机构运动仿真基本知识
- 格式:doc
- 大小:639.00 KB
- 文档页数:25
20个常用机构的运动仿真案例1、风扇摇头机构图1是风扇摇头机构的原理模型。
该机构把电机的转动转变成扇叶的摆动。
红色的曲柄与蜗轮固接,蓝色杆为机架,绿色的连架杆与蜗杆(电机轴)固接。
电机带扇叶转动,蜗杆驱动蜗轮旋转,蜗轮带动曲柄作平面运动,而完成风扇的摇头(摆动)运动。
机构中使用了蜗轮蜗杆传动,目的是降低扇叶的摆动速度、模拟自然风。
图 1 风扇摇头机构2、用摆动扇形齿轮实现间接送料机构图2 是一个曲柄摇杆机构。
绿色的可调曲柄可作整周旋转。
并驱动扇形齿轮(摇杆)摆动,扇形齿轮又使蓝色小齿轮正反转动,若小齿轮与电磁离合器或超越离合器结合可完成间歇转动,可完成间断送料。
图 2 摆动扇形齿轮机构3、量筒开盖落料机构图3 用于电子秤自动计量的设备上,绿色的量筒挂在电子秤上(图中未显示),当充填的物料达到设定的要求时,秤重传感器发出信号,通过电磁阀接通单作用气缸,活塞杆伸出推动摇杆转动,打开量筒盖,物料下落;气缸复位,红色的配重块自动关盖。
图 3 开盖落料机构4、犁爪伸缩机构图4 为一犁地机构示意图。
黄色的车轮缘上铰接多个红色的犁爪,犁爪的另一端与绿色的连杆相铰接,连杆又与深蓝色的圆环相铰接,圆环与浅蓝色的偏心圆盘铰接,偏心圆盘与车轴固接;偏心圆盘中心位置应在车轴垂直下方。
当轮转动时圆环绕固定的偏心圆盘转动,并带动犁爪伸缩完成犁地的动作。
该机构原理也可用于包装生产线步进送料机构。
5、转动导杆与摆动导杆串接机构图5 为牛头刨床的运动原理模型。
可实现由转动到往复的直线运动过程。
主动件是一个浅红色的短曲柄,曲柄铰接一个蓝色的滑块,滑块与蓝色的转动导杆相配合,滑块可以在转动导杆的导槽中滑动。
转动导杆的另一端也铰接一个滑块,并与黄色的摆动的导杆相配合,摆动导杆的下端与机架铰接,上端与棕色连杆铰接,棕色连杆可带动粉红色的滑块(刨头)作往复直线运动。
刨头向左运动为工作状态,向右为退出状态。
此机构工作状态近似匀速平稳运动并具有快速退出功能。
运动仿真本章主要内容:●运动仿真的工作界面●运动模型管理●连杆特性和运动副●机构载荷●运动分析9.1 运动仿真的工作界面本章主要介绍UG/CAE模块中运动仿真的功能。
运动仿真是UG/CAE(Computer Aided Engineering)模块中的主要部分,它能对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力分析和设计仿真。
通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型,利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性,再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。
UG/Motion的功能可以对运动机构进行大量的装配分析工作、运动合理性分析工作,诸如干涉检查、轨迹包络等,得到大量运动机构的运动参数。
通过对这个运动仿真模型进行运动学或动力学运动分析就可以验证该运动机构设计的合理性,并且可以利用图形输出各个部件的位移、坐标、加速度、速度和力的变化情况,对运动机构进行优化。
运动仿真功能的实现步骤为:1.建立一个运动分析场景;2.进行运动模型的构建,包括设置每个零件的连杆特性,设置两个连杆间的运动副和添加机构载荷;3.进行运动参数的设置,提交运动仿真模型数据,同时进行运动仿真动画的输出和运动过程的控制;4.运动分析结果的数据输出和表格、变化曲线输出,人为的进行机构运动特性的分析。
9.1.1 打开运动仿真主界面在进行运动仿真之前,先要打开UG/Motion(运动仿真)的主界面。
在UG的主界面中选择菜单命令【Application】→【Motion】,如图9-1所示。
图9-1 打开UG/Motion操作界面选择该菜单命令后,系统将会自动打开UG/Motion的主界面,同时弹出运动仿真的工具栏。
9.1.2 运动仿真工作界面介绍点击Application/Motion后UG界面将作一定的变化,系统将会自动的打开UG/Motion 的主界面。
该界面分为三个部分:运动仿真工具栏部分、运动场景导航窗口和绘图区,如图9-2所示。
曲柄摇杆机构运动学仿真
曲柄摇杆机构是一种常用的机械传动机构,具有简单、紧凑、高效等特点。
在工程设计中,对于曲柄摇杆机构的运动学性能进行仿真分析可以帮助设计人员更好地理解机构的运动规律,优化设计参数,提高传动效率。
曲柄摇杆机构由曲柄、连杆和摇杆三个部件组成,其中曲柄是通过转动驱动,连杆和摇杆通过曲柄的推动而产生相应的运动。
在运动学仿真中,我们可以通过建立模型,解析运动关系方程,模拟机构运动过程,从而得到机构部件的位置、速度和加速度等参数。
我们需要建立曲柄摇杆机构的几何模型。
通过测量和绘图,确定曲柄、连杆和摇杆的长度和相对位置。
根据机构的几何结构,我们可以利用几何图形的计算方法,计算得到机构各个部件的位置坐标。
接下来,我们需对机构的运动规律进行分析和建模。
由于曲柄摇杆机构是一个复杂的多连杆机构,其运动关系方程较为复杂。
针对不同的机构类型,我们可以应用不同的方法来求解。
常见的方法有几何法、向量法和代数法等。
通过这些方法,我们可以得到机构各个部件之间的角度和位移关系。
运动学仿真的重点是模拟机构的运动过程。
我们可以利用计算机辅助设计软件或者编程软件进行仿真分析。
在仿真过程中,我们通过设定初始条件和边界条件,模拟机构不同时刻的位置、速度和加速度。
通过不断调整参数和观察仿真结果,我们可以对曲柄摇杆机构的运动特性进行深入了解。
我们可以对仿真结果进行分析和评估。
通过比较不同参数组合下的仿真结果,我们可以评估机构的运动性能和传动效率,并选择最佳参数组合。
我们也可以通过仿真结果来验证设计理论和分析方法的正确性。
ug nx motion机构运动仿真基础及实例
UGNXMotion机构运动仿真是一种基于UGNX软件平台的机构运动分析工具,它能够模拟机构的运动及其相应的反应,为机构设计和优化提供有效的工具支持。
本文将介绍UG NX Motion机构运动仿真的基本原理和操作方法,并通过实例详细说明其应用。
首先,本文将介绍机构运动仿真的基本理论,包括机构运动的分类、运动学和动力学基本概念、运动仿真的基本流程等,以帮助读者更好地理解机构运动仿真的原理和方法。
接着,本文将详细介绍UG NX Motion机构运动仿真的操作方法,包括建立机构模型、定义运动和负载条件、设定仿真参数、运行仿真和分析仿真结果等。
通过这些操作,读者将能够熟练地使用UG NX Motion机构运动仿真工具进行机构设计和优化。
最后,本文将通过实例详细说明UG NX Motion机构运动仿真的应用,包括平面机构、空间机构、连杆机构等。
通过这些实例,读者将能够更加深入地了解UG NX Motion机构运动仿真的能力和优势,为机构设计和优化提供更加有效的支持。
综上所述,《UG NX Motion机构运动仿真基础及实例》将为读者介绍机构运动仿真的基本原理和操作方法,并通过实例详细说明其应用,为机构设计和优化提供有效的工具支持。
- 1 -。
目 录前言第一部分 常用基本机构介绍1.平面连杆机构1)铰链四杆机构2)单移动副四杆机构3)双移动副四杆机构2.凸轮机构1)凸轮机构的组成及特点2)凸轮机构的分类3.齿轮机构1)齿轮机构的组成2)齿轮机构的类型4.轮系1)定轴轮系2)周转轮系3)混合轮系第二部分 运动仿真应用实例例1 雨刷器例2 扇形齿轮做摇杆的停歇送料机构例3 搅拌撒草机构例4 插秧机例5 划桨机构例6 曲柄摇杆与曲柄滑块串接机构例7 齿轮副连接曲柄摇杆与摆动导杆机构例8 利用连杆上一点近似直线轨迹的皮革抛光机构例9 割草机驱动机构例10 双面刀刃割草机驱动机构例11 肘杆夹紧机构1例12 肘杆夹紧机构2例13 双肘杆联动夹紧机构例14 不自锁推拉夹紧机构例15 多轴钻例16 平行四杆机构用于带轮涨紧机构例17 电动机皮带轮涨紧机构例18 平行四杆机构做停歇送料机构例19 六组平行四杆机构例20 梨爪伸缩机构例21 孔销联轴器例22 十字滑块联轴器例23 可逆转坐席机构例24 砂箱翻转机构例25 开关炉门机构例26 前轮转向机构例27 卸料小车挡料板自动开启机构例28 转动导杆与摆动导杆串接机构例29 转动导杆与停歇运转的摆动导杆机构例30 转动导杆切纸机构例31 曲柄摇杆与正弦串接机构例32 曲柄摆动导杆与正弦串接机构例33 曲柄摇块滑块三级机构例34 曲柄摇杆滑块三级机构例35 双曲柄与曲柄滑块串接机构例36 斜直槽双移动副机构例37 摆动导杆与双滑块机构例38 曲柄双滑块机构用于金属丝(片)成型机构例39 偏置曲柄滑块机构(弓锯床运动机构)例40 曲柄滑块与转动导杆串接机构例41 增大滑块行程机构例42 曲柄摇块机构实现近似直线轨迹例43 输出摆杆有停歇的铰链连杆机构例44 双摇杆搬运机构例45 双曲柄与转动导杆串接机构例46 转动导杆机构应用实例例47 机架长度可调的摆动导杆机构例48 摆杆极限位置可调节的铰链六杆机构例49 深拉压力机例50 用转动导杆调节切纸速度的机构例51 输入/输出均为转动的导杆机构例52 输入/输出均为转动的导杆机构应用实例例53 直线运动机构例54 双连杆送料机构例55 可实现单侧停歇的摆动导杆机构例56 从动件在极限位置有较长时间停歇的机构例57 六杆压力机机构例58 双摇杆夹紧机构例59 组合夹紧机构例60 凸轮连杆组合输送薄板机构例61 热合联动机构例62 双凸轮与铰链四杆组合的步进输送机构例63 两个相同的曲柄摇杆组合的步进输送机构例64 输出构件做停歇摆动机构例65 等宽凸轮移动间歇机构例66 蜗轮蜗杆用于挑膜机构例67 齿轮齿条用于拉膜机构例68 风扇摇头机构例69 正反转销驱动摆杆机构例70 翻转机构例71 双偏心轮驱动导杆机构例72 凸轮与转动导杆组合机构例73 切膜(纸)机构例74 气钻行星齿轮机构例75 对开螺母机构例76 齿轮升降机构例77 凸轮调节锥齿轮周转轮系输出轴转速机构例78 凸轮调节输出轴转速机构例79 手动夹爪机构例80 量筒开盖落料机构例81 保持工件姿势不变的运转机构例82 手动搅拌器例83 开门机构例84 摆动式油泵例85 手动双联行星机构例86 双凸轮控制二维移动机构例87 增大凸轮升程角转动导杆机构例88 桨轮机构例89 转动导杆与正弦机构组合的机构例90 电磁夹紧机构例91 夯土机例92 抛光机构例93 四导杆机构例94 增大摆角的摆动导杆机构例95 凸轮齿轮机构例96 螺杆充填机例97 齿轮连杆组合机构例98 两偏心齿轮往复运动机构例99 一组锥齿轮传动机构例100 双发动机速度指示机构例101 后面夹紧机构例102 螺母驱动转动压板夹紧机构例103 翻转压板与楔夹紧机构例104 针孔传动机构例105 齿轮正弦机构例106 送膜机构例107 封膜机构例108 固定槽凸轮与摆动从动杆机构例109 移动夹紧机构例110 凸轮夹紧机构例111 可调行程的凸轮绕线机构例112 开袋热合机构例113 开锁机构例114 切膜机构例115 摆动齿轮行星减速机构例116 单万向联轴器例117 双万向联轴器例118 有缺口的齿轮传动机构例119 直线导轨组合机构例120 装载机例121 从动件在极限位置有较长停歇的机构例122 移动导杆有单侧停歇的机构例123 输出摆杆有双侧停歇的机构例124 连杆上一点直线轨迹平行于机架的四杆机构例125 车制椭圆机构例126 调整刀具车制八边形机构例127 加工卵形零件的车床夹具例128 机床尾座运动机构例129 双摆杆挠性件差动机构(抛磨机)例130 平衡吊直线引导机构例131 热合夹紧机构例132 实现精确直线行星轮系连杆机构例133 实现精确直线移动的双滑块机构例134 无导轨虎钳例135 主从动轴线重合的齿轮连杆机构例136 深拉压力机机构例137 齿轮-连杆组合机构例138 带轮驱动的导杆机构例139 带固定凸轮的凸轮连杆机构例140 移动导杆近似等速移动机构例141 锁扣眼机构例142 摆动式飞剪机构例143 封罐机例144 可变节距扭绞金属线机构例145 连轧机差动减速器例146 导杆行星齿轮组合机构例147 调位-对中机构例148 拉膜辊调节机构例149 齿轮-螺旋差动机构例150 用行星齿轮实现微量进给机构例151 宽三角带式机械无级调速器例152 直线引导机构例153 平行钳口的夹钳例154 简易平口钳例155 滑槽杠杆式抓取机构结构1例156 滑槽杠杆式抓取机构结构2例157 连杆杠杆式抓取机构结构1例158 连杆杠杆式抓取机构结构2例159 连杆杠杆式抓取机构结构3例160 平板式抓取机构例161 平面平行移动连杆式抓取机构例162 手臂伸屈机构例163 圆锥齿轮行星机构机械手1例164 圆锥齿轮行星机构机械手2例165 开袋机构机械设计实用机构运动仿真图解朱金生 凌云 编著電子工業出版社Publishing House of Electronics Industry 北京·BEIJING本书是作者多年实践经验的结晶,通过对精选的典型实用运动机构的三维仿真、图解、分析,让读者轻松、快速掌握其运动原理、特点,开拓设计思路,在工作中举一反三。
机构仿真是PROE的功能模块之一。
PROE能做的仿真内容还算比较好,不过用好的兄弟不多。
当然真正专做仿真分析的兄弟,估计都用Ansys去了。
但是,Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。
所以,学会PROE的仿真,在很多时候还是有用的。
我再发一份学习笔记,并整理一下,当个基础教程吧。
希望能对学习仿真的兄弟有所帮助。
术语创建机构前,应熟悉下列术语在PROE中的定义:主体(Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件,主体内DOF=0。
连接(Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。
自由度(Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。
连接的作用是约束主体之间的相对运动,减少系统可能的总自由度。
拖动(Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。
动态(Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。
执行电动机(Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。
齿轮副连接(Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。
基础(Ground) - 不移动的主体。
其它主体相对于基础运动。
机构(Joints) - 特定的连接类型(例如销钉机构、滑块机构和球机构)。
运动(Kinematics) - 研究机构的运动,而不考虑移动机构所需的力。
环连接(Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。
运动(Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。
放置约束(Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。
回放(Playback) - 记录并重放分析运行的结果。
伺服电动机(Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。
可在机构或几何图元上放置电动机,并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。
LCS - 与主体相关的局部坐标系。
LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。
UCS - 用户坐标系。
WCS - 全局坐标系。
组件的全局坐标系,它包括用于组件及该组件内所有主体的全局坐标系。
运动分析的定义在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下,模拟机构的运动。
运动分析不考虑受力,它模拟除质量和力之外的运动的所有方面。
因此,运动分析不能使用执行电动机,也不必为机构指定质量属性。
运动分析忽略模型中的所有动态图元,如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等,所有动态图元都不影响运动分析结果。
如果伺服电动机具有不连续轮廓,在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续,如果不能使其轮廓连续,则此伺服电机将不能用于分析。
使用运动分析可获得以下信息:几何图元和连接的位置、速度以及加速度元件间的干涉机构运动的轨迹曲线作为Pro/ENGINEER 零件捕获机构运动的运动包络运动分析工作流程创建模型:定义主体,生成连接,定义连接轴设置,生成特殊连接检查模型:拖动组件,检验所定义的连接是否能产生预期的运动加入运动分析图元:设定伺服电机准备分析:定义初始位置及其快照,创建测量分析模型:定义运动分析,运行结果获得:结果回放,干涉检查,查看测量结果,创建轨迹曲线,创建运动包络装入元件时的两种方式:机构连接与约束连接向组件中增加元件时,会弹出“元件放置”窗口,此窗口有三个页面:“放置”、“移动”、“连接”。
传统的装配元件方法是在“放置”页面给元件加入各种固定约束,将元件的自由度减少到0,因元件的位置被完全固定,这样装配的元件不能用于运动分析(基体除外)。
另一种装配元件的方法是在“连接”页面给元件加入各种组合约束,如“销钉”、“圆柱”、“刚体”、“球”、“6DOF”等等,使用这些组合约束装配的元件,因自由度没有完全消除(刚体、焊接、常规除外),元件可以自由移动或旋转,这样装配的元件可用于运动分析。
传统装配法可称为“约束连接”,后一种装配法可称为“机构连接”。
约束连接与机构连接的相同点:都使用PROE的约束来放置元件,组件与子组件的关系相同。
约束连接与机构连接的不同点:约束连接使用一个或多个单约束来完全消除元件的自由度,机构连接使用一个或多个组合约束来约束元件的位置。
约束连接装配的目的是消除所有自由度,元件被完整定位,机构连接装配的目的是获得特定的运动,元件通常还具有一个或多个自由度。
“元件放置”窗口:机构连接的类型机构连接所用的约束都是能实现特定运动(含固定)的组合约束,包括:销钉、圆柱、滑动杆、轴承、平面、球、6DOF、常规、刚性、焊接、槽,共11种。
销钉:由一个轴对齐约束和一个与轴垂直的平移约束组成。
元件可以绕轴旋转,具有1个旋转自由度,总自由度为1。
轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向;平移约束可以是两个点对齐,也可以是两个平面的对齐/配对,平面对齐/配对时,可以设置偏移量。
圆柱:由一个轴对齐约束组成。
比销钉约束少了一个平移约束,因此元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移,具有1个旋转自由度和1个平移自由度,总自由度为2。
轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向。
滑动杆:即滑块,由一个轴对齐约束和一个旋转约束(实际上就是一个与轴平行的平移约束)组成。
元件可滑轴平移,具有1个平移自由度,总自由度为1。
轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面,可反向。
旋转约束选择两个平面,偏移量根据元件所处位置自动计算,可反向。
轴承:由一个点对齐约束组成。
它与机械上的“轴承”不同,它是元件(或组件)上的一个点对齐到组件(或元件)上的一条直边或轴线上,因此元件可沿轴线平移并任意方向旋转,具有1个平移自由度和3个旋转自由度,总自由度为4。
平面:由一个平面约束组成,也就是确定了元件上某平面与组件上某平面之间的距离(或重合)。
元件可绕垂直于平面的轴旋转并在平行于平面的两个方向上平移,具有1个旋转自由度和2个平移自由度,总自由度为3。
可指定偏移量,可反向。
球:由一个点对齐约束组成。
元件上的一个点对齐到组件上的一个点,比轴承连接小了一个平移自由度,可以绕着对齐点任意旋转,具有3个入旋转自由度,总自由度为3。
6DOF:即6自由度,也就是对元件不作任何约束,仅用一个元件坐标系和一个组件坐标系重合来使元件与组件发生关联。
元件可任意旋转和平移,具有3个旋转自由度和3个平移自由度,总自由度为6。
刚性:使用一个或多个基本约束,将元件与组件连接到一起。
连接后,元件与组件成为一个主体,相互之间不再有自由度,如果刚性连接没有将自由度完全消除,则元件将在当前位置被“粘”在组件上。
如果将一个子组件与组件用刚性连接,子组件内各零件也将一起被“粘”住,其原有自由度不起作用。
总自由度为0。
焊接:两个坐标系对齐,元件自由度被完全消除。
连接后,元件与组件成为一个主体,相互之间不再有自由度。
如果将一个子组件与组件用焊接连接,子组件内各零件将参照组件坐标系发按其原有自由度的作用。
总自由度为0。
槽:是两个主体之间的一个点----曲线连接。
从动件上的一个点,始终在主动件上的一根曲线(3D)上运动。
槽连接只使两个主体按所指定的要求运动,不检查两个主体之间是否干涉,点和曲线甚至可以是零件实体以外的基准点和基准曲线,当然也可以在实体内部。
机构连接类型:约束连接:常规:也就是自定义组合约束,可根据需要指定一个或多个基本约束来形成一个新的组合约束,其自由度的多少因所用的基本约束种类及数量不同而不同。
可用的基本约束有:匹配、对齐、插入、坐标系、线上点、曲面上的点、曲面上的边,共7种。
在定义的时候,可根据需要选择一种,也可先不选取类型,直接选取要使用的对象,此时在类型那里开始显示为“自动”,然后根据所选择的对象系统自动确定一个合适的基本约束类型。
常规—匹配/对齐:对齐)。
单一的“匹配/对齐”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“匹配/对齐”约束的不完整约束,再转换为机构约束后变为“平面”连接。
这两个约束用来确定两个平面的相对位置,可设定偏距值,也可反向。
定义完后,在不修改对象的情况下可更改类型(匹配常规—插入:选取对象为两个柱面。
单一的“插入”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“插入”约束的不完整约束,再转换为机构约束后变为“圆柱”连接。
常规—坐标系:选取对象为两个坐标系,与6DOF的坐标系约束不同,此坐标系将元件完全定位,消除了所有自由度。
单一的“坐标系”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“坐标系”约束的完整约束,再转换为机构约束后变为“焊接”连接。
常规—线上点:选取对象为一个点和一条直线或轴线。
与“轴承”等效。
单一的“线上点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“线上点”约束的不完整约束,再转换为机构约束后变为“轴承”连接。
常规—曲面上的点:选取对象为一个平面和一个点。
单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后,变为只有一个“曲面上的点”约束的不完整约束,再转换为机构约束后仍为单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束。
常规—曲面上的边:选取对象为一个平面/柱面和一条直边。
单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束不能转换为约束连接。
自由度与冗余约束自由度(DOF)是描述或确定一个系统(主体)的运动或状态(如位置)所必需的独立参变量(或坐标数)。
一个不受任何约束的自由主体,在空间运动时,具有6个独立运动参数(自由度),即沿XYZ三个轴的独立移动和绕XYZ三个轴的独立转动,在平面运动时,则只具有3个独立运动参数(自由度),即沿XYZ三个轴的独立移动。
主体受到约束后,某些独立运动参数不再存在,相对应的,这些自由度也就被消除。
当6个自由度都被消除后,主体就被完全定位并且不可能再发生任何运动。
如使用销钉连接后,主体沿XYZ三个轴的平移运动被限制,这三个平移自由度被消除,主体只能绕指定轴(如X轴)旋转,不能绕另两个轴(YZ轴)旋转,绕这两个轴旋转的自由度被消除,结果只留下一个旋转自由度。
冗余约束指过多的约束。
在空间里,要完全约束住一个主体,需要将三个独立移动和三个独立转动分别约束住,如果把一个主体的这六个自由度都约束住了,再另加一个约束去限制它沿X轴的平移,这个约束就是冗余约束。
合理的冗余约束可用来分摊主体各部份受到的力,使主体受力均匀或减少磨擦、补偿误差,延长设备使用寿命。
冗余约束对主体的力状态产生影响,对主体的对运动没有影响。
因运动分析只分析主体的运动状况,不分析主体的力状态,在运动分析时,可不考虑冗余约束的作用,而在涉及力状态的分析里,必须要适当的处理好冗余约束,以得到正确的分析结果。
系统在每次运行分析时,都会对自由度进行计算。
并可创建一个测量来计算机构有多少自由度、多少冗余。