强大、易学、易用等特点，是当前最优秀的中档三维CAD软件之一。
基于SolidWorks软件对工业机器人机械臂的结构优化设计和受力、模态分析
基于SolidWorks软件对工业机器人机械臂的结构优化设计和受力、模态分析作者：王永丽来源：《今日自动化》2021年第08期[摘要]随着现在软件技术的发展，三维建模、仿真软件越来越普及化，SolidWorks软件由其界面操作简单、功能强大被机械设计行业广泛应用，采用SolidWorks软件对某工业机器人机械臂的三维模型结构进行拓扑优化设计，采用SolidWorks simulation软件对机械臂进行静力学、模态仿真分析，几何清理和网格划分，通过计算，设计出较合理的肘关节减速机传动齿轮;达到了工业机器人机械臂高精度柔性运动，机械臂高强度、刚度、最小安全系数和减小应力集中的效果，解决了工业机器人机械臂的优化设计。
[关键词]SolidWorks;工业机器人;机械臂; 仿真分析; 优化设计[中图分类号]V279 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）08–0–03[Abstract]With the development of software technology， three-dimensional modeling and simulation software are becoming more and more popular. SolidWorks software is widely used in mechanical design industry because of its simple interface operation and powerful function. SolidWorks software is used to optimize the topology of the three-dimensional model structure of anindustrial robot manipulator， and SolidWorks simulation software is used to optimize the statics and dynamics of the manipulator Through modal simulation analysis， geometric cleaning and mesh generation， a more reasonable transmission gear of elbow reducer is designed through calculation; It achieves the effect of high-precision flexible motion， high strength， stiffness， minimum safety factor and reducing stress concentration of industrial robot manipulator， and solves the optimization design of industrial robot manipulator.[Keywords]SolidWorks; industrial robot; robot arm; simulation analysis; optimal design工业机器人机械手臂由三部分组成，分别是机械部分、传感部分、控制部分。
基于SolidWorks的机构运动仿真研究
基于SolidWorks的机构运动仿真研究基于SolidWorks的机构运动仿真研究摘要：本文以SolidWorks为工具，通过对机构运动仿真的研究，深入探讨了机构运动学的基本理论和仿真方法。
首先介绍了SolidWorks的基本功能和使用方法，然后结合实际案例，详细分析了机构运动仿真的关键问题和解决方法。
最后，通过运动仿真实验，验证了所提出的方法的可行性和准确性。
1. 引言机构运动学是机械设计领域的重要基础理论，通过对机构的运动学性能进行分析和优化，可以提高机器人和机械装置的运动精度和效率。
而SolidWorks作为一种广泛应用的CAD软件，具有强大的建模和仿真功能，对机构运动建模和仿真提供了有效的工具和方法。
2. SolidWorks的基本功能和使用方法SolidWorks是一种基于约束关系进行设计和建模的三维CAD软件，具有强大的建模、装配和仿真功能。
在SolidWorks中，用户可以通过绘图、装配、运动和分析等功能，对机构进行全面的建模和仿真。
同时，SolidWorks还可以对机构进行各种参数化设计和优化，提高设计的灵活性和效率。
3. 机构运动仿真的关键问题和解决方法机构运动仿真是机构运动学研究的重要内容，主要包括机构的运动规律、速度、加速度和位置分析等。
在SolidWorks中，可以通过约束关系、关键点和运动学驱动等功能来模拟机构的运动行为。
同时，还可以通过添加传感器和测量工具等功能，对机构的运动参数进行实时监测和分析，从而得到准确的运动学性能指标。
4. 案例分析通过一个简单的四杆机构来说明在SolidWorks中实现机构运动仿真的过程。
首先，利用绘图功能绘制四杆机构的草图，并添加约束关系使其正确组装。
然后，通过运动功能设置机构的运动规律和速度，同时观察机构的关键点和路线等参数。
最后，对机构的运动进行分析和优化，通过添加驱动装置和调整驱动参数，使机构的运动更加平稳和高效。
5. 实验验证通过将仿真模型导出到SolidWorks Motion中，可以进行机构运动的实时仿真和性能分析。
五轴机器人主体结构设计及运动仿真毕业设计(论文)
五轴机器人主体结构设计及运动仿真摘要工业机器人是一种集多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也在不断扩大。
虽然近年来我国工业机器人的需求量逐年增加，但目前国产的机器人大多还需要进口，这与我国快速的发展的工业水平不相适应。
本文以FESTO柔性生产线装配工作站的三菱工业机器人为基础，针对五轴工业机器人的主体结构进行设计，其中包括各运动关节电机和传动机构的选型设计；机器人主体机构三维建模；机器人关键零部件的三维建模和工程图绘制；通过机器人手腕、前臂、后臂、立柱和底座这几部分的结构设计及运动仿真，探讨在solidworks 软件环境下, 建立了机械手臂的三维实体建模、虚拟装配、动态模拟和干涉检查,并运用solidworks的motion模块进行机械手臂的运动仿真,实现Solidworks软件环境下机械手臂的虚拟设计。
本设计的工业机器人采用交流伺服电机及带传动的工作方式，机器人传动环节减少，结构简单，提高了系统的精度，减少维护工作量，同时也简化了生产工艺，降低了生产成本。
关键词：工业机器人、结构设计、仿真模拟、solidworksIV五轴机器人主体结构设计及运动仿真AbstractThe industrial robot is a set of advanced technologies in the integration of multidisciplinary important modern manufacturing equipment, with the development of science and technology, the industrial robot applications are constantly expanding. Although in recent years the demand robot of our country increases year by year, but at present homebred robot also need to be imported, and this does not suit to China's rapid industrial development level.This paper is based on the Mitsubishi industrial robot of FESTO flexible manufacture system assembly workstation based on five axis robot, structure design, including the movement of each joint motor and transmission mechanism design of the robot body mechanism; 3D modeling; robot key parts of the 3D modeling and engineering drawing; through the robot wrist, forearm, arm a column and a base, the parts of the structure design and the movement simulation, discusses in the SolidWorks software environment, to establish a mechanical arm of the 3D solid modeling, virtual assembly, dynamic simulation and interference check, and by using the SolidWorks motion module for mechanical arm movement simulation, implementation of Solidworks software environment for virtual design of mechanical arm. The design of the industrial robot driven by AC servo motor and belt transmission mode, the robot transmission link is reduced, and has the advantages of simple structure, improve the precision of the system, reduces the maintenance workload, but also simplifies the production process, reduce the production cost.Key words: industrial robot, structure design, simulation, SolidWorksV五轴机器人主体结构设计及运动仿真目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外研究综述 (2)1.3 研究现状 (4)1.4 研究意义 (7)第二章设计选型 (8)2.1 机构选型 (8)2.1.1 运动机构 (8)2.1.2 传动机构 (10)2.1.3 控制机构 (11)2.2 电机选型 (13)第三章机械部分设计 (18)3.1 设计内容 (18)3.1.1 机器人手腕设计 (18)3.1.2 机器人前臂设计 (20)3.1.3 机器人后臂设计 (22)3.1.4 机器人立柱设计 (24)3.1.5 机器人底座设计 (27)第四章机器人装配及运动仿真 (29)4.1 机器人装配 (29)4.2 机器人运动仿真 (42)第五章市场前景 (44)5.1 市场分析 (44)第六章总结与展望 (45)6.1 总结 (45)6.2 展望 (45)致谢 (46)参考文献 (47)VI五轴机器人主体结构设计及运动仿真第一章绪论1.1 选题背景工业机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
利用SOLIDWORKS实现焊接机器人设计和仿真
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。
基于Solidworks的机械手三维建模及其运动仿真
5 结语
责任编辑：于淑清 收稿日期：2010－04－14
215
第 31 卷第 10 期
基于 Solidworks 的机械手三维建模及其运动仿真— ——夏学文，等
Vol.31No.10
1.1 机械手零部件的三维建模
的零部件会自动定义为固定静止的部件，然后依次
Solidworks 零部件的建模过程为： 首先选取合 插入 各 零 部 件 ，通 过 一 系 列 的 配 合 约 束 关 系 ，装 配
［5］吴序堂. 齿轮啮合原理［M］. 西安：西安交通大学出版社，2009. ［6］刘鹄然，赵东福，宋德玉. 现代啮合理论［M］. 杭州：浙江大学出版
社 ，2008. 作 者 简 介 ： 耿 金 萍 （1984- ），女 ，江 苏 徐 州 人 ，中 国 矿 业 大 学 机
电 学 院 ，研 究 生 ，机 械 制 造 及 其 自 动 化 专 业 ，电 话 ：0516-83590278 ， 电 子 信 箱 ：gengjinping188@.
注意的问题。 有些零部件特征相当的复杂，例如铲 零部件”命令，依次如图 1 所示，排列各零部件，顺
臂爪臂的建模。 因为它的主体特征是一个比较复杂 序按照从上到下排列。 注意插入的零部件应该集中
的曲面，所以需要熟练曲面建模的命令。 曲面建模 在一个区域，不要过于分散，以便于下一步装配步
通过带 控 制 线 的 扫 描 曲 面 、放 样 曲 面 、边 界 曲 面 以 骤 。 （3）装 配 时 ，将 所 有 的 零 部 件 通 过 “重 合 ”、“平
1.2 机械手的装配 Solidworks 提供了强大的装配功能，其优点为：
（1）在 装 配 体 环 境 下 ，可 以 方 便 地 设 计 及 修 改 零 部
基于MATLAB与SolidWorks的六自由度机器人联合建模仿真
机器人 运动仿 真主要是 为 了在产 品开发 阶
段， 了解 所 开 发 的机 器 人 实现 预 定 轨 迹 运 动 时各 关 节 及 连 杆所 反 映 出 的运 动 学特 性 、 产 品 在 给定 输 入运 动 下 的动 作 过 程 及 机器 人 的综 合 性 能 ， 其 仿 真结 果对 机 器人 产 品开 发 及结 构优 化设 计 等 二
显 然这 种方 法 比较适 用 于定 制 系统 。
图１ Ｒ Ｂ Ｔ － ６ Ｔ ／ Ｓ ０ １ Ｓ 机器人运动简图
２ 机器人运动仿真 系统 的建立
ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ作 为 当 今 国 际 科 学 计 算 软 件 的 代 表， 以其友 好 的工 作平 台 和编程 环 境 、 均 为转 动 关 节 ， 其 运 动 简 图 如图１ 所示 ， 利用 Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 分别 建立 机器 人 各构 件 的实 体模 型 ， 装 配模 型如 图 ２ 所示 。
实体模型导入 Ａ Ｄ Ａ Ｍ Ｓ 进行仿真 的方法被应用 ， 而 其 在 控 制 系 统 搭 建 及 仿 真 方 面 则 不 及 ＭＡ Ｔ —
借助于一些商业软件 ， 其 中， ＡＤ Ａ ＭＳ 作 为 虚 拟 样 机 技 术 的 代 表 软 件 被 广 泛 应 用 于 机 器 人 运 动 仿 真Ｉ ＇ ， 然而 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ 在一 些功 能 上 的不 足使其 难 以 独 立完 成 更 复杂 更逼 真 的仿 真工 作 ， 比如 ， 其 三 维 建模 功能远不及 以Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 、 Ｕ Ｇ、 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ等 为 代 表专 业 Ｃ Ａ Ｄ软 件 ， 因此 ， 将 三维 Ｃ Ａ Ｄ软 件 建 立 的
第６ 期
机 电技术
SolidWorks环境下,弹簧自动伸缩运动仿真的三种方法
SolidWorks环境下，弹簧自动伸缩运动仿真的三种方法在机械设计或者产品功能展示时，通常需要对机械构件进行运动仿真。
而弹簧作为一种柔性零件，在运动仿真的过程中与刚性构件不同，本文就实现弹簧的自動伸缩运动仿真，探讨了三种方法。
标签：SolidWorks；弹簧；仿真1 引言弹簧是一种广泛应用的，利用弹性来工作的机械构件。
一般用弹簧钢制成。
其主要功能有控制机械的运动、吸收震动和冲击能量、储存及输出能量作为动力，此外，还具有测量功能、复位功能、带动功能、缓冲功能、发声功能、紧压功能等。
2 SolidWorks环境下，实现弹簧运动仿真的具体方法和程序弹簧参与的机构，其运动过程中，弹簧通常随两个接触面的距离变化而自动伸缩，在三维建模和模拟仿真时，就需要建立一个具有柔性的零件、并能够使装配体中相应的运动部件同弹簧的伸缩相匹配。
SolidWorks是一款设计过程比较简便而方便的软件，并且组件多，功能强大。
在中小型企业中得到广泛的应用。
本例中选用SolidWorks软件来建模来探讨实现弹簧动画仿真的几种方法。
方法一：在装配环境中，首先定义好弹簧两端的接触面，和上下两面的配合距离，插入新零件，在新零件的编辑状态下，新建草图1，绘制连接上下两端面的直线。
之后在同一基准面内绘制草图2，根据弹簧材料的截面尺寸绘制一个圆形。
之后在特征菜单栏，选择扫描，即如图1所示：之后在运动算例中，根据弹簧上下端面之间的距离设置键码，例如，将上下端面之间的距离由自然长度的100调整为80即可形成动画，显示成弹簧上下伸缩的效果。
方法二：利用参数化、方程式的方法。
首先根据常规方法形成一个弹簧零件，之后把弹簧零件和端盖零件都插入装配体中，之后打开注释，并显示尺寸名称，把两个端面之间的尺寸赋予弹簧的高度。
如图2所示。
方法三：利用SolidWorks的配置功能。
根据弹簧的实际工作状态，建立弹簧的不同配置使弹簧伸缩变化。
之后将弹簧插入到装配中，端面接触配合好，装配体也会根据零件的配置而显示多种配置。
solidworks基于事件的运动算例
solidworks基于事件的运动算例假设有一个机器人臂需要通过一个螺旋形轨迹来取放物品，我们可以使用SolidWorks的运动学分析功能来模拟这个运动过程。
1. 建立装配体首先，我们需要建立一个装配体，其中包括机器人臂和物品。
根据具体情况，可以自行选择建模方法。
2. 创建运动学分析接下来，我们需要创建一个运动学分析，用于模拟机器人臂运动的轨迹。
在SolidWorks中，可以通过以下步骤进行创建：a. 在启动SolidWorks后，选择"SolidWorks Motion"选项。
b. 在弹出的"MotionManager"窗口中，选择"New study"选项，指定分析类型为"Animation/Basic Motion"。
c. 在装配体中选择需要模拟的零部件，然后选择"Add Motion"按钮，设置运动类型和运动曲线。
3. 添加轨迹在这个例子中，我们需要模拟机器人臂沿着螺旋形轨迹移动的情况，因此需要添加一个轨迹来指导运动学分析。
可以通过以下步骤进行创建：a. 在装配体中创建一条螺旋形轨迹曲线，确保其与机器人臂的起始位置对齐。
b. 在MotionManager窗口中选择"Add Path"按钮，将轨迹曲线添加到分析中。
c. 根据分析需要，可通过调整轨迹曲线的参数来改变运动轨迹。
4. 运行分析完成以上步骤后，我们就可以开始运行分析了。
在MotionManager窗口中，选择"Run"按钮，系统会自动执行运动学分析，并生成机器人臂沿着螺旋形轨迹移动的动画。
5. 分析结果完成分析后，我们可以在结果窗口中查看运动学分析的结果，并对其进行进一步的分析。
例如，通过添加力学分析等模块来加深深入研究机器人臂的运动性能。
总之，通过SolidWorks的运动学分析功能，我们可以方便地模拟各种机械部件的运动情况，快速验证设计，优化设计方案。
基于SolidWorks_VRML实现虚拟现实的精确建模
第24卷第10期2007年10月机 电 工 程MECHAN I CAL &E LECTR I CAL E NGI N EER I N GMAG AZI N EVol .24No .10Oct .2007收稿日期:2007-04-05作者简介:袁锋伟(1977-),男,湖南新化人,主要从事虚拟设计与制造方面的研究。
基于Soli d W orks 2VR ML 实现虚拟现实的精确建模袁锋伟,李必文,何 彬(南华大学机械工程学院,湖南衡阳421001)摘 要:研究了在Solid Works 基础上,通过虚拟现实建模语言(VR ML )实现虚拟现实精确建模的方法。
由于虚拟设备建模精确,可大大节省虚拟现实系统开发中建模的工作量。
在以设备为主要仿真对象的虚拟现实系统中,可以优先考虑此种建模方法。
最后给出了虚拟工业机器人的精确模型实例。
关键词:Solid Works;虚拟现实建模语言;工业机器人中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2007)10-0103-03Prec ise m odeli n g of v i rtua l dev i ce i n v i rtua l rea lity ba sed on Soli d W orks 2VR MLY UAN Feng 2wei,L IB i 2wen,HE B in(College of M echanical Engineering,U niversity of South China,Hengyang 421001,China )Abstract:The method f or p recise creating of VR 32D model was studied based on Solid Works 2VR ML.The virtual model of de 2vice was p recise,more modeling work l oad could be saved in the devel opment of virtual reality .The use of this kind of modeling method was recommended in the devel opment of virtual reality syste m s in which main si m ulated objective were devices .I n theend,an app licati on on VR model of r obot was p r ovided .Key words:Solid Works;virtual reality modeling language (VR ML );r obot0 前 言虚拟现实技术,是指基于自然方式的人机交互系统,通过计算机创建一种虚拟环境,使用户产生身临其境的感觉,并可实现用户与虚拟环境直接进行交互。
基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术
基于SolidWorks的机械零部件虚拟装配体设计技术作者：沈袁诞来源：《科学与财富》2016年第22期摘要：在机械零部件虚拟装配体设计方面，SolidWorks软件得到了广泛的应用。
基于这种认识，本文对该软件及其在机械零部件建模中的应用进行了分析，然后对基于SolidWorks 的虚拟装配体的设计方法和步骤进行了探讨，从而为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：SolidWorks；机械零部件；虚拟装配体；设计引言：由于拥有较多的零部件，机械产品的设计过程相对复杂。
而能否实现各个零部件的完美组装，将对机械产品的质量产生直接的影响。
为解决这一问题，SolidWorks软件得到了开发和应用。
作为一款三维造型软件，该软件能够用于完成机械零部件的虚拟装配体的设计，从而为机械产品的设计提供更多的技术支持。
因此，相关人员有必要对该种设计技术展开分析，以便更好的促进机械设计技术的发展。
1 SolidWorks软件及其在机械零部件建模中的应用所谓的SolidWorks，其实就是一种标准三维设计软件。
该软件拥有三维CAD系统，具有实体造型功能，不仅能够实现工程图纸的快速生成，同时也可以为模具制造提供辅助分析。
作为三维机械设计软件标准，SolidWorks拥有强大的功能和易学易用的特点，能够实现技术创新。
利用其强大的实体建模功能，就能为零件设计和装备设计提供支持。
而利用该软件的智能零件技术、智能装配技术等多种技术，则能够实现装配体的总体装配，并为完成整个产品的设计过程的编辑。
从软件界面操作上来看，该软件拥有“全动感”界面，能够提供动态界面，也能够使用户利用鼠标进行软件控制，所以能够使设计步骤得到减少。
此外，由于该软件是第一款基于网络的电子图板发布工具，并且拥有特征管理员和自顶向下的设计思想，因此能够实现技术创新。
在机械零部件产品设计上，应用SolidWorks能够完成产品模型的创建。
就目前来看，可以使用该软件的四种三维造型方法完成机械零部件建模。
SolidWorksMotion运动仿真教程
运动副：连接两个零件并定义其相对运动的机构
驱动：定义运动副的运动类型和参数，如旋转、平移等
创建运动副：在SolidWorks Motion中，选择要创建运动副的零件并定义其类型和参数
添加驱动：为运动副添加驱动，定义其运动类型和参数，以及运动范围和方向等
添加力和扭矩
在Motion分析中，选择“力和扭矩”选项
创建复杂运动副的方法：通过选择相应的运动副工具，如“旋转-旋转”、“滑块-滑块”等，并按照向导步骤进行操作，即可创建出所需的复杂运动副。
调整复杂运动副参数：在创建完复杂运动副后，可以通过调整其参数来改变运动副的运动特性，如旋转角度、滑块行程等。
注意事项：在创建和调整复杂运动副时，需要注意运动副的正确性、可行性和实际应用性，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
案例描述：模拟一个机械手臂在生产线上的运动，实现抓取和放置物体的功能
仿真结果：展示优化后的机械手臂运动轨迹和关节角度，以及运动过程中的动态效果
应用价值：通过运动仿真优化机械手臂的设计，提高生产效率和降低生产成本
齿轮箱的运动仿真
齿轮箱运动仿真的目的和意义
齿轮箱运动仿真的建模过程
齿轮箱运动仿真的参数设置和优化
解决方案：检查模型定义、约束、驱动条件等是否正确
解决方案：检查模型是否存在几何问题、接触定义等，并尝试调整仿真参数
解决方案：检查模型中是否存在非线性因素，如摩擦、柔性连接等，并尝试调整仿真参数
解决方案：优化模型复杂度、调整仿真参数、使用更高效的求解器等
问题：仿真速度过慢 解决方案：优化模型复杂度、调整仿真参数、使用更高效的求解器等
汇报人：XX
XX,a click to unlimited possibilities
基于SolidWorks的大型产品的几何建模和运动仿真
5科技资讯科技资讯S I N &T N OLOGY I N FORM TI ON 2008N O.24SCI ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 工业技术本文以矿用侧卸式装岩机(简称侧装机)的设计为例，运用Sol i dW or ks 对其进行建模，最后以一定的装配关系和约束条件来完成对侧卸式装岩机的几何建模，并利用几何建模对其工作机构进行运动仿真；应用“质量特性…”功能，完成整机重心的分析和配重的设计、建模，以此来介绍用Sol i dW or ks 进行大型产品设计的方法和思路。
1侧装机侧装机主要有工作、履带行走机构，机架和配重等部件组成。
它的工作机构为四连杆机构，由四个油缸驱动，来实现铲斗的正装侧卸。
该产品的设计难点在于：工作机构的设计和配重的设计。
用传统的二维C A D 设计，其工作机构部分的设计很困难，工作机构运动过程中是否发生碰撞干涉，有无运动“死点”，整机的重心位置在哪，用多重的配重来调整整机重心位置。
这些问题用二维CA D 解决起来很困难，而用Sol i dW or ks 对侧装机进行几何建模的话，以上问题就迎刃而解了，大大缩短了设计周期，提高了设计的可靠性。
2侧装机几何模型的建立2.1产品结构的划分侧装机模型为大型装配体，在建立几何模型之前，我们应该利用Sol i dw or ks 装配设计能进行层次划分的特点，对侧装机的的结构进行合理的划分，把它分成若干子装配体和零件；这些子装配体根据其结构特点还可以划分成若干更低一级的子装配体和零件；如此下去，直至把所有子装配体拆成零件。
这样，产品、部件和零件组成了一个树状结构。
利用这种结构形式，可以实现多个设计人员的协同设计，有助于提高产品开发效率，并降低生产的复杂性。
2.2零件建模根据各零件特征，在经过一系列特征构建，利用尺寸、几何关系、方程式等在特征之间建立关联关系，最终完成所有侧装机零件的造型。
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模型如图１ 所 示 。该 机 器 人 采用 的 是 五 自由度关 节 型 结 构 ，主 要 包括 机 座 （ 即 底 部 和 腰 部 的 固定 支 撑 ）结 构 及 腰 部 关 节 转 动 装 置 、大 臂 （ 即 大 臂 支 撑 架 ）结 构 及 大 臂 关 节 转 动 装 置 、小 臂 （ 即小 臂 支 撑 架 ）结 构 及 小 臂 关 节 转 动 装 置 、手 腕 （ 即 手 腕 支 撑 架 ）结 构 及 手 腕 关 节 转 动 和 俯 仰 装 置 和 末 端 执行 器 （ 即手 抓部 分 ）的设 计 。
首 先 在 模 型 状 态 下 选 择 移 动 或 旋 转 各 个 零 件 ，检 查 各 个 零 部件 的 自由 度是 否 正 确 ，然 后 在 评 估 中选择 干 涉 检 查 ， 系统 会 自动 检 测 是 否 会 发
生 干 涉 ，如 果 机 器人 的结 构 设 计 不 合 理 ，则 机 器
等配 合关 系 。例 如 机 器 人 的 各 个 关 节 都 是 以铰 接
配 合 ，从 而实 现 腰 部 回转 、大 臂 和 小 臂 的 转动 以 及手 腕的 俯仰 等动 作 。
２ ）干 涉 检查
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 装弹机器人 的建模及装配
１ ． １ 机器 人 三维模 型 的建 立
装 弹 机器 人 采 用ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ 进 行三 维 建模 ，其
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ７ －１ ７ 作者 简介：司建星 （ １ ９ ８ ７一），男，山东滨州人 ，在读研 究生 ，研 究方 向为机械 设计 及其理论 。
第３ ５ 卷
第１ ０ 期
２ ０ １ ３ —１ ０ （ 下） 【 ２ １ ｌ
人就 无法 完成 预 想的动 作 。
２ 运 动仿真
虚拟 设 计 完 成 后 ， 利 用 已 经 建 立 的三 维 实体
模 型 和ｃ ｏ ｓ ｍｏ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ 插 件 进 行 机 器 人 的运 动 仿 真 。 Ｃｏ ｓ ｍｏ ｓ ／ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ 可 以 自动 识 别 装 配 体 各 个 零件 间
ｌ
匐 地
基 于Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ 装弹机器人 的虚拟设 计及其运动仿真
Ｖｉ ｒ ｔ ｕａＩ ｄｅｓｉ ｇｎ ａｎｄ ｍ ｏｔ ｉ ｏｎ ｓｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｒ ｅｌ ｏａｄ ｒ ｏｂｏｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓ ｏｌ ｉ ｄｗ ｏｒ ｋｓ
司 建星 ，夏
田，丁丙 坤
ＳＩ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｘ ｉ ｎ ｇ， ＸＩ Ａ Ｔ ｉ ａ ｎ， ＤＩ ＮＧ Ｂｉ ｎ ｇ — ｋ ｕ ｎ
（ 陕西科技 大学 机 电工程学院 ，西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ） 摘 要 ：把Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗｏ ｒ Ｋ ｓ 的虚 拟装 配技术和运动 仿真应用到机器人 的设计中 ，用Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗｏ ｒ ｌ ＜ ｓ 建立装弹机
图 １ 机 器 人 的 三 维 模 型
１ ． ２ 机 器人 虚拟 样机 的建 模
１ ）添 加约 束 在 对机 器 人 的 虚拟 装 配 过程 中 ，要 对机 器 人
的 各 个 零部 件 间 的运 动 关 系进 行 分 析 ，得 出每 个
运动 副 的约 束 形 式 ，主 要 用 到 同轴 、 重 合 、平 行
发 射 速 度 。所 以 ，随 着 人 工 智 能技 术 在 军 事 上 的
广 泛 运 用 ，一 些 国 家 相 继 开 始研 究 人 工 智 能 炮 兵 武 器 系 统 。而 我 们 所研 究 的 就 是设 计 一种 装 弹机 器 人 ， 使 其 能 轻松 抓 起 ４ ０ 公 斤 左 右 重 的 炮 弹 ，把 炮 弹 放 在 自动 输 弹 盘 上 ， 这 样 就 能 显 著 提 高作 战 效 率 。本文 主 要 以Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｓ 软 件 进行 装 弹机 器 人 的 虚 拟 样 机 设 计 ，并 通 过 Ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ 插 件 进 行 运 动 仿 真 ，得 出 了机 器 人 在 实 际 工 作 中的 运 动 轨 迹 图 以 及机 器 人末端 执 行器 的位 移 和速 度的 分析 曲线 。
关键词 ：装弹机器人 ；Ｓ ｏ ｌ ｌ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 虚拟设计 ；运动仿真
中国分类号 ：Ｔ Ｈ １ ２ ２ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ —０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ （ 下） 一 ０ ０ ２ １ — ０ ２
Ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． １ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ （ 下） ． ０ ７
０ 引言
火 炮 在 战 场 上 既 是 作 战 的主 要 火 力 武器 ，也
是 敌 方 致 力 对 付 的 重 要 目标 。因 此 ， 在现 代 条件 下 作 战 ， 传 统 的 人 工操 作 ，必 然 会使 炮 兵 及 火炮 的 战 场 生 存 面 临 着 非 常 严 重 的 威胁 。 然 而 ， 在现 代 战 争 中 ，战 场 目标 的 机 动 性 能 不 断 提 高 ， 要 求 火 炮 实现 发 射 过 程 的 自动 化 或 半 自动 化 ，以提 高
器人的三维模型 ， 并利用Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗ ｏ ｒ ｌ ＜ ｓ 插件Ｏ ｏ ｓ ｍ ｏ ｔ ｌ ｏ ｎ 主要对机器人进行运动仿真分析 ， 得出机 器人在 实际 工作 中的运 动轨迹 图以及机器 人末端执 行器的位移 和速度 的分析曲线 ，为装弹机
器人在 实际工作 中提 供了重要的依据。