畢業(yè)設(shè)計（論文）-基于adams的啄木鳥玩具的機構(gòu)運動仿真

1、<p>　　高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文</p><p>　　設(shè)計題目：基于ADAMS的啄木鳥玩具的機構(gòu)運動仿真</p><p>　　主考學(xué)校：武漢工業(yè)學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)：機電一體化 </p><p>　　指導(dǎo)老師：宋少云 </p><p>　　考生姓名：X X

2、 </p><p>　　準考證號：018009200XXXX</p><p>　　2012年10月1日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要........................................................................

3、..................................3</p><p>　　Abstract.....................................................................................................4</p><p>　　1.前言.........................

4、...............................................................................5</p><p>　　1.1玩具仿真的內(nèi)容、目的和意義.......................................................5</p><p>　　2.研究方案與研發(fā)工具...........

5、.................................................................8</p><p>　　2.1項目的研究方案...............................................................................8</p><p>　　2.2 Solidworke簡介..

6、..............................................................................8</p><p>　　2.3 ADAMS簡介..................................................................................10</p><p>　　

7、3.基于Wolidworke的啄木鳥玩具的建模.............................................14</p><p>　　3.1啄木鳥玩具的測繪..........................................................................14</p><p>　　3.2啄木鳥玩具的三維建模與裝配.

8、.....................................................16</p><p>　　4.啄木鳥玩具的運動學(xué)仿真...................................................................22</p><p>　　4.1啄木鳥玩具的遠動原理........................

9、..........................................22</p><p>　　4.2啄木鳥玩具的傳動系統(tǒng)原理框圖..................................................22</p><p>　　4.3啄木鳥玩具運動學(xué)仿真................................................

10、..................22</p><p>　　5.結(jié)論與展望...........................................................................................29</p><p>　　5.1結(jié)論.................................................

11、.................................................29</p><p>　　5.2展望..................................................................................................29</p><p>　　致謝................

12、..........................................................................................30</p><p>　　參考文獻..................................................................................................31&

13、lt;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在近幾年中，啄木鳥玩具越來越受廣大愛好者的歡迎，但它絕不是標準意義上的玩具這么簡單。隨著國內(nèi)外的發(fā)展，它已經(jīng)有了很大的進步，存在著很高的科技含量，不是玩具可以比擬的。</p><p>　　啄木鳥玩具主要是由發(fā)條傳動來帶動玩具運動的。在研究過程中，通過對市場相關(guān)產(chǎn)品的調(diào)研，測繪，

14、建模裝配并仿真，并對其進行適當(dāng)優(yōu)化改造，使得產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。</p><p>　　在設(shè)計過程中，首先用solidwoks畫出啄木鳥模型的三維視圖，再導(dǎo)入ADAMS軟件中，對其進行運動分析、仿真，使啄木鳥能夠運轉(zhuǎn)。在此基礎(chǔ)上設(shè)置出啄木鳥運動的不同軌跡，模擬啄木鳥在靜止、運動、行走、時的情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：啄木鳥；測繪；建模；裝配；仿真；模擬</p><p

15、><b>　　Abstract</b></p><p>　　These years, the woodpecker toys more and more get the welcome of enthusiast, but it's no standard sense of toys so simple. Along with the development of both a

16、t home and abroad, it has made great progress, there exist high technology content, not a toy can match. </p><p>　　The woodpecker toy is mainly composed of two of gear transmission to drive the toys, and th

17、rough the air resistance turning to turn a frog. During the study, through the investigation of market related products, surveying and mapping, modeling and simulation, assembly and the optimized renovation, make proper

18、product quality more stable. </p><p>　　In the design process, first make casting 3d drawing using Proe draw frog toy model 3d views, reintroduce of ADAMS software, and carry on the motion analysis, simulatio

19、n, make frogs can work. Based on this set out the different trajectory, running the frog in the stationary, motion simulation frogs, DaTing, turn, rotate the situation. </p><p>　　Keywords: woodpecker; Survey

20、ing and mapping; Modeling; Assembly; Simulation; simulation </p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　1.1玩具仿真的內(nèi)容、目的和意義</p><p>　　啄木鳥玩具為云動類玩具的一種，它主要是借鑒于機械傳動原理而得到的一種人工調(diào)靶帶動發(fā)條運動的玩具。 &l

21、t;/p><p>　　通過對市場相關(guān)產(chǎn)品的調(diào)研，測繪，建模裝配并仿真，并對其進行適當(dāng)優(yōu)化改造，使得產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，并在此基礎(chǔ)上對產(chǎn)品進行新功能的拓展使。利用CAD，solidworks描述，利用ADAMS仿真軟件對產(chǎn)品進行綜合性技術(shù)分析，使之達到課題項目要求。</p><p>　　玩具仿真是為了更好的了解玩具內(nèi)部運動的情況，并更好的去利用它，實現(xiàn)它的價值，以便于更好的豐富我們的生活。同時，玩

22、具仿真可以給我們帶來更多的效益。</p><p>　　1.2動力仿真玩具的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析</p><p>　　玩具的娛樂和教育兩大功能越來越受到消費者的密切關(guān)注，家長所要求的玩具不僅要是孩子的親密玩伴，而且必須是他們成長的良師益友。這樣的認識已經(jīng)在眾多玩具購買者和消費者的心目中確立，因而國內(nèi)外對玩具功能的研究都在不斷的探究和技術(shù)的更新。</p><p>　　1

23、.2.1玩具動力學(xué)仿真的國內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　中國玩具文化源遠流長，遠在新石器時代就出現(xiàn)了人類原始的玩具，如石球陶塤、陶哨等。隨著中華民族經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)、文化藝術(shù)的不斷發(fā)展和提高，創(chuàng)造出了許多絢麗多彩、精巧迷人的玩具。它反映出我國一定歷史階段的經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)、文化藝術(shù)以及人們生活條件的發(fā)展面貌，具有鮮明的民族特色。是中華文化優(yōu)秀傳統(tǒng)的組成部分，在中華文化發(fā)展史上占有獨特的地位。有些玩具甚至成為世界科學(xué)

24、技術(shù)和文化藝術(shù)發(fā)展的先驅(qū)或啟萌。在促進人們身心健康成長、豐富人們的生活內(nèi)容、增長知識、陶冶品德、勇于追求和創(chuàng)造方面起了積極的作用，成為人們文化娛樂生活中不可或缺的重要內(nèi)容之一。具有很強的生命力，流傳至今，并創(chuàng)出輝煌。</p><p>　　我國玩具行業(yè)是從上世紀80年代后發(fā)展起來，70%以上還是來料加工和來樣加工，自主開發(fā)和創(chuàng)新的能力不強，能夠以自創(chuàng)品牌出口的還為數(shù)不多，要從依附式發(fā)展轉(zhuǎn)向自主式發(fā)展還需要一定的過程

25、。</p><p>　　目前在我國，玩具產(chǎn)業(yè)的強大生產(chǎn)能力和相對薄弱的設(shè)計力量形成了鮮明的對比。我國是世界上最大的玩具制造國和出口國，全球70％的玩具是在我國境內(nèi)制造的。我國現(xiàn)有玩具企業(yè)2萬余家，從業(yè)人員超過400萬，年產(chǎn)值1000多億元，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70％以上，其中,廣州的產(chǎn)值達300億元。2005年全國玩具出口額達150多億美元。廣東、江蘇、浙江、上海、山東和福建這五省一市歷來是中國玩具最重要的生產(chǎn)和出

26、口基地，占中國玩具年銷售額的95％以上，其中廣東占中國玩具年銷售額50％以上，其主要生產(chǎn)基地在深圳、東莞以及沿海地區(qū)。</p><p>　　隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，人們的經(jīng)濟收入不斷增加，物質(zhì)文化生活不斷改善和提高，人們的休閑時間的延長（每年的假期達一百多天），離退休的中老年人日益增長（60歲以上的人口已達到1.33億人）。加之現(xiàn)代化社會工作節(jié)奏日益加快，競爭激烈，腦力勞動強度加重，生活壓力不斷增大。人們?nèi)找嫘枰?/p>

27、多的娛樂和休閑的活動空間，借助某種形式把緊張的腦力勞動和生活壓力發(fā)泄出來，使身心得到輕松自由和安怡，以玩具作為休閑娛樂工具，與親人、朋友作戲，或自己欣賞把玩，或作為社會交往中互相贈送的禮物，有的還作為收藏品等等，正好適應(yīng)了上述需要。從20世紀90年代末，社會對玩具禮品的需要日益增長，并漸成風(fēng)尚。據(jù)報導(dǎo)：有一對80歲的老夫妻，為了給朋友孩子送禮，一下買了三副多米諾牌，送給朋友孩子兩副，受到朋友及孩子的歡迎，自己留了一副，老兩口一起碼玩，逐

28、漸琢磨其中的規(guī)律，大約玩了十多次，就碼到一百多張，連喊"不易，不易"。他感慨地說：“似也象征我的一生，爬起來，倒下去，倒下去，爬起來。當(dāng)有點成就時，興奮、欣慰之情也直溢于言表??！”玩得興沖沖，被鄰居稱為“好一對老小孩”。有一位李先生，“十一”休假時在家里辦聚會，買玩具讓朋友們玩具，他</p><p>　　1.3本課題的研究目標與內(nèi)容</p><p>　　在對玩具的調(diào)研和

29、了解中，認識到玩具的重要性。選擇玩具拖鞋作為本課題的研究對象，是由于玩具拖鞋其機構(gòu)巧妙、運動多樣性、價格便宜、易于拆卸等特點使得其成為研究對象。</p><p>　　通過在對玩具拖鞋進行動力學(xué)和運動學(xué)的分析，聯(lián)合使solidedge和ADAMS軟件，使自己學(xué)會玩具測繪的方法，學(xué)習(xí)如何進行曲面建模，熟練掌握solidedge的零件建模，裝配，虛擬拆卸，虛擬裝配的方法，并學(xué)會如何把外部裝配體導(dǎo)入到ADAMS中的方法，

30、學(xué)會在ADAMS中對零件施加約束，進行運動學(xué)和動力學(xué)分析的方法。</p><p>　　2 研究方案與研發(fā)工具</p><p>　　2.1 項目的研究方案</p><p>　　首先，要迅速瀏覽和閱讀啄木鳥玩具相關(guān)課題及知識。接著，對在老師那里拿來的玩具進行拆解和測繪。用Solidworks畫出啄木鳥玩具模型的各個零件圖，對零件圖進行裝配，得出啄木鳥玩具的三維裝配圖。第

31、三，把Solidworks里的啄木鳥玩具的三維裝配圖導(dǎo)入ADAMS軟件中，進行詳細的動力學(xué)分析。找出活動構(gòu)件的動力部分，給其加一個運動副和一個驅(qū)動，讓其轉(zhuǎn)動。通過傳動部分到執(zhí)行部分使啄木鳥玩具運動。并分別對啄木鳥玩具在地面靜止，直線向前運動進行仿真，記錄下其運動過程。最后，總結(jié)出現(xiàn)的問題，并對其進行進一步的修改。</p><p>　　2.2 Solidwork簡介</p><p>　　S

32、olidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸 塞州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初的目標是希望在每個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設(shè)計系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機械設(shè)計軟件至今，至2010年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被

33、法國達索（Dassault Systemes）公司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。</p><p>　　Solidwork有以下幾個主要特性：</p><p>　　(1)Solidworks軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks 功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks

34、 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用?！　?lt;/p><p>　　(2) 對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來搞設(shè)計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理

35、器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場?！　?lt;/p><p>　　(3)在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司Daratech所評論：“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場快

36、速增長的領(lǐng)導(dǎo)者?！薄　?lt;/p><p>　　(4)在強大的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks ，整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的。 </p><p>　　Solidworks功能如下：</p><p>　　(1) 草圖：SolidWorks草圖可以

37、插入?yún)⒖紙D片，圖線可以自由拖動,自動解算，自動標注，自我修復(fù)。</p><p>　　(2) 配置：SolidWorks獨特的配置功能迅速展示不同設(shè)計方案，以及零件不同狀態(tài)，比如：能夠迅速獲得零件毛坯形態(tài)和尺寸，不僅僅為設(shè)計，更延伸到對工藝過程的支持。</p><p>　　（3）陣列：除了常見的規(guī)則陣列，更含有草圖驅(qū)動、特征驅(qū)動、曲線驅(qū)動、數(shù)據(jù)文件驅(qū)動等多種陣列能力，比如：僅僅用一個曲線驅(qū)動

38、陣列，就能模擬電纜拖鏈的動態(tài)占位效果。</p><p>　?。?） 多實體建模：多實體建模為復(fù)雜模型建造帶來更多的實用手段，甚至能像裝配那樣移動、重組實體，完美地實現(xiàn)零件插入零件的復(fù)合造型。</p><p>　?。?） 特型造型：SolidWorks獨特的特型造型功能極大提高了藝術(shù)造型的能力與效率，比如：僅僅使用平直線條的簡單造型，迅速就能轉(zhuǎn)化為曲面模型。</p><p

39、>　?。?）鈑金：強大的鈑金功能含有多種造型模式，能完成復(fù)雜鈑金件的快速建模，比如：放樣鈑金造型能夠展平含有復(fù)雜曲面的鈑金件，為相關(guān)工藝準備提供迅捷支持。</p><p>　　7）曲面造型：全面而富于特色的曲面工具，豐富的選項，甚至能完成動物、運動鞋那樣的復(fù)雜模型，僅僅一個填補曲面的功能，令許多費力費時的曲面修補變得如此輕松。</p><p>　?。?）焊件功能：僅僅選擇路徑即可快速

40、完成型材組構(gòu)焊件，自動生成下料清單，并統(tǒng)計材料類型與長度等等。</p><p>　?。?）材質(zhì)紋理：快速獲得重量、重心等數(shù)據(jù)，甚至不用渲染，僅僅使用表面紋理即可獲得滿意的真實視覺效果。</p><p>　　（10）尺寸關(guān)聯(lián)：通過建模過程中設(shè)定的關(guān)鍵數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。比如：當(dāng)改變軸承的型號時，相關(guān)的軸徑、軸承座等零件自動變化，無須單獨修改。</p><p>　　（11）自定義

41、資源：含有多種項目的自定義資源極大地提高設(shè)計效率，比如：在軸上開一個圓頭建槽，或是在管端生成一個法蘭，僅僅通過拖放、選參數(shù)、確定等三到五次鼠標點擊即可完成。</p><p>　?。?2）裝配：僅僅是拖放即可自動建立合適的配合關(guān)系，智能零部件與扣件還能自動調(diào)整參數(shù)以適應(yīng)裝配需要，天生就具備動態(tài)模擬的能力，甚至能模仿真實碰撞致動的效果。多達四十萬件的大型裝配也通過了測試。使用圖塊，在裝配中更方便地進行自頂而下的設(shè)計工

42、作，使得總體布局草圖兼?zhèn)浜啙嶌`活而詳細的能力。</p><p>　?。?3）工程圖：零件與裝配體的工程圖都是自動投影生成，自動填寫標題欄，可控地自動投影尺寸，還能根據(jù)不同的配置，給出零件不同狀態(tài)的工程圖，為工藝準備帶來極大便利。并且完全支持圖層、線型等二維CAD能力，并能生成二維CAD可讀的文件。</p><p>　?。?4）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：SolidWorks配有豐富的數(shù)據(jù)接口，含有自動修復(fù)模

43、型能力，它所能夠打開以及轉(zhuǎn)出的數(shù)據(jù)格式也許是最多的，比如：它能直接打開PRO/E文件，并讀取特征使之成為可編輯的SolidWorks模型。</p><p>　　2.3 ADAMS簡介</p><p>　　ADAMS，即機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，該軟件是美國MDI公司(Mechanical D

44、ynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機分析軟件。目前，ADAMS己經(jīng)被全世界各行各業(yè)的數(shù)百家主要制造商采用。根據(jù)1999年機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料，ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了51%的份額，現(xiàn)已經(jīng)并入美國MSC公司。</p><p>　　ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)理論中的拉格郎日方程方

45、法，建立系統(tǒng)動力學(xué)方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。ADAMS軟件的仿真可用于預(yù)測機械系統(tǒng)的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。</p><p>　　ADAMS一方面是虛擬樣機分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學(xué)、運動學(xué)和動力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可

46、以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具平臺。</p><p>　　ADAMS軟件由基本模塊、擴展模塊、接口模塊、專業(yè)領(lǐng)域模塊及工具箱5類模塊組成，如表3-1所示。用戶不僅可以采用通用模塊對一般的機械系統(tǒng)進行仿真，而且可以采用專用模塊針對特定工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的問題進行快速有效的建模與仿真分析。</p><p>　　表2-1 ADAMS軟件模塊</p><p

47、>　　下面分別介紹幾種ADAMS軟件模塊：</p><p>　　（1）用戶界面模塊(ADAMS/View)</p><p>　　ADAMS/View是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一，采用以用戶為中心的交互式圖形環(huán)境，將圖標操作、菜單操作、鼠標點擊操作與交互式圖形建模、仿真計算、動畫顯示、優(yōu)化設(shè)計、X－Y曲線圖處理、結(jié)果分析和數(shù)據(jù)打印等功能集成在一起。</p><

48、p>　　ADAMS/View采用簡單的分層方式完成建模工作。采用Parasolid內(nèi)核進行實體建模，并提供了豐富的零件幾何圖形庫、約束庫和力/力矩庫，并且支持布爾運算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函數(shù)。除此之外，還提供了豐富的位移函數(shù)、速度函數(shù)、加速度函數(shù)、接觸函數(shù)、樣條函數(shù)、力/力矩函數(shù)、數(shù)據(jù)元函數(shù)、若干用戶子程序函數(shù)以及常量和變量等。</p><p>　　(2) 后處理模塊（ADA

49、MS/PostProcessor）</p><p>　　MDI公司開發(fā)的后處理模塊ADAMS/Postprocessor，用來處理仿真結(jié)果數(shù)據(jù)、顯示仿真動畫等。既可以在ADAMS/View環(huán)境中運行，也可脫離該環(huán)境獨立運行。</p><p>　　ADAMS/PostProcessor的主要特點是：采用快速高質(zhì)量的動畫顯示，便于從可視化角度深入理解設(shè)計方案的有效性；使用樹狀搜索結(jié)構(gòu)，層次清晰

50、，并可快速檢索對象；具有豐富的數(shù)據(jù)作圖、數(shù)據(jù)處理及文件輸出功能；具有靈活多變的窗口風(fēng)格，支持多窗口畫面分割顯示及多頁面存儲；多視窗動畫與曲線結(jié)果同步顯示，并可錄制成電影文件；具有完備的曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：如均值、均方根、極值、斜率等；具有豐富的數(shù)據(jù)處理功能，能夠進行曲線的代數(shù)運算、反向、偏置、縮放、編輯和生成波特圖等；為光滑消隱的柔體動畫提供了更優(yōu)的內(nèi)存管理模式；強化了曲線編輯工具欄功能；能支持模態(tài)形狀動畫，模態(tài)形狀動畫可記錄的標準圖形文

51、件格式有：*.gif，*.jpg，*.bmp，*.xpm，*.avi 等；在日期、分析名稱、頁數(shù)等方面增加了圖表動畫功能；可進行幾何屬性的細節(jié)的動態(tài)演示。</p><p>　　ADAMS/PostProcessor的主要功能包括：為用戶觀察模型的運動提供了所需的環(huán)境，用戶可以向前、向后播放動畫，隨時中斷播放動畫，而且可以選擇最佳觀察視角，從而使用戶更容易地完成模型排錯任務(wù)；為了驗證ADAMS仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的有效

52、性，可以輸入測試數(shù)據(jù)，并測試數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進行繪圖比較，還可對數(shù)據(jù)結(jié)果進行數(shù)學(xué)運算、對輸出進行統(tǒng)計分析；用戶可以對多個模擬結(jié)果進行圖解比較，選擇合理的設(shè)計方案；可以幫助用戶再現(xiàn)ADAMS中的仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)，以提高設(shè)計報告的質(zhì)量；可以改變圖表的形式，也可以添加標題和注釋；可以載入實體動畫，從而加強仿真分析結(jié)果數(shù)據(jù)的表達效果；還可以實現(xiàn)在播放三維動畫的同時，顯示曲線的數(shù)據(jù)位置，從而可以觀察運動與參數(shù)變化的對應(yīng)關(guān)系。 </p>

53、;<p>　?。?）Solidwoks接口模塊（Mechanical/Pro）</p><p>　　Mechanical/Pro是連接Solidwoks與ADAMS之間的橋梁。二者采用無縫連接的方式，使Solidwoks用戶不必退出其應(yīng)用環(huán)境，就可以將裝配的總成根據(jù)其運動關(guān)系定義為機構(gòu)系統(tǒng)，進行系統(tǒng)的運動學(xué)仿真，并進行干涉檢查、確定運動鎖止的位置、計算運動副的作用力。</p><

54、p>　　Mechanical/Pro是采用Pro/Develop工具創(chuàng)建的，因此Solidwoks用戶可以在其熟悉的CAD環(huán)境中建立三維機械系統(tǒng)模型，并對其運動性能進行仿真分析。通過一個按鍵操作，可將數(shù)據(jù)傳送到ADAMS中，進行全面的動力學(xué)分析。</p><p>　　(4)啄木鳥玩具動力系統(tǒng)工具箱（ADAMS/Landing Gear）</p><p>　　啄木鳥滾輪工具箱是專門用來

55、構(gòu)造啄木鳥前進和禁止軟件環(huán)境，不但能夠創(chuàng)建紅魚滾動系統(tǒng)的數(shù)字化功能樣機，而且能夠在各種試驗條件下分析、測試這些數(shù)字化功能樣機。啄木鳥滾動工具箱能夠真實地仿真多個子系統(tǒng)及組裝后的整機性能。用戶利用啄木鳥擺動模塊，能夠迅速準確地建模，并有充裕的時間來考慮不同的設(shè)計方案對性能的影響規(guī)律，以便更加全面地了解各種滾動條件下啄木鳥擺動工具的性能，極大程度地拜動工具設(shè)計方案的決策風(fēng)險。</p><p>　　啄木鳥工具箱能以更低

56、的成本和更快的速度細化模型，準確地重復(fù)相同的試驗/仿真來重新評估設(shè)計方案變化后的效果；不同部門(包括零、部件供應(yīng)商和用戶)之間能夠共享成果，從而快速有效地傳遞工程信息；能夠驗證模型部件和模型子系統(tǒng)的有效性，把不可知因素減至最低；能夠提供多樣化的分析方法使用戶更快、更方便地進行分析工作；能夠與CAD和FEM軟件進行數(shù)據(jù)交換。</p><p>　　3 基于ADAMS的啄木鳥玩具的建模</p><p

57、>　　3.1啄木鳥玩具的測繪</p><p>　　3.1.1 測繪目的</p><p>　　通過對啄木鳥玩具模型的拆裝與觀察，了解其整體結(jié)構(gòu)、設(shè)計布局及傳動方案，了解各組成部分的作用，從而繪制啄木鳥玩具的二維、三維零件草圖及裝配圖。</p><p>　　3.1.2 測繪工具</p><p>　　啄木鳥玩具模型、游標卡尺、鋼尺、鉛筆及草稿

58、紙。</p><p>　　3.1.3 測繪步驟</p><p>　　(1) 分析各零部件的構(gòu)造、功能、類型，并分出標準件和非標準件；對標準件，要測量出其基本尺寸，然后查有關(guān)的國家標準確定其代號；對于非標準件要繪制草圖，測量、標注尺寸。</p><p>　　(2) 仔細觀察啄木鳥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并分析其零部件間相互位置關(guān)系，確定其傳動方式。繪制出機構(gòu)傳動示意圖。</

59、p><p>　　(3) 拆卸零件并觀察分析各零件的作用、結(jié)構(gòu)、周向定位、軸向定位、間隙調(diào)整、等問題，把各零件編號并分類放置，并進行裝配。</p><p>　　3.1.4 繪制零件草圖</p><p>　　啄木鳥玩具測繪零件草圖（部分）如圖3-1到3-5所示：</p><p>　　圖3-1 啄木鳥 </p><p>&

60、lt;b>　　圖3-2 前殼</b></p><p><b>　　圖3-3 發(fā)條</b></p><p><b>　　圖3-4 鳥腳</b></p><p><b>　　圖3-5 翅膀</b></p><p>　　3.2啄木鳥玩具的三維建模與裝配<

61、/p><p><b>　　3.2.1建模</b></p><p>　　這只啄木鳥比較簡單，大約有7個零件。建模之前應(yīng)仔細推敲它們的結(jié)構(gòu)，分析它們是由哪些基特征組成的，盡量用基本特征來完成一些特殊特征實現(xiàn)的操作，這樣以便于修改。以下是幾個零件的建模過程（建模過程中，可能用到的命令：拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合；復(fù)制、陣列、鏡像；孔、倒角、抽殼、筋、拔模）：</p>

62、<p>　　3.2.1.1曲面外殼</p><p><b>　　1.畫曲面的方法</b></p><p>　　a.在紙上繪出曲面的大致輪廓</p><p>　　b. 用銅絲或者鐵絲等距的測出曲面圓的形并且確定其高度，在軟件里，先建四個等距的曲面，畫圓弧，再創(chuàng)建曲面。</p><p><b>　　2.

63、建模過程</b></p><p>　　a.創(chuàng)建四個等距的輔助平面，分別畫如圖3-6到3-7所示的草圖。</p><p>　　b.然后放樣拉伸時之成為一個實體。</p><p>　　c. 然后實體進行抽殼處理</p><p>　　d.最后進行裁剪得到如下所示圖形：</p><p><b>　　圖3-

64、6 前殼</b></p><p><b>　　圖3-7 后殼</b></p><p>　　3.2.1.2發(fā)條箱的建模</p><p><b>　　建模過程：</b></p><p>　　a:先畫出最底面的草圖，然后拉伸合適的高度。</p><p>　　b.在最底

65、面的兩端分別畫兩個圓，在拉伸合適高度，與a的圖求和。</p><p>　　c.再在最地面的側(cè)面畫出如圖“u”型的草圖，然后拉伸合適的厚度，得到三維模型。</p><p><b>　　圖3-8</b></p><p>　　最后圖形如下圖所示：</p><p><b>　　圖3—9 發(fā)條</b><

66、/p><p>　　3.2.1.3 翅膀的建模 </p><p><b>　　建模過程</b></p><p>　　先畫出一個矩形，再拉伸。</p><p>　　再在矩形的基礎(chǔ)上切除多余的部分。</p><p>　　在矩形側(cè)面拉一個圓柱。</p&g

67、t;<p>　　再畫出翅膀的扇形草圖，拉伸，再切除掉多余的部分。</p><p><b>　　圖3—10</b></p><p>　　最后圖形如下圖所示：</p><p><b>　　圖3—11 翅膀</b></p><p>　　3.2.1.4 腳的建模

68、 </p><p><b>　　建模過程如圖所示</b></p><p>　　a:先畫出最底面的草圖，然后拉伸合適的高度。</p><p>　　b.在最底面正面斜向上拉個長方形的切面。</p><p>　　c.再切除多余的部分，打孔，然后拉伸合適的厚度，得到三維模型。</p><p&

69、gt;　　最后圖形如下圖所示：</p><p><b>　　圖3—12 腳</b></p><p><b>　　3.2.2 裝配</b></p><p>　　啄木鳥玩具的裝配過程是比較煩瑣的，因為它的曲面定位比較復(fù)雜。但是，它的裝配過程有一定的規(guī)律可循。以下是啄木鳥玩具的裝配過程：</p><p>

70、　　打開solidworks軟件，點擊新建，創(chuàng)建新的文件，然后點擊裝配體，單擊確定。就可以裝配零件了。</p><p>　　啄木鳥玩具的裝配過程：</p><p>　　將發(fā)條放在啄木鳥后殼里，調(diào)出合適的匹配關(guān)系。</p><p>　　再把腳掛在發(fā)條的傳裝置上，合理的讓其固定。</p><p>　　將兩個翅膀放入到曲面外殼的插槽里，在軟件里利用

71、合適的配合。</p><p><b>　　圖3—13</b></p><p>　　最后啄木鳥完整裝配圖如下：</p><p><b>　　圖3—14 啄木鳥</b></p><p>　　4 啄木鳥玩具的運動學(xué)仿真</p><p>　　4.1 啄木鳥挺玩具的運動原理</p

72、><p>　　啄木鳥玩具主要是由發(fā)條帶動齒輪轉(zhuǎn)動，使腳向前運動；發(fā)條轉(zhuǎn)動完成以后，致使齒輪停止轉(zhuǎn)動。腳運動時，帶動連桿前后運動 </p><p>　　4.2啄木鳥玩具的傳動系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　啄木鳥玩具傳動系統(tǒng)原理框圖如圖所示：</p><p>　　4.3 啄木鳥玩具的運動學(xué)仿真</p><p>　　4.3.

73、1 導(dǎo)入幾何模型</p><p>　　把啄木鳥玩具的三維視圖由Solidwoks導(dǎo)入ADAMS軟件中，首先把Solidwoks里的三維裝配圖以*x_t的格式保存（如圖4-1）</p><p><b>　　圖4—1</b></p><p>　　接著打開ADAMS軟件把所保存文件導(dǎo)入ADAMS軟件中（圖4-1） </p><p&

74、gt;<b>　　圖4—2</b></p><p><b>　　圖4—3</b></p><p>　　導(dǎo)入后的模型如圖4-4. </p><p><b>　　圖4-4 </b></p><p>　　4.3.2更改各個零件的顏色和名稱</p><p>　　

75、為了便于區(qū)分各個構(gòu)件，需要更改其顏色和名稱。</p><p>　　更改模型中所有零件的名稱如圖4-5,4-6</p><p><b>　　圖4-5 改名圖</b></p><p><b>　　圖4-6</b></p><p>　　更改名稱后的模型如圖4-7所示。</p><p&g

76、t;<b>　　圖4-7</b></p><p>　　4.3.3 施加約束</p><p>　　牙箱跟后殼添加固定副，如圖4-8所示：</p><p>　　圖4-8 固定約束圖</p><p>　　翅膀跟外殼之間添加的轉(zhuǎn)動副，如圖4-9所示：</p><p>　　圖4-9 轉(zhuǎn)動約束圖</p&

77、gt;<p>　　腳與傳動桿之間添加碰撞副，如圖4-10所示：</p><p><b>　　圖4-10</b></p><p>　　圖4-11 碰撞約束圖</p><p><b>　　圖4-12</b></p><p>　　施加完所有約束后，就可以對啄木鳥的運動進行仿真了。如圖4-13

78、所示：</p><p><b>　　圖4-13 仿真圖</b></p><p><b>　　5 結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　5.1 結(jié)論</b></p><p>　　2012年9月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計，時至今日，設(shè)計已經(jīng)基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入

79、狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個設(shè)計過程離不開宋老師指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助。</p><p>　　9月初，在指導(dǎo)老師的推薦下選擇了自己的畢業(yè)設(shè)計題目，即基于ADAMS的啄木鳥玩具的機構(gòu)運動仿真。</p><p>　　9月份中旬開始要進行設(shè)計的工作了。首先，要對啄木鳥玩具進行測繪；測繪就需要對啄木鳥玩具進行拆解。在拆解前，我對啄木鳥玩具運動進行了錄制，錄下了啄木鳥玩具運動的全過程，以便日后設(shè)計工

80、作的需要。拆解時的每一步都要進行拍照，給每一個零件編號，以便于安裝。然后，對每一個零件進行測繪，畫出三維圖；由于這些零件大多都很小，所以在測量時要非常的認真。畫出各個零件圖之后要進行裝配。</p><p>　　裝配完之后就要對啄木鳥玩具進行仿真，這也是我的最主要的任務(wù)。以前沒有學(xué)過仿真，所以剛開始接觸真有點茫然。老師讓我不用怕，教我學(xué)會ADAMS軟件，用這個軟件進行仿真。首先，要把在Solidwoks里畫的三維裝

81、配圖導(dǎo)入ADAMS軟件中。為了便于區(qū)分各零件，我對各個零件進行了顏色和名字的更改。其次，要對各個活動構(gòu)件施加約束。在加約束之前要分析青蛙打挺玩具的運動方式。</p><p>　　在整個過程中我學(xué)到了很多新的知識，也增長了見識。在以后的日子里，我更要不斷的學(xué)習(xí)，不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域中有所作為。</p><p><b>　　5.2 展望</b></p>

82、;<p>　　隨著國內(nèi)外科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，啄木鳥玩具在技術(shù)上也有了很大的進步。為了使啄木鳥玩具在技術(shù)上有更大的突破，可以這樣做：</p><p>　　第一，可以在啄木鳥具內(nèi)部裝一個電力裝置，使其運動更便利；</p><p>　　第二，給啄木鳥玩具裝上能轉(zhuǎn)彎的系統(tǒng)，使其在轉(zhuǎn)彎的時候更靈活。</p><p>　　第三，啄木鳥玩具也可以從降低價格、減少組裝、免

83、除測試、提高安全性等方面進一步的進行研究和開發(fā)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在完成論文之際，我要深深地感謝在這次畢業(yè)設(shè)計過程中給予過幫助和指導(dǎo)的老師和同學(xué)們。</p><p>　　首先，要衷心感謝宋老師的知道和幫助。今天我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計和論文的寫作，無不凝聚著宋老師的心血與汗水。老師在畢業(yè)設(shè)計的選題

84、，研究方案的確定以及具體的實施過程都給予了周密的指導(dǎo)，他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和系統(tǒng)的科研思路讓我受益終生。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，老師很有責(zé)任心，給我了很多建議，讓我的畢業(yè)設(shè)計能夠完成的更好。其次，要感謝研究生學(xué)長。他給我信心與動力，讓我對畢業(yè)設(shè)計有了很好的信念。再次，要感謝跟我一組的同學(xué)們。他們陪伴了我?guī)讉€月，在這幾個月里相互討論，相互學(xué)習(xí)，共同進步。</p><p><b>　　參考文獻</b>

85、</p><p>　　[1] 林楓 周兆早. 中外玩具制造. 廣東: 《中外玩具制造》雜志社出版，2006年12月。</p><p>　　[2] 劉國梁 Solidwoks2006中文版教程. 科學(xué)出版社，2006年。 </p><p>　　[3] 孫小撈 祈和義 Soildworks裝配體建模. 北京： 機械工業(yè)出版社，2005年。</p>

86、<p>　　[4] 董西軍Soildworks參數(shù)化設(shè)計：機械制造與自動化；2007年.</p><p>　　[5][馬太輝.基于SolidWorks三維軸系零件結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計與開發(fā). 北京： 機械工業(yè)出版社.2006年。</p><p>　　[6] 李京奎 基于Soildworks的參數(shù)化設(shè)計 機械出版社2007年。</p><p>　　[7]