基于COSM0SMotion软件的机构动态仿真与应用
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SolidWorksMotion虚拟样机运动仿真
应用场景：复杂运动副常用于模拟具有复杂运动关系的机械系统，例如多轴联动数 控机床、机器人手臂等。
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
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
基于COSMOSMotion的反转摆动从动盘形凸轮机构运动仿真
关 键 词 ：ＣＯＳ ＯＳ ｔ ｎ Ｍ Ｍｏｉ ；反 转 摆 动 ； 从 动 件 盘 形 凸轮 ；仿 真 ｏ
中图分类 号 ：Ｔ １．；Ｔ ３ 文献标 识码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／．ｓ．０ ２ ６ ７ ． １ ． ．４ Ｈ１２２ Ｐ ９ ｏ： ． ９ｉｓｎ１ ０ — ６ ３２ ００ ０ ８ １ ９ ｉ ０ ４
ｄ ｓｇ ｓｉ ｐ ｏ ｄ ｅ ｉ ｎ ｉ ｍ ｒ ｖｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＣＯ Ｓ Ｏ Ｓ ｏ ｉｎ；ｒ ｖ ｒｅｓ ｎｇ； ｃ ｍ ｅ ｈ ｎｓ ； ｅ ｕａｉｎ Ｍ Ｍ ｔｏ ｅ ｅ ｓ ｗｉ ａ ｍ ｃ ａ ｉｍ ｍ ｌｔｏ
０ 引言
运 动 机 构 的 虚 拟 仿 真 己成 为 机 械 设 计 创 新 的有 力 工 具 ，运 用 虚 拟 仿 真 可 以 提 高 产 品 设 计 的 直 观 性 和 生 动 性 ，增 强 产 品 的 竞 争 力 。Ｓ ｌ Ｗｏｋ ｏｉ ｒｓ软 件 是 一 优 秀 的 三 ｄ
Ｅｍ ｕｌ ｉ ｎ ｆＲｅ ｅ ｓ ａｔｏ ｏ ｖ ｒ ｅ Ｓｗｉ ｉ ｅ ｎｇ Ｄｒ ｖ ｎ Ｃａｍ ｅ ｈ ｉｍ ｏ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ｃ ａｎ ｓ Ｍ ｔｏ ｓ ｄ ｏ Ｃ０ＳＭ ＯＳ ｏ ｉ Ｍ ｔｏｎ
ＳＵＮ ｏ Ｒｕ ，ＳＵＮ ｉＢｉ Ｚｈ ｏ— ｉ Ｇｕ－ ｎ，ＬＩＣｈ ａ Ｈｏ ｇ， ｕ ｎ－ ｎ Ｕ ｕ Ｂｉ Ｘｉ－ ｎ，ＬＩＹｉｇ ｎ
摆 动 从 动 件 盘 形 凸 轮 机 构 ．运 用 ＣＯＳ ＯＳ ｏｉｎ运 动 仿 真 软 件 对 反 转 摆 动 从 动 件 盘 形 凸 轮 机 构 进 Ｍ Ｍ ｔ ｏ
行 了运 动仿 真 ，得 出 了从 动件 摆杆 顶 尖 的运动 和 力 学曲线 ，对 曲线进 行 了一 定 的推 理 分析 ，为进 一 步的 外形 尺寸 和机 构参数 的 改进奠 定 了理论基 础 。 Leabharlann Ｊｕｙ． ０１ ｌ， ２ ０
中图分类 号 ：Ｔ １．；Ｔ ３ 文献标 识码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／．ｓ．０ ２ ６ ７ ． １ ． ．４ Ｈ１２２ Ｐ ９ ｏ： ． ９ｉｓｎ１ ０ — ６ ３２ ００ ０ ８ １ ９ ｉ ０ ４
ｄ ｓｇ ｓｉ ｐ ｏ ｄ ｅ ｉ ｎ ｉ ｍ ｒ ｖｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＣＯ Ｓ Ｏ Ｓ ｏ ｉｎ；ｒ ｖ ｒｅｓ ｎｇ； ｃ ｍ ｅ ｈ ｎｓ ； ｅ ｕａｉｎ Ｍ Ｍ ｔｏ ｅ ｅ ｓ ｗｉ ａ ｍ ｃ ａ ｉｍ ｍ ｌｔｏ
０ 引言
运 动 机 构 的 虚 拟 仿 真 己成 为 机 械 设 计 创 新 的有 力 工 具 ，运 用 虚 拟 仿 真 可 以 提 高 产 品 设 计 的 直 观 性 和 生 动 性 ，增 强 产 品 的 竞 争 力 。Ｓ ｌ Ｗｏｋ ｏｉ ｒｓ软 件 是 一 优 秀 的 三 ｄ
Ｅｍ ｕｌ ｉ ｎ ｆＲｅ ｅ ｓ ａｔｏ ｏ ｖ ｒ ｅ Ｓｗｉ ｉ ｅ ｎｇ Ｄｒ ｖ ｎ Ｃａｍ ｅ ｈ ｉｍ ｏ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ｃ ａｎ ｓ Ｍ ｔｏ ｓ ｄ ｏ Ｃ０ＳＭ ＯＳ ｏ ｉ Ｍ ｔｏｎ
ＳＵＮ ｏ Ｒｕ ，ＳＵＮ ｉＢｉ Ｚｈ ｏ— ｉ Ｇｕ－ ｎ，ＬＩＣｈ ａ Ｈｏ ｇ， ｕ ｎ－ ｎ Ｕ ｕ Ｂｉ Ｘｉ－ ｎ，ＬＩＹｉｇ ｎ
摆 动 从 动 件 盘 形 凸 轮 机 构 ．运 用 ＣＯＳ ＯＳ ｏｉｎ运 动 仿 真 软 件 对 反 转 摆 动 从 动 件 盘 形 凸 轮 机 构 进 Ｍ Ｍ ｔ ｏ
行 了运 动仿 真 ，得 出 了从 动件 摆杆 顶 尖 的运动 和 力 学曲线 ，对 曲线进 行 了一 定 的推 理 分析 ，为进 一 步的 外形 尺寸 和机 构参数 的 改进奠 定 了理论基 础 。 Leabharlann Ｊｕｙ． ０１ ｌ， ２ ０
基于COSMOSMotion的机械臂三维虚拟仿真
3 Sol i dwor ks 实体建模
3． 1模拟方 案的确 定 S0l i d们r ks 所具有的3D核心实体建模、cos MOSmot i on以
文章编号： 100l 一3997( 20l O) 12— 0092一03
机械设计与制造
Machi ner y Desi gn ＆ Ma nuf a c t ur e
第12期 2010年12月
基 于 COSMOSMot i on的 机 械 臂 三 维 虚 拟 仿 真
刘志林苏丽 ( 哈尔滨工程大学自动化学院，哈尔滨150001) Thr ee—di menSi OnaI Vi r t uaI Si muI a t i On f Or mani puI at Or bas ed On COSMOSMOt i On
的运 动学和动 力学仿 真，得到 机构中 各零部件 的运动 数据，分 析 机构中零件的位移、速度、加速度 、作用力与反作用力等，并以图 形、动画、表格等多种形式输出运算结果。总之，c os Mos Mot i on 功能强大，求解可靠，仿真结果与 实际情况十分吻合，完全能够满 足用户对运动仿真的各种需求圈。
化，2006( 9) 6 Wi l l i 姗El Honey，Moh锄me d Ja吣hi di l ROB伊—Sl M：Aoboti c8 8i mul 鲥∞
en“∞nment 0n pe玛orl al comp ut e瑁l Robot i cs 肌d Aut ono咖 岫Sys t e吣， 1992( 19) ： 171_179
本文以 蒸汽发生器 检修机械臂 为对象进行虚 拟仿真，寻 求以
solidwor k8为 工具 自 Ⅻ更 简 便、 高效 的 阢唧 }没 计 盛戮 【仿 真 的方 法 。
3． 1模拟方 案的确 定 S0l i d们r ks 所具有的3D核心实体建模、cos MOSmot i on以
文章编号： 100l 一3997( 20l O) 12— 0092一03
机械设计与制造
Machi ner y Desi gn ＆ Ma nuf a c t ur e
第12期 2010年12月
基 于 COSMOSMot i on的 机 械 臂 三 维 虚 拟 仿 真
刘志林苏丽 ( 哈尔滨工程大学自动化学院，哈尔滨150001) Thr ee—di menSi OnaI Vi r t uaI Si muI a t i On f Or mani puI at Or bas ed On COSMOSMOt i On
的运 动学和动 力学仿 真，得到 机构中 各零部件 的运动 数据，分 析 机构中零件的位移、速度、加速度 、作用力与反作用力等，并以图 形、动画、表格等多种形式输出运算结果。总之，c os Mos Mot i on 功能强大，求解可靠，仿真结果与 实际情况十分吻合，完全能够满 足用户对运动仿真的各种需求圈。
化，2006( 9) 6 Wi l l i 姗El Honey，Moh锄me d Ja吣hi di l ROB伊—Sl M：Aoboti c8 8i mul 鲥∞
en“∞nment 0n pe玛orl al comp ut e瑁l Robot i cs 肌d Aut ono咖 岫Sys t e吣， 1992( 19) ： 171_179
本文以 蒸汽发生器 检修机械臂 为对象进行虚 拟仿真，寻 求以
solidwor k8为 工具 自 Ⅻ更 简 便、 高效 的 阢唧 }没 计 盛戮 【仿 真 的方 法 。
基于SimuWorks的船舶动力系统半实物仿真平台
船舶动力系统半实物仿真平台结构图管理主机设置训练的船型后，针对相应的训练课目，将船舶1号通风机电源2号通风机电源启 动停 止启 动停 止图4 操控人机交互界面图5 动力管系人机交互界面4 基于PLC的协同控制利用KingView实现船舶动力系统半实物仿真平台硬件设备系统的监控，可减少功能的细节实现和监控程序的架构关心，开发人员只要将组态功能予以组合并且赋予特殊的逻辑就能实现想要的功能。
平台开发过程中，首先需要的人机交互界面，其次定义所需的外部设备，然后定义内存变量和I/O变量。
内存变量用于服务于程序本身的运行，I/O变量则负责与外部设备进行数据交互。
PLC控制器从盘台中采集数据，存于实时数据库中，并将数据的变化发送给人机交互界面用动画的方式形象地表示出来；对控制设备输入信号，经仿真软件进行逻辑判断及仿真计算，通过PLC智能控制技术今 日 自 动 化34 ｜ 2021.1 今日自动化Intelligent control technologyAutomation Today2021年第1期2021 No.1SH753型管道式烘丝机利用气流干燥原理，靠短时高温的作用去除梗丝内多余的水分，使其膨胀的体积固定下来，使处理后的叶丝水份达到11%~14%，填充值大于6.0 cm 3/g ，以满足卷烟工艺要求。
1 原理简介气流干燥烘丝机的欧宝燃烧炉由炉本体、燃烧器、助燃风机、电气控制系统组成，在整个工艺加工流程中，燃烧炉提供烘丝所需要的热能。
设备使用要求：炉内温度高于100 ℃时，必须使用空压气进行冷却，保证燃烧器点火头部位（即火焰探测器）不至于长期处在在高温环境下，延长火焰探测器的使用寿命。
因此，炉头空压系统是烘丝机的稳定运行的保障，对其的维护至关重要。
2 原因分析位于梗线SH753烘丝机端部的燃烧器，其炉头部位工作温度要求为80 ℃，生产过程通过人工开取手动阀持续供给空压气进行冷却，使炉头温度在80 ℃上下浮动且不超过100 ℃，以保证烘丝机稳定运行。
COSMOSMotion中文教程
Planar平面副
方向
轴2
连接点
轴1
原点
约束1个旋转，3个移动自由度
约束2个旋转， 1个移动自由度
Slide 15
常用的运动副类型
Fixed固定副 Screw螺旋副
移动和旋转轴
螺距
原点
约束3个旋转，3个移动自由度
约束1个自由度
2个构件可以不平行于移动和旋转轴，但2个构件的Z轴 应该平行且方向一致。
e 5
机构运动分析用户界面一览
Motion 力
Slide 6
机构运动分析用户界面一览
Slide 7
机构运动分析下拉菜单
Slide 8
选项对话框 - World
设置力和时间的单位
指定重力加速度，或者点击地 球图标重新设置重力加速度
在整体坐标系中快速指定重力 的方向
Slide 9
选项对话框 – 显示
Slide 2
机构运动分析 用户界面
下拉菜单 Motion 工具条
Motion 浏览器
Slide 3
机构运动分析用户界面一览
Motion 零件
指定可动的和固定的零件，并从零件中 定义主运动物体。
不考虑质量属性，定义零件初始的状态。
Slide 4
机构运动分析用户界面一览
Motion Joints
COSMOS/Motion 机构运动分析用户培训
目
COSMOS/Motion 用户界面............................................... 3 COSMOS/Motion 下拉菜单............................................... 8 选项对话框......................................................................... 9 基本连接类型 ................................................................... 13 Constraint Mapping ....................................................... 14 IntelliMotion Builder - Four bar Exercise .......................... 17 IntelliMotion Browser - Four bar Exercise ........................ 25 Joint Definition............................................................... 30 Piston Model for manual joint definition Exercise ............ 34 Joint Definition – Motion............................................... 42 Plotting Results in SolidWorks..................................... 47 Scissors Lift Exercise....................................................... 49 Linear Springs................................................................ 54 Linear Dampers.............................................................. 55 Torsional Springs .......................................................... 56 Torsional Dampers ........................................................ 57 Door Exercise .................................................................. 58 Governor Exercise ........................................................... 66 Applied Force................................................................. 71 Applied Moment............................................................. 72 Action/Reaction Force................................................... 73 Action/Reaction Moment............................................... 74 Impact Force .................................................................. 75 Electromechanical Switch Exercise ................................. 79 Punch Exercise................................................................ 86
平面六杆机构运动特性的解析算法及COSMOSMotion仿真
法和解 析法 。图解 法 形 象直 观 ， 作 图较 烦 琐 ， 但 运动 分 析 精 度低 ； 验法需 要 有专 门 的仪 器设 备 ； 析法 虽 然 需 要 实 解 建立复 杂 的数 学关 系 式 ， 算 工 作 量大 ， 其运 动分 析 精 计 但 度高 。随着计 算机仿 真 技 术 的 运用 及 软 硬 件技 术 的飞 速 发展 ， 各种 三维 机械 设 计 软件 应 运 而 生 ， 中 Ｓ ｌ Ｗｏｋ 其 ｏｉ ｒ ｓ ｄ 中的 Ｃ ＭＯＳ ｔ ｎ运 动 仿 真 模 块 ， 仅 其 内 嵌 ＡＤ— ＯＳ Ｍｏｉ ｏ 不 ＡＭＳ解算 器 ， 且 操 作 简 单 ， 获 得 构 件 的各 种 运 动 曲 而 可 线 。如果 将 连 杆 机 构 运 动 特 性 的 解 析 算 法 与 Ｃ ＭＯ— ＯＳ Ｓ ｔ ｎ运 动仿 真结合 起来 研究 ， 方 面 可 以验 证解 析 法 Ｍｏｉ ｏ 一 中所建立 的数 学模 型 的正确性 ， 另一方 面可 以动 态 地观 察 连 杆机构 的运 动状况 ， 证 机 构设 计 的合 理性 ， 早 地 发 验 尽 现 问题 ， 且通过 修 改仿 真 模 型 的参 数 ， 速地 修 改 和 优 而 快
中， 知 曲柄 １ 已 长 度 为 、 杆 连 ２长 度 为 ｚ、摇 、 杆 ３长 度 为 Ｚ， 、 机 架 ４ 长 度 为
、
构是否 满足 工作性 能要求 ， 机构 是否 发生运 动干 涉等 。
传 统 的平 面 连 杆 机 构 的运 动 分 析 方 法 有 图 解 法 、 验 实
平面 连杆机 构是 由若 干 刚性 构 件用 低 副 （ 回转 副 、 移 动副 ） 联接 而成 的一 种机构 ， 主要 优点 是 结构 简单 、 其 制造 容易 、 工作 可靠 ， 能 够实 现 多 种 运 动规 律 和 运 动轨 迹 的 且
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COSMOSMotion与MATLAB的机器人运动学仿真
随 着 工 业 技 术 的 不 断 发 展 ．越 来 越 多 的 工 业 机 器 人 被用 于完 成搬 运 、 涂 、 焊 、 工 等工 作 。然 而 ， 喷 弧 加 由 于 机 器 人 是 一 种 比 较 昂 贵 的设 备 。 因 此 对 机 器 人 的 运 动 仿真 显得 非 常重 要 ， 于验 证机 器 人 真实 工作 情况 、 对 工 作空 间及 路径 规 划等都 具 有重要 意 义 。 本 文 研 究 了 日本 安 川 Ｉ电 机 生 产 的 Ｍ０Ｔ ＯＭＡＮ— ＨＰ ０ ６型 机 器 人 的 正 向 运 动 学 和 逆 向 运 动 学 ， 别 ２ Ｄ一 分 对 机 器 人 进 行 点 到 点 轨 迹 规 划 和 连 续 路 径 运 动 轨 迹 规 划 ， ＣＯＳ 在 ＭＯＳ ｔ ｎ 中 进 行 运 动 学 仿 真 ， 据 仿 真 结 Ｍｏｉ ｏ 根
０
．
Ｐ ａ Ｐｙ ｙ Ｐ：
０
一
＿ 一 ３ ４ ５ ｌ ２
。
ｒ４
（ ２）
０
０ Ｏ
１
２）１ ８ １ ／ １
机械制造 ４ 卷 第 ５４ ９ ６ 期
０ ０
ｄ ３／ ｌ （０
一
０
ｌ
式 中 ：￣ ｏ ；＝ ｉ 。 将 表 １中 的 参 数 代 入 式 （） 可 得 ｅ ｅ ｓ ｓ ｓｎ １中
１２３４５６ 的 值 ［ 表 中 ： 为 两 连 杆 的 夹 角 ； 两 ，，，，， ） 。 ｄ为 连 杆 的 距 离 ；４ 连 杆 的 长 度 ； 为 连 杆 的 扭 转 角 。 ｏ为
机 器人 运 动 学 方 程是 研 究 机 器人 运 动 学 的基 础 ． 正 向 运 动 学 和 逆 向 运 动 学 都 是 通 过 机 器 人 运 动 学 方 程
SolidworksMotion机构运动仿真与分析
Solidworks机构运动仿真与分析SolidworksMotion有限元分析广泛应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。
其作用是：确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本; 在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题; 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费; 是产品设计研发的核心技术，SolidworksMotion机构运动仿真与分析机械也被应用于机械设计中。
看板网拥有超过数十年的Solidworks有限元分析项目经验和培训经验。
我们知道，机械制造工业水平的高低直接代表了了该国家或地区的经济、科技、国防等方面水平的高低。
传统的机械设计主要以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动伟特种的设计方法，存在着设计周期长、人为影响因数多、稳定性和可靠性差等一系列问题。
计算机辅助设计在现代机械设计中应用，不仅可以借助一些仿真软件，可以在设计过程中即可分析出机构、设备的薄弱点、干涉区域等等一些传统设计方法无法实现的功能。
还可以有效的缩短设计周期。
Solidworks Motion是一个虚拟原型机仿真工具，对浮渣机械系统能实现全面的动力学和运动学仿真，并可得到系统中零件的作用力、反作用力、速度、加速度以及位移等运动参数。
并且输出结果能以动画、图形以及表格等多种形式表示。
此外，在复杂运动情况下，还能在其他有限元分析软件中输入零部件的复杂载情况，从而能对其结构和强度进行准确的分析。
Solidworks Motion支持同轴心配合、铰链配合、点对点重合配合、锁定配合、面对面的重合配合、万向节配合、螺旋配合、点在轴线上的重合配合、平行配合、垂直配合的配合约束等多种配合。
Solidworks Motion可分别按速度、位移和加速度配合时间、循环角度和角速度可以定义相对简单的运动，另外，该软件也完全支持比如立方样条曲线、线『生曲线、Akima样条曲线，这样就可以定义较复杂的运动。
基于SolidWorks的曲柄压力机滑块运动特性与曲轴刚度的分析
加速度 a / ( mm / s2 )
利用 SolidWorks 的 Motion 模 块， 在 曲 轴 与连 杆 连接部位和连杆 与 滑 块 连 接 部 位 添 加 转 动 副， 滑块 与 机 架 部 位 添 加 滑 动 副， 设定运动分析时间为 1． 4 s， 在 曲 轴 端 部 添 加 Motion 虚 拟 旋 转 驱 动机， 根 据 JB1395 —74 标准规定的 JB23 —ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3 开 式曲 柄压 力
第 33 卷第 5 期 2012 年 10 月
华
北
水
利
水
电
学
院
学
报
Vol. 33 No. 5 Oct． 2012
Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power
文章编号: 1002 － 5634 ( 2012 ) 05 － 0067 － 05
［8 ］
求出积分， 并将公式化简， 可得 Fg 1 3 1 δ = L + ( 3 L2 r + 3 Lr2 + r3 ) + 2 E 3 I1 3 I2
[
1 ( 5 L4 r3 b + 12 L3 r2 b2 + 3 L4 r4 b4 ) + 3 I2 1 3 2 2 ( 10 L4 rb2 L3 a + 5L r b La ) 3 I3 I1 =
68
华
北
水
利
水
电
学
院
学
报
2012 年 10 月
种方法: 图解法和 解 析 法． 图 解 法 因 其作 图、 计算 工 ， ， ， 作量较大 计算精度 不 理 想 耗 时 较 长 在实 际 工程 设计应用中有较大 的 局限 性 ． 解 析 法 计算 精度 较 图解法高， 其缺点是计算量过大， 重复计算易导致设 计出错
动态模拟与仿真
▪ 并行计算与高性能计算
1.并行计算：利用并行计算技术，可以将大规模模拟任务分配 给多个计算节点同时进行，大幅提高计算效率。 2.高性能计算：利用高性能计算设备，可以处理更复杂的模型 和更大的数据量，进一步提升模拟的精度和效率。
动态模拟与仿真的关键技术
▪ 可视化技术与用户交互
1.数据可视化：通过可视化技术，可以将模拟结果以直观的方 式呈现给用户，便于用户理解和分析。 2.用户交互：提供良好的用户交互界面，可以让用户方便地设 置参数、观察结果、调整模型，提高用户体验。
智能交通
1.在智能交通系统中，动态模拟与仿真可用于交通流量管理、路况预测和信号控制优化。 2.通过模拟不同交通场景，评估交通规划方案的有效性，提高道路通行效率。 3.结合车联网技术，实现智能交通系统的智能化和自适应。
动态模拟与仿真的应用领域
▪ 能源系统
1.动态模拟与仿真在能源系统中的应用主要包括电源调度、电网优化和新能源接入。 2.通过模拟能源系统的运行，提高电源的稳定性和经济性。 3.结合大数据技术，实现能源系统的智能化管理和预测。
动态模拟与仿真
目录页
Contents Page
1. 动态模拟与仿真简介 2. 动态模拟与仿真的应用领域 3. 动态模拟与仿真的基本原理 4. 动态模拟与仿真的关键技术 5. 动态模拟与仿真的建模过程 6. 动态模拟与仿真的软件工具 7. 动态模拟与仿真的案例分析 8. 动态模拟与仿真的未来展望
动态模拟与仿真
动态模拟与仿真的软件工具
▪ COMSOLMultiphysics
SOLMultiphysics是一款多物理场仿真软件，具有强大的动态模拟和仿真功能。该软件可以进行多种物理场 的耦合模拟，如电磁场、流体动力学、热传导等。 SOLMultiphysics具有丰富的材料库和边界条件设置，可以根据实际需求进行精确模拟。同时，该软件支持 多种网格划分和求解器选择，以保证计算精度和效率。 SOLMultiphysics具有良好的用户界面和前后处理功能，方便用户进行操作和数据分析。同时，该软件还支 持多种编程语言接口，方便用户进行二次开发和定制化应用。 以上介绍了Ansys、Simulink和COMSOLMultiphysics三款动态模拟与仿真软件工具的。这些软件工具在各自领域 具有广泛的应用和认可，可以根据实际需求选择合适的工具进行动态模拟与仿真分析。
大学生经典ppt模板
讲解：刘江坤
基于Solidworks的常用机构模型仿真
目 录
项 目 简 介
立 项 依 据
1 2 3
实 施 方 案
特 色 创 新
Page 2
4
项目简介——团队介绍
刘江坤
专业：机械电子工程 特长：论文撰写、三维 绘图
蔡登峰
专业：机械电子工程 特长：三维绘图、视频 制作
潘振
专业：机械电子工程 特长：仿真模拟、理论 分析
所绘制和图库以及生成的演示视频可提供给教师及学生参 考使用，更易于交流，也可加深同学们对机械零件及相关 结构模型工作原理的理解。
本项目的实施将大大提高三维设计的 建模能力、分析能力、动手能力和 解决实际问题的能力。
Page 8
实施方案
相关软件的学习，相关资 料的收集，查阅相关工程 文献，并集中收集、整理。
Page 4
项目简介——项目流程
连杆机构 凸轮机构 齿轮机构
SolidWorks 平台
制图组件
Animator插件
COSMOSMotion插件
二维平面图
旋转、爆炸视图
模拟仿真视频
研究报告、论文
Page 5
项目简介——研究对象
齿轮机构
凸轮机构
连杆机构
Page 6
立项依据——现状分析
世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统 全球装机量最大、最好用的软件 涉及全球100多个国家的约3万1千家企业
机械原理是机械工程的基础 机械原理课程对于培养学生的创造思维和创 新设计能力是至关重要的。
目前教学中大部分涉及到常用机构的理论课 程中都以平面静态演示 学生课上难以理解，课下没有综合的参考方 案
机构运动仿真分析，可以对机械工程中的复杂机构 实现精确的运动分析，是机械设计和评价机械运动 的基础，在实际制造前利用零件的三维数字模型进 行机构运动仿真已成为现代CAD工程中的一个重要方 向及课题。
基于Solidworks的常用机构模型仿真
目 录
项 目 简 介
立 项 依 据
1 2 3
实 施 方 案
特 色 创 新
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4
项目简介——团队介绍
刘江坤
专业：机械电子工程 特长：论文撰写、三维 绘图
蔡登峰
专业：机械电子工程 特长：三维绘图、视频 制作
潘振
专业：机械电子工程 特长：仿真模拟、理论 分析
所绘制和图库以及生成的演示视频可提供给教师及学生参 考使用，更易于交流，也可加深同学们对机械零件及相关 结构模型工作原理的理解。
本项目的实施将大大提高三维设计的 建模能力、分析能力、动手能力和 解决实际问题的能力。
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实施方案
相关软件的学习，相关资 料的收集，查阅相关工程 文献，并集中收集、整理。
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项目简介——项目流程
连杆机构 凸轮机构 齿轮机构
SolidWorks 平台
制图组件
Animator插件
COSMOSMotion插件
二维平面图
旋转、爆炸视图
模拟仿真视频
研究报告、论文
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项目简介——研究对象
齿轮机构
凸轮机构
连杆机构
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立项依据——现状分析
世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统 全球装机量最大、最好用的软件 涉及全球100多个国家的约3万1千家企业
机械原理是机械工程的基础 机械原理课程对于培养学生的创造思维和创 新设计能力是至关重要的。
目前教学中大部分涉及到常用机构的理论课 程中都以平面静态演示 学生课上难以理解，课下没有综合的参考方 案
机构运动仿真分析，可以对机械工程中的复杂机构 实现精确的运动分析，是机械设计和评价机械运动 的基础，在实际制造前利用零件的三维数字模型进 行机构运动仿真已成为现代CAD工程中的一个重要方 向及课题。
基于Matlab及COSMOSMotion水稻栽植机秧针轨迹的运动分析
第２ ５卷 第 １期 ２１ ０ ２年 １月
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎｏ ｃ ｉ ｅｙ ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｏ Ｍａ ｈｎ ｒ ｌｃｒ ａ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ
机 电 产 品 开 发 与 新
Ｖｏ１ ， １ ． Ｎｏ． ２５ Ｊ ． ａｎ ， ２ ２０１
２Ｃｏｌｇ ｆ ｎｏｍａ ｏ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｈｅｌｎ￣ ｎ 啊 Ａｇｉｕ ｔｒｌ ｉｅｓ ，ＤａｉｇＨｅｌｎ ｉ ｎ １ ３ １， ｉａ ． ｌ ｅｏ ｆｒ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｉ ｇｉ ｇＢａ ｅ Ｉ ｉ ｏ ａ ｒ ａｕａ ｖ ｒ ｔ ｃ Ｕｎ ｉ ｙ ｑｎ ｉ ｇａ ｇ ６ ３ ９ Ｃｈｎ ） ｏ ｉ
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（． ｌ ｇ ｆｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｈｅｌｎ￣ａ ｇＢａｉ ｇｉｕ ｔｒｌ ｉｅ ｉ ， ｑｎ ｉ ｎ ａ ｇ ６ ３ ９ Ｃｈｎ ； １ ｏｌ ｅｏ ｉｅｒｎ ， ｉ ｌｉ ｙ ｒ ａｕａ Ｕｎｖ ｒ ｔ Ｄａ ｉｇＨｅｏ ￣ｉ １３ １ ， ｉａ ｃ ｅ ｎ ｏ ｎ Ａ ｃ ｓｙ ｌ ｎ
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机 电 产 品 开 发 与 新
Ｖｏ１ ， １ ． Ｎｏ． ２５ Ｊ ． ａｎ ， ２ ２０１
２Ｃｏｌｇ ｆ ｎｏｍａ ｏ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｈｅｌｎ￣ ｎ 啊 Ａｇｉｕ ｔｒｌ ｉｅｓ ，ＤａｉｇＨｅｌｎ ｉ ｎ １ ３ １， ｉａ ． ｌ ｅｏ ｆｒ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｉ ｇｉ ｇＢａ ｅ Ｉ ｉ ｏ ａ ｒ ａｕａ ｖ ｒ ｔ ｃ Ｕｎ ｉ ｙ ｑｎ ｉ ｇａ ｇ ６ ３ ９ Ｃｈｎ ） ｏ ｉ
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基于MatlabSimulink的液压支架四连杆机构动力学分析
ｋｇ / ｍ３ ꎮ 假设铰接点 Ｃ 在液压支架升降过程中匀速
运动ꎬ利用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 模型对四连杆机构动力学进行
数值仿真ꎮ
图 ５ 和图 ６ 分别给出了液压支架四连杆机构运
动过程中 各 铰 接 点 在 ｘ 和 ｙ 方 向 上 的 约 束 反 力
曲线ꎮ
连杆与机架的铰接点 Ｅ 的约束反力最大ꎬ表明 Ｅ 点
１６５４５ / ｊ. ｃｎｋｉ. ｃｍｅｔ. ２０２１. ０１. ０１６
基于 Ｍａｔｌａｂ / Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的液压支架四连杆
机构动力学分析
张宝龙
( 平顶山天安煤业股份有限公司ꎬ 河南 平顶山 ４６７０００)
扫码移动阅读
摘 要: 在连杆质心运动分析的基础上ꎬ基于牛顿￣欧拉法推导了液压支架四连杆机构各构件的
第 ４２ 卷 第 １ 期
２０２１ 年 ２ 月
煤
矿
机
Ｖｏｌ. ４２ Ｎｏ. １
Ｆｅｂ. ２０２１
电
Ｃｏｌｌｉｅｒｙ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
张宝龙. 基于 Ｍａｔｌａｂ / Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的液压支架四连杆机构动力学分析[ Ｊ] . 煤矿机电ꎬ２０２１ꎬ４２(１) :６１￣６３. ｄｏｉ:１０.
２０２１ 年第 １ 期
张宝龙:基于 Ｍａｔｌａｂ / Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的液压支架四连杆机构动力学分析
得各连杆的位置和速度值ꎬ再将这些运动参数输入
６ ３
至动力学模块中进行求解ꎮ
图 ４ 动力学 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真模型
３ 仿真实例
从图中可以看出ꎬ铰接点 Ｃ 所受到的约束反力
ｏｆ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｊｏｉｎｔ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｆｏｕｒ￣ｂａｒ ｌｉｎｋａｇｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｃａｎ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ
基于COSMOSMotion的弹齿滚筒捡拾器运动仿真
动， 通过轮盘 ４ 带动管轴 ８ 上的滚轮 ２ 沿滑道滚轮 盘 ５运动 ． 从而使 与之 固定 的弹齿 １ 从护 板 ７内伸
出， 捡拾起 秸秆 ， 到一定 高度后 ， 达 弹齿从 秸秆 中Ｊ 项
利抽 出 、 缩进 护板 ７ 秸秆 转到 护板后 的收集箱 中 ， ，
插在 Ｓｌ Ｗｏ ｓ ｏｄ ｒ 的机械运动仿真插件。它可 以对 ｉ ｋ
（ ａ ｕＶ ｃｔ ｎｌ ｎ ｅｈ ｉ ｌ ｏ ｅｅ Ｌ ｉｕ２ ０ ，Ｃ ｉａ Ｌ ｉ ｏａ ｏａ ａｄＴ ｃ ｎ ａ Ｃ ｌ ｇ ， ａ ７ ０ ｈｎ ） ｗ ｉ ｃ ｌ ｗ １ １
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基于Matlab的并联机器人机构动力分析与动态仿真
现代电子技术Modern Electronics TechniqueDec.2021Vol.44No.242021年12月15日第44卷第24期0引言并联机构是一种具有多自由度，并通过驱动装置在不同环路上装配的机构，若将并联机构应用在操作器中，则称为并联机器人[1⁃3]。
并联机器人可以在工业、医用等多个领域广泛应用。
而并联机器人在使用和设计中，需要考虑到机器人的正逆运动解值的问题，正运动是通过对各驱动杆的运动，带动运动平台形成不同位姿；而逆运动则是通过运动平台带动驱动杆进行运动，在设计中对其运动学分析的方法通常为数值法和解析法[4⁃6]。
但单纯的机构动力分析方法所得出的计算结果精度不高，同时只能得出相关驱动杆的长度和运动速度，无法判断运动曲线。
而随着计算机技术的提高，各类仿真方法开始应用在机构运动学领域，弥补了之前的DOI ：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2021.24.039引用格式：乔栋，谢亚龙，李博文，等.基于Matlab 的并联机器人机构动力分析与动态仿真[J].现代电子技术，2021，44（24）：182⁃186.基于Matlab 的并联机器人机构动力分析与动态仿真乔栋1，谢亚龙1，李博文1，姚涛2（1.山西大同大学，山西大同037009；2.河北工业大学，天津300401）摘要：在当前的机器人机构动力分析方法以及相关仿真工作中，仅能对机器人的单一运动方向进行仿真，若变换方向则需重新建立模型，导致其仿真精度低、效率差。
因此，文中提出基于Matlab 的并联机器人机构动力分析与动态仿真。
首先建立并联机器人的数学模型，以确定机器人运动机构的运动初始位置及其坐标；其次根据拉格朗日方程获得机器人的动力平台相关参数，并对其进行动力平台分析，根据获取的参数分析结果进行机器人的运动描述。
最后将上述内容作为仿真基础，导入Matlab 软件中，实现动态仿真。
为了验证设计方法的可行性，使用该方法对某型号的并联机器人进行仿真实验。
基于COSMOSMotion的轴向滑块凸轮式差速器的运动仿真
工具 ． 得 工 程技 术 人 员 的设 计 方 法 和 手 段越 来 越 使
功能强大 ， 求解可靠 ， 求得的仿真结果 与实际情况十 分吻合 ， 完全能够满足用户对运动仿真的各种需求。
差 速 器 是 驱 动桥 的核 心 部 件 ． 的性 能好 坏 直 它 接 影 响车 辆 的通 过 性 。针 对现 有差 速 器存 在 的锁 紧
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｄ ｌ ｆｔ ｅ ｍａ ｎ ｐ ｒ ｆａ ｉ ｌ ｌ ｅ ｓｃ ｍ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｓｍａ ｅ ｗｉ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉｎ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆ ｆ ｒ ｎ ｉ ，ａ ｍｏ ｅ ｉ ａｔ ｏ ｘ ａ ｉ ｒ ａ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉ ｄ ｔ ｄｆ ａ ｏ ｈ ｓ ｓｄ ｆ ａｉ ｈ Ｓ ｌ Ｗ ｏ ｋ ｏｔ ｒ ｎ ｈ ｉ ｖ ｒ ａ ｓ ｅ ｌ ｓ ｆ ｉｈ ｄ Ｔ ｅ ｖ ｍｅ ｔｓｍｕ ａ ｉｎ ｏ ｈ ｓ ｄｆｅｅ ｔ ｌｉ ｍａ ｅ ｗｉ ｏｉ ｄ ｒ ｓｓ ｆ ｗａ ｅ ａ ｄ ｔ ｅｒ ｉ ｕ ｌａ ｓ ｍｂ ｅ ｉ ｉ ｓ ｅ ． ｈ ｎ ｍｏ ｅ ｎ ｉ ｌｔ ｆｔ ｉ ｉ ｒ ｎ ｉ ｓ ｔ ｎ ｏ ｆ ａ ｄ ｔ ＭＯＳ Ｍｏ ｏ 、 ｈ ／ ｒ ｎ ｉ Ｂｅ ｉ ｅ ，ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｒｄ ｓ ｎｎ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｆｄ ｆ ｒ ｎ ｉ ｌ ｓ ｐ ｏ ｉ ｅ ｓ ｓ ｈ ｔ ｏ ｏ ｅ ｉ ｉ ｇ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｇ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｒ ｖｄ ｄ，ｗｈ ｃ ａ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅ ｅ ｐ ｏ ｔ ｇ ｃ ｃｅ ａ ｄ ｅ ｐｏ ｔ ｇ ｄ ｇ ｆ ａｉ ｉ ｈ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃ ｈ ｘ ｌｉ ｎ ｙ ｌ ｎ ｘ ｌｉ ｎ ｉ ｉ ｃ ｓ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ １ Ｆ ｒ ｅ ｒ ，ｔ ｅ ｆｕ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｐ ｉ ｚｎ ｔ ｃｕ ｅ ｄ ｓｇ ｓ ｌｉ ｎ ｈ ａ ｅ ｏ ｎ ｆ ｃｕ ｅ ｏ ｔ ｆｄｆ ｒ ｎ ｉ ． ｕ ｈ ｒｍｏ ｅ ｈ ｏ ｎ ａ ｏ ｆｆ ｔ ｒｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｕ ｈ ｍｉｉ ｇ ｓｒ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｉ ａｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｂ ｓ ｆｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｕ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｎ — ｎ ｌ ｓｓｉ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｎ ｖ ｍｅ ｔ ａ ａ ｙ ｉ ｓｅ ｔ ｂ ｉ ｅ 、 ｓ
功能强大 ， 求解可靠 ， 求得的仿真结果 与实际情况十 分吻合 ， 完全能够满足用户对运动仿真的各种需求。
差 速 器 是 驱 动桥 的核 心 部 件 ． 的性 能好 坏 直 它 接 影 响车 辆 的通 过 性 。针 对现 有差 速 器存 在 的锁 紧
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基于SolidWorks Motion的六自由度平台运动仿真
本文 旨在 充分 发 挥 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中 Ｍｏｔｉｏｎ插 件 的运 动仿 真功 能 ，根据建 立 的平 台反 解模 型 以及给 定 的运 动 轨迹 进行 六 自由度 平 台的仿 真分 析 ，验证 机构设 计 的合 理性 和平 台位 置反解 模 型 的正确 性 ， 为今 后 的结构 优化 及物 理样 机 的搭 建打下 基 础 。
矢 量 ，即可 求 出杆长 。
由静 坐标 系 向动 坐标 系变换 的矩 阵 为 ：
ｃｏ ｃｏｓｙ ｓｉｎａｓｉｎｆ ｌｃｏｓｙ—ｃｏｓｃｚｓｉｎＴ ｃｏｓｔｘｓｉｎｆ ｌｃｏｓＴ＋ｓｉｎａｓｉｎＴ ０
ｃｏ ｓｉｎＴ ｓｉｍｘｓｉｎ／３ｓｉｎＴ＋ｃｏｓｏｔｃｏｓＴ ｃｏｓｏｔｓｉｎｆ ｌｓｉｎＴ—－ｓｉｎａｃｏｓＴ Ｙｏ
承 载负 载 ；２）驱 动 杆 ，共 ６根 ，可 以 由 电动 缸 或 液 压缸 驱动 ；３）下平 台 ，为机 构 的底 座 ；４）铰 链 ，可 以 是球 铰或 虎 克铰 ，位 于 驱 动杆 两 端 ，用 于 固定 连 接 上下 平 台 。六 自由度平 台通 过 ６根 驱 动杆 的伸 缩 来实 现横 移 、纵移 、升 降 、横 滚 、俯 仰 、偏航 ６个 自由 度 的运 动 以及 它们 的组 合运 动 。 １．２ 平 台坐标 系的建 立及位 置反 解 ¨
（１．江 苏理 工学 院机 械工 程学 院 ，江苏 常 州 ２１３００１） （２．江苏 理工 学 院 电气 信息 工程 学 院 ，江 苏 常州 ２１３００１）
摘 要 ：为 了更 直观 地 了解 六 自由度 平 台的运 动 规律 ，根 据 高等 空 间机 构 学理 论 ，建 立 了六 自由度 平 台位 置 反解数 学模 型 ，利 用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ构建 了六 自由度 平 台 的三 维 实体 模 型 ，然后 使 用 Ｓｏｌｉｄ— Ｗｏｒｋｓ Ｍｏｔｉｏｎ模 块对 平 台进 行 了运 动仿 真 ，仿 真 结果验 证 了理 论分析 的 正确性 和机 构设 计 的合 理 性 ，对后 续的轨 迹规 划和 结构 优化 具有 重要 参考 价值 。 关键词 ：六 自由度 平 台；ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｍｏｔｉｏｎ；运 动仿 真 中图分 类 号 ：ＴＨ１１２ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编 号 ：２０９５—５０９Ｘ（２０１６）０６一ｏｏ３６—０４
矢 量 ，即可 求 出杆长 。
由静 坐标 系 向动 坐标 系变换 的矩 阵 为 ：
ｃｏ ｃｏｓｙ ｓｉｎａｓｉｎｆ ｌｃｏｓｙ—ｃｏｓｃｚｓｉｎＴ ｃｏｓｔｘｓｉｎｆ ｌｃｏｓＴ＋ｓｉｎａｓｉｎＴ ０
ｃｏ ｓｉｎＴ ｓｉｍｘｓｉｎ／３ｓｉｎＴ＋ｃｏｓｏｔｃｏｓＴ ｃｏｓｏｔｓｉｎｆ ｌｓｉｎＴ—－ｓｉｎａｃｏｓＴ Ｙｏ
承 载负 载 ；２）驱 动 杆 ，共 ６根 ，可 以 由 电动 缸 或 液 压缸 驱动 ；３）下平 台 ，为机 构 的底 座 ；４）铰 链 ，可 以 是球 铰或 虎 克铰 ，位 于 驱 动杆 两 端 ，用 于 固定 连 接 上下 平 台 。六 自由度平 台通 过 ６根 驱 动杆 的伸 缩 来实 现横 移 、纵移 、升 降 、横 滚 、俯 仰 、偏航 ６个 自由 度 的运 动 以及 它们 的组 合运 动 。 １．２ 平 台坐标 系的建 立及位 置反 解 ¨
（１．江 苏理 工学 院机 械工 程学 院 ，江苏 常 州 ２１３００１） （２．江苏 理工 学 院 电气 信息 工程 学 院 ，江 苏 常州 ２１３００１）
摘 要 ：为 了更 直观 地 了解 六 自由度 平 台的运 动 规律 ，根 据 高等 空 间机 构 学理 论 ，建 立 了六 自由度 平 台位 置 反解数 学模 型 ，利 用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ构建 了六 自由度 平 台 的三 维 实体 模 型 ，然后 使 用 Ｓｏｌｉｄ— Ｗｏｒｋｓ Ｍｏｔｉｏｎ模 块对 平 台进 行 了运 动仿 真 ，仿 真 结果验 证 了理 论分析 的 正确性 和机 构设 计 的合 理 性 ，对后 续的轨 迹规 划和 结构 优化 具有 重要 参考 价值 。 关键词 ：六 自由度 平 台；ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｍｏｔｉｏｎ；运 动仿 真 中图分 类 号 ：ＴＨ１１２ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编 号 ：２０９５—５０９Ｘ（２０１６）０６一ｏｏ３６—０４
基于协同仿真平台COSIM的复杂航天产品控制系统仿真分析
根据航天复杂产品总体、控制系统对结构系统的要求，在产品结构系统设计中，利用ＰＲＯ／Ｅ、 ｃ＾ＴＩ＾、Ｐ＾ＴＲＡＮ、ＮＡＳＴＦＡＮ、ＩｃｓＬ、姒ＴＬＩＢ等软件，对产品虚拟样机集成系统进行建模、分析／仿真，
以及结果后处理，实现受控柔性系统的运动学、动力学仿真，并实现样机总体、控制、结构等学科 的综合优化”。“。
田１复杂产品协阿仿真平台∞ｓ１＿的体系绪构
在复杂产品协同仿真平台ＣＯＳＩＭ中，协同建模／管理引擎基于仿真ＰＤＭ使能器，通过基于ＣＯＲＢＡ 的ＡＰＩ接口提供团队／过程／项目／模型／数据管理服务，支持对各领域ｃＡｘ／ＤＦｘ工具，ｖＲ／可视化工具 等的集成，支持开发阶段的各类活动：协同仿真引擎提供仿真时间、仿真运行和仿真数据三类管理 服务，支持不同领域工具开发的各类异构模型的重用与互操作，支持运行阶段的各类活动“”。
关键词：复杂产品协同仿真技术：工具集成：软件自动化技术：ＭＡＴＬＡＢ；ｃ锄组件技术
１ 复杂产品与多领域协同仿真技术
复杂产品系指一类客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造过程复杂、项目管理复 杂的产品。典型产品如航天器、飞机、汽车、复杂机电产品、武器系统等。复杂产品开发过程中涉 及的子系统多、学科技术种类多（通常涉及机械、屯子、软件及控制等多学科领域）、人员／工具多， 其系统的组成甚至呈现出分布、交互的特点，且与外界环境存在着复杂的交互关系。复杂产品对传 统的产品开发技术、管理与工具提出～系列新的挑战。
在国家８６３／ＣＩＭＳ主题的复杂产品协同仿
真平台ＣＯＳＩＭ的开发项目中，仿真元素模型被 定义为面向具体仿真应用领域的各类算法、功 能函数、计算单元等，它必须符合协同仿真平 台对元素模型的封装要求。仿真元素模型的示
元素功能实现体 信息服务端口实现体 对外主动连接体
以及结果后处理，实现受控柔性系统的运动学、动力学仿真，并实现样机总体、控制、结构等学科 的综合优化”。“。
田１复杂产品协阿仿真平台∞ｓ１＿的体系绪构
在复杂产品协同仿真平台ＣＯＳＩＭ中，协同建模／管理引擎基于仿真ＰＤＭ使能器，通过基于ＣＯＲＢＡ 的ＡＰＩ接口提供团队／过程／项目／模型／数据管理服务，支持对各领域ｃＡｘ／ＤＦｘ工具，ｖＲ／可视化工具 等的集成，支持开发阶段的各类活动：协同仿真引擎提供仿真时间、仿真运行和仿真数据三类管理 服务，支持不同领域工具开发的各类异构模型的重用与互操作，支持运行阶段的各类活动“”。
关键词：复杂产品协同仿真技术：工具集成：软件自动化技术：ＭＡＴＬＡＢ；ｃ锄组件技术
１ 复杂产品与多领域协同仿真技术
复杂产品系指一类客户需求复杂、产品组成复杂、产品技术复杂、制造过程复杂、项目管理复 杂的产品。典型产品如航天器、飞机、汽车、复杂机电产品、武器系统等。复杂产品开发过程中涉 及的子系统多、学科技术种类多（通常涉及机械、屯子、软件及控制等多学科领域）、人员／工具多， 其系统的组成甚至呈现出分布、交互的特点，且与外界环境存在着复杂的交互关系。复杂产品对传 统的产品开发技术、管理与工具提出～系列新的挑战。
在国家８６３／ＣＩＭＳ主题的复杂产品协同仿
真平台ＣＯＳＩＭ的开发项目中，仿真元素模型被 定义为面向具体仿真应用领域的各类算法、功 能函数、计算单元等，它必须符合协同仿真平 台对元素模型的封装要求。仿真元素模型的示
元素功能实现体 信息服务端口实现体 对外主动连接体
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万方数据 ４７
基于COSM0SMotion软件的机构动态仿真与应用
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
曹桂霞， 冯长建， 宁晓丹， 刘丽 曹桂霞,冯长建,宁晓丹(大连民族学院,116600)， 刘丽(阜新煤电集团公司,123000)
中国科技信息 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 2005，""(14) 6次
ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ可分别按位移、速度或加 速度定义各种运动，包括定值、步进、谐波、样 条曲线和函数等运动。另外，该软件完全支持ＭＤＩ 公司著名的仿真软件ＡＤＡＭＳ提供的函数｛４Ｉ。还 可以模拟系统各种受力情况，包括拉压弹簧和扭 转弹簧、拉压阻尼和扭转阻尼、作用力、作用力 矩、反作用力、反作用力矩和碰撞力等。还有独 特而实用的接触（点线接触，即丽个零件在作相 对运动时，一个零件上的某一点可以沿另一个零 件上某一曲线运动；线线接触，即两个零件在作 相对运动时，一个零件上的某一曲线始终或间断 的与另一个零件上某一曲线上相接触）和耦合定 义功能，因此，用ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ可以建立各种 复杂的实际系统的精确运动仿真模型。
过仿真动画直接观察系统运动情况；还可以将结 果输出为通用的ＡＶＩ格式动画；若想在互联网上 传输展示仿真结果，可以输出为ＶＲＭＬ格式的动 画；可以输出到Ｅｘｃｅｌ表格中，以表格或图形的形 式显示数据｛可以输出为Ｔｅｘｔ文件； 当然还有 功能强大、内容丰富的各种ＸＹ图形输出。
总之，ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ功能十分强大，且求
３，Ｃ０酾＾ＯｓＩ、＾０ｔｉｏｎ软件的功能
３．１，ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ中的运动副【ｌ ３Ｉ ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ软件支持多种约束，包括转 动副、移动副、圆柱副、球面副、万向节、螺纹 副、平面酉ｍｌｉｎ固定约束。还支持共点、共线、共 面、平动、平行轴、垂直等虚约束。 ３．２，ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ中的运动和载荷【ｌ ３１
2.学位论文 廖伟 非圆齿轮行星系分插机构的优化设计和动态仿真 2009
水稻机械化种植是提高插秧效率、增加农民收入的主要措施之一。但是中国目前水稻机械化面积只占到水稻种植总面积的2.8％。目前在市场上销售 的各种乘坐式高速插秧机，其关键部件--分插机构，大部分都是R本的偏心齿轮分插机构或是椭圆齿轮分插机构，并且都已被日本申报了专利保护。为了 实现乘坐式高速插秧机的国产化，就必须设计出具有自主知识产权的分插机构，该分插机构能够适应我国不同地区的插秧要求，能提高我国水稻种植机 械化水平。本论文发明的非圆齿轮分插机构就是在此背景下诞生的。并申报了两个发明专利(200810162111.7；200810162112.1)。<br> 本论文首先分析了非圆齿轮节曲线的设计和齿廓的设计方法，然后以非圆齿轮分插机构的运动学数学模型为基础，以运动轨迹为优化目标开发了非圆齿 轮分插机构辅助设计与优化软件，并建立了虚拟样机进行了动态仿真分析。本论文主要研究内容和结果如下：<br> 1)对非圆齿轮节曲线的设计和齿廓的设计进行了研究，并对不同的非圆齿轮传动平稳性进行了比较。利用包络法原理建立了非圆齿轮齿廓的数学模型并 开发了非圆齿轮齿廓设计软件。为非圆齿轮的高精度制造扫除了障碍。使非圆齿轮分插机构在实际生产中的应用成为可能。<br> 2)为提高插秧质量，对非圆齿轮行星系分插机构的运动特性进行了研究，建立了巴斯噶蜗线齿轮分插机构的运动学数学模型，对该机构的位移、速度、 加速度进行了研究。为非圆齿轮分插机构辅助设计与优化软件的开发提供了数学模型。<br> 3)提出分插机构优化的目标函数。然后利用VB6.0平台开发了非圆齿轮分插机构辅助设计与优化软件。该软件具有良好的工作界面，便于设计者进行理 论分析和参数优化，图形具有形象直观，信息量大等特点。通过辅助设计与优化软件，获得一组优化参数：a0=70°，ψ0.49°，l=19.9969mm，b=3.2mm，S=155mm，δ0=0，ω=200r/min，α=40.4965mm，株距为13.mm，这组优化参数下取秧角=12.58°，推秧角 =72.08°，两角差值59.50°，相对运动轨迹为腰子形，绝对运动轨迹高度295mm，能够适应大苗的插秧要求，可以同时满足南方和北方地区不同的插秧 要求。<br> 4)按照优化参数结果进行了非圆齿轮分插机构的整体结构设计，并在AutoCAD下完成了装配图，同时分析了在设计中应该注意的问题。<br> 5)建立了巴斯噶蜗线齿轮分插机构的三维模型，完成了虚拟装配和虚拟样机的开发。基于ADAMS分析软件对所设计的分插机构进行动态仿真和分析，动 态仿真得到的运动轨迹和辅助设计与优化软件理论计算得出的轨迹高度吻合。相互印证了运动学数学模型和虚拟和辅助设计与优化软件理论计算得出的 轨迹高度吻合。相互印证了运动学数学模型和虚拟样机的正确性。
当然也可以直接由ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ进行定义。本 例中遇到的是旋转副、移动副和万向铰，如图２中 的约束标记所示。然后设置曲柄绕曲柄座运动副 的运动初始状态，本例中设置旋转速度为３６０度／ 秒钟。上述内容设置完毕就可以通过点击仿真按 钮进行仿真，而且系统还可以录制动画，并生成 动画文件，以便于进行对比分析。在仿真过程中 可以测量任何构件上任何点的速度和加速度，还
科技论坛
中国科技信息２００５年第１４期
ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊｕｌ．２００５
基于ＣⅨ溯０ＳＭｏｔｉｏｎ软件的机构动态仿真与应用
曹桂霞１冯长建１宁晓丹１刘丽２ （１，大连民族学院 １ １ ６６００； ２，阜新煤电集团公司 １２３０００）
摘要： 介绍了与ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件无缝集成的机械运动仿真软件ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ的功能和技术特点，通过一个机构的仿真实例，展示了该软件在机构动态
参考文献(4条) 1.SolidWorks Inc.COSMOSMotion User,s Guide 2004 2.喻宏波.王玉敏.王玉新 多杆空间机构三维实体仿真 1999(09)
3.阮静.郗向儒.韩锐 基于SolidWorks开发的机构运动方案设计虚拟实验系统[期刊论文]-山东理工大学学报(自然
行校核。
５。结束语
通过实例分析可以 看出，利用机械动态仿
建好三维模型后，在装配模块下直接进入仿
真环境。在进行仿真之前，应先进行与仿真相关 的基本参数设置，如力的单位、时间单位，重力 加速度大小，以及与动画有关的帧时间间隔及帧 数等。例如，在本例的仿真中，设置力的单位是 Ｎ，时间的单位是ｓ，仿真动画的时间间隔是０．０２ｓ， 帧数为１ ｏｏ（根据仿真精度要求适当调节时间间隔 和帧数）。利用Ｓ ０ １ ｉ ｄ ｗ ０ ｒ ｋ Ｓ插件工具 ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ的智能运动构建器，把曲柄座和 机械臂座进行固定。幸运的是ＣＯＳＭＯＳＭｏｒｉｏｎ可 以自动识别Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ装配体零件之间的约束副，
现模型动态交互更新。经过分析干涉的原因是由
于机械臂的棱边所引
暄的，于是把棱边进行
到圆处理，如图６ＹＫｒ示，。
修改后的模型，再
欠进行运动仿真，干涉
圈５检测出的：’涉部
现象消失了。 上述只是曲柄滑块
机构仿真的简单实例，此外，ＣＯＳＭＯＳＭｏｆｆｏｎ输
出的运动载荷还可以和有限元软件进行结合，从
而对运动构件的强度进
科学版) 2004(01) 4.郑建荣 ADAMS虚拟样机技术入门与提高 2002
相似文献(10条)
1.期刊论文 李盛年.汪发根.蒲如平.李平 基于Simulink的两自由度并联调姿机构动态仿真 -机械2004,31(2)
介绍了一种两自由度的并联微动调姿机构的结构特点,推导出调姿机构的运动学逆解,以及其速度方程和加速度方程,并且运用MATLAB/Simulink实现 了机构动态仿真,进行仿真计算,最后给出相应仿真结果.
3.期刊论文 苏成云.杜健民.李旭英.白雪卫.陈淑英.SU Cheng-yun.DU Jian-min.LI Xu-ying.BAI Xue-wei.CHEN
Shu-ying 高密度压捆机插草机构的动态仿真 -内蒙古农业大学学报(自然科学版)2007,28(2)
用传统方法对多体机构运动学分析较困难,本文利用ADAMS多体系统仿真分析软件对高密度压捆机插草机构进行了动态仿真,得出了满足设计要求的各 构件的最优化尺寸,为插草机构及压捆机的结构改进提供依据.
是进行零件之间 的干涉检查，本
例通过机构运动仿真分析，进行干涉检查，结果
发现在万向铰附近的机械臂的棱边和万向铰之帕ｊ
存在运动干涉，如图５所示。
通过运动仿
真分析发现零 件存在干涉后，
可以直接在装
配体环境下修
圉４滑环仿翼运动加速度圈输出
改发生干涉的 零件，而且装配
体零件中的修改可以直接反映在零件模型上，实
１，经由万向铰传
圈２曲柄橱块结构装配
递到机械臂，机械 臂带动连杆２运
动，连杆２又带动滑环在滑轴上运动。因此该机
构把曲柄的旋转运动转化为曲柄旋转轴线上的一
可以计算约束副之间的支反力。图３和图４分别 表示滑环仿真过程中运动的速度和加速度图。
４．３，动态干 涉检查和模型的
改进
运动仿真的
一个重要内容就
圈３滑环伯真运动速度图输出
２，Ｃｏ酾帕ｓＭｏｔ．ｏｎ软件的特点
ＣＯＳＭＯＳＭｏｔｉｏｎ是一个全功能运动仿真软 件，与当今主流的三维ＣＡＤ软件ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ无 缝集成，可以对复杂机械系统进行完整的运动学 和动力学仿真，得到系统中各零部件的运动情况， 包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力等。 并以动画、图形、表格等多种形式输出结果，还 可将零部件在复杂运动情况下的复杂载荷情况直 接输出到主流有限元分析软件中，从而进行正确 的强度和结构分析。
—ｊ 得的结果与。实际非常吻合，可以满足用户对运动ｊ
仿真分析的各种需求。