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标题: 那一年系列之：机构运动仿真（2016年上） [打印本页]
作者: muoubear* 时间: 2018-12-9 14:18
标题: 那一年系列之：机构运动仿真（2016年上）
今天我翻看QQ空间的相册的时候，发现自己不知不觉玩运动仿真已经两年多了，每一次做好的运动仿真动图，我都会第一时间放到空间相册，现在再次看到这些动图，我都能想到当时的很多东西，当时看过那些文章，有过什么灵感等等，我大概看了下，差不多有两百多张动图，有一部分的动图我有写过帖子，发布在UG爱好者论坛上面，而大部分都仅仅是以动图的形式，存在于我的相册里面。
今天的这篇推文，我会分享2016年上半年做得这些动图，每一张动图都有它的故事，这里我会对动图进行一个简单的说明，动图所包含的原理等等，以下动图按时间的先后顺序排列。
以下动图均为作者原创：
图1
这个应该是看了三环减速器资料做的一个仿真图，内外圈的曲线为圆弧相切，内圈是凸圆弧，外圈是凹圆弧，类似于内齿圈的齿轮啮合。
图2
原始资料上称以上原理为径差子减速器，两个少齿差的齿圈，分别和两个固结在一起的同心齿轮啮合，可以看出齿差数越少，减速比越大。
图3
原动图讲得是一个双边圆规，用到了两反平行四边形机构，我在此基础上做了改动，又多添加了两个反平行四边形机构，然后就变成上图的样子，类似于一个大鸟展翅飞翔的仿真。
图4
上图是参照网络动图所做，我称之为6足行走机器人，基本上也是按原图的比例绘制的连杆，可以看出，该行走机构一共用到了4个四杆机构，共用一个原动机作为动力。
图5
反平行四边是个很有意思的机构，它也可以看成是两个椭圆分别以各自的焦点为回转中心进行共轭啮合。我个人比较喜欢椭圆，感觉它比圆多了很多神秘的东西，也隐藏了很多不为人知的原理在里面，如果问你圆的周长公式是什么，学过几天数学的人，估计没人不知道吧，但是要是问你，椭圆的周长公式是什么？多少人说的出来？我也好奇过，查过百度，貌似目前还没有准确的椭圆周长公式，都只能提供一个接近值得公式，这也可能是我为什么一直对健身器械椭圆机情有独钟原因吧。
图6
这是宁波某公司1200T压力机的机构原理仿真，2015年机缘巧合在该公司现场呆了三个月之久，直到一年后再次看到以前工作时候拍得照片，才做了上图的动图仿真，2400T的压力机多了一副辅助连杆，基本结构差不多的样子。
图7
如果让你6等分一个球体，你会怎么做，只有一种做法么？跟剥橘子一样？如果限定了，不允许过球体的两极6等分球体呢？没错，等分方案如上面的动图所示，是不是很意外，很惊喜有木有。
图8
有段时间很痴迷工业机器人，借了本工业机器人入门扫了一下盲，6自由度机器人的仿真就新鲜出炉了，只不过以上的动作轨迹是没有目的性的，6个电机分别用了6个回转副代替，驱动用了6个简谐函数。
图9
上图参考了可变大变小圆桌的网络科普视频，这个是4等分桌的机构仿真，还有一个6等分桌的机构仿真，我后面也有做仿真，比这个更精细一些，给大家简要讲一下这个变大变小的原理，其实就是多个相同的曲柄滑块机构，滑块往外滑动的时候，也就是圆桌变大的过程，滑块往内滑动的时候就是圆桌复原变小的过程，实际工作带动滑块的连杆是有一定弧度的，避免工作的时候相互干涉。
图10
这个是并联机器人，3个控制方位的电机，1个控制末端的旋转电机，用到了4组万向节连接终端执行器（图中紫色的旋转片体）。
图11
图12
这两张图的仿真灵感来自于异性齿轮啮合，即所谓的共轭曲线啮合，图上的轨迹当时是反复数据尝试，追踪出来的，也是我玩共轭曲线的启蒙习作，今年的年初我有写过一篇关于求任意曲线共轭曲线的文章，发布在本公众号上，感兴趣的朋友可翻看历史消息，查找相关内容。
图13
图14
这两张图是在某台资油缸厂见到的其两种产品，结合查阅的部分相关资料，用ug仿真模块所做的仿真，还有一种纯气动增压缸，一直没有机会见他们装配该产品，查阅的相关资料讲得我也没搞太明白，如果有懂行的朋友可以留言一起探讨一下。
图13为倍力缸的内部原理结构，通过添置两个活塞，巧妙的增加了受力面积，但是工作行程却只能为普通等长度缸的一半。
图14为气液增压缸的工作原理图，黄色示意为液压油，当储液筒通气后，储液筒液面下降，液压油进入到工作油缸，工作油缸活塞杆快速伸出一定距离，此时工作油缸正上方的气缸再通气向下，气缸的活塞杆向下，首先封锁储液筒与工作油缸的进油通道，然后再伸入到工作油缸缸筒内，使得工作缸油压增高，带动工作缸活塞向下运动，完成增压作业。
作者: muoubear* 时间: 2018-12-9 15:21
图15
图16
图17
图15至图17我称之为折叠房屋，是看到某公众号发布的一篇讲未来折叠类型房屋的视频，感觉很有创意，以上只是其中的两种类型折叠房屋的动图仿真，还有多种形式的折叠样式，因为时间等原因也没一一做出。
图18
等速万向节，一个叉子状的零件，一个流星锤一样的东西，再加上几颗钢珠（需要保持架），就可以很好的实现等速有角度工况需求，只有你亲自做了仿真，你才能感受到它的神奇之处，更深的理论我也讲不出来，只能说这个机构真的很厉害，此仿真我也是参考别人的动图所做。
有没有发现这张图清爽了很多，不再不像之前的动图，每一张上面都有连杆标识符，这个问题曾几何时困惑了我很长的一段时间，得益于无锡网友唐龙大咖的帮助，在他的点拨下，让我掌握了摆脱连杆标识符的方法，此后所有的仿真动图，我都隐藏掉了这些东西，这样就使得图面看起来清爽了不少。
图19
图20
图19，图20为3级行星减速器的运动仿真，该机构可以大幅度的降低转速并增大扭矩，就是三个一模一样的行星轮机构，一级串一级，上一级的行星架作为后一级行星轮动力的输入端。
图21
图22
图21是某小台企购买别人的压片机，一个压制封装线圈的设备，机构并不复杂，就几个电机带几个丝杆，上面的是上模具的压制电机，下面的两个分别是下模具和顶出机构的电机，大致工艺过程：送料，填粉，压制，起模顶出，取料。
图22是小台企前任设计师亲自设计的一款冲压送料机构，冲压与送料的配合，通过一个凸轮机构实现关联，该设备被台企老板视为技术含量很高的东西，一个自称有20多年设计出身的TW人，说话有点狂妄，说他们的设备精度都是微米级别的，我也就听听而已，你开心就好。
图23
一直以来我都对过山车的轨道很感兴趣，蜿蜒曲折，在网上搜索也找不到可以入手的资料，偶然找到一个名称为死亡过山车的模型图，一共有两个视角，根据原图，绘制了上图，上图大致分为4部分，主视图方向的抛物线曲线，7个圆弧相切的螺旋状曲线，俯视图方向的椭圆曲线，以上三部分曲线的过渡连接曲线。
过山车部分我用了16个小球彼此串联作为替代，为什么是16个而不是其他数字，原因很简单，这一年是2016年。
图24
上面的沙漏制作比较简陋，用几个小球替代漏沙，用的是UG的运动仿真模块完成，用过该模块碰撞的朋友应该懂得，球越多越是考验电脑的处理器，不过貌似现在的机电模块做碰撞这方面很强大，直接可以秒杀仿真模块，这个模块玩的不多，有机会了再去研究一下了。
图25
图26
图25，26是两个绘制椭圆轨迹的机构，正如我前面所说，椭圆这个迷人的小妖精，总是藏了那么多让你意想不到的的东西在里面，神秘而又不失婉约。
很长的一段时间，我一直在寻找各种绘制椭圆轨迹的机构，在某一本机构手册上面找到不下十种的轨迹机构，有些复杂的不要不要的，不知道以前的机构大师们都是怎么琢磨出来这些奇奇怪怪的机构出来的，不由得敬畏之心悠然而起，你我所理解的机械机构，跟大师们的机构概念根本就不在同一个数量级别上。
上面两个椭圆轨迹是我从众多机构种筛选出来比较简单的机构，讲真，到现在我也没理解，为什么这样一个机构，就能够绘制出华丽丽的椭圆轨迹出来。
图27
切贝谢夫铰链多杆步行机构，100多年前一个俄国人发明的机构，一个很完美的行走机构，一个电动机，带动4个相同的四杆机构，行走就变得这么简单，抬腿，迈步，落地，前行。一连串的动作只需要一个四杆机构就能实现，比前面的6足行走机构行走更加的优雅，信心满满有木有。
图28
图29
图28，29的两个共轭啮合的曲线为阿基米德螺旋线，空调压缩机使用的就是这样的压缩原理，一个苏州大金厂的操机小哥发了一张零件实物图，当时第一次听说这样的压缩机，然后去昆图找了一本相关的书看了一下，80%的东西看不懂，只选了对自己仿真有用的部分公式和数据，做了上面的仿真，现在写上面文字的时候，我已经忘记的一干二净了，不敢说比脸干净，最起码比兜里要干净。
图30
此图现在看来是有些粗糙了，这个是一个谐波减速器的参数动画，也是我玩参数动画以来比较难做得一个，此图的创作灵感来源于某爱好者论坛一个坛友发的两张谐波仿真动图，该作者没有给出仿真方案，从动图可以看出，用到了UG参数动画功能，当时对谐波减速器了解不太深，齿形也没有查阅手册资料，所以画的比较随意，此图只需要一个控制参数就能完成谐波运动的仿真，这个仿真，我在某论坛里面发布有帖子，本公众号前面有篇关于谐波减速器的参数仿真推文，动图比现在这个要精细很多，齿形也是按手册上面一步步做下来，不过仿真的原理都是一样的。
先写这么多吧，以上这些是我2016年上半年玩仿真差不多全部的记录了，下半年的我今天下午写出来，明天再发吧，写推文真的好花时间，从昨天晚上回来就开始写，一大早又跑到扬图这边来继续写，先发布出来，各位听故事的朋友喜欢的话，记得点赞哦，如果可以的话，希望大家分享出去，让更多喜欢机械动图的朋友来关注一下。
作者: 流星画雨* 时间: 2018-12-9 15:21
看来楼主酷爱机械，对机械原理情有独钟！对仿真这块操刀游刃有余，乃是我学习的楷模！望楼主不啬赐教，吾等必感恩谢德！
作者: muoubear* 时间: 2018-12-9 15:25
刚刚码完上面的帖子图片，因为图片大小的关系，大部分图片又重新编辑了下，花了不少时间。很感谢你的关注。
作者: 流星画雨* 时间: 2018-12-9 15:37
本人对于柔性仿真以及机电仿真一直希望学习和提高，今天看到楼主擅长大量的机构和柔性仿真，真是受益匪浅。感觉楼主真是高手中的高手！
一直以来，手表机构的仿真，特别是擒纵机构和游丝的仿真，是我的愿望，但苦于水平有限，没有能做出来。望楼主悉心研究，早日把手表的全部运动仿真做出来！以飨读者！
作者: muoubear* 时间: 2018-12-9 15:45
手表的仿真，个人觉得主要就是一个擒纵机构，和发条部分，借过手表维修的书看过，但是心不静，看不来，所以也没做仿真，花时间玩东西看缘分，没准那天有这方面的条件和心思了，就可以玩一下。
作者: 流星画雨* 时间: 2018-12-9 15:50
楼主说得也对，做一个复杂仿真，是需要心平气和，排除杂念的，不能有任何干扰。但我相信，楼主做这个一定是没有问题的。
作者: 675087305 时间: 2018-12-9 17:01
好犀利~~~
作者: 阿亮学长 时间: 2018-12-9 17:24
涨见识了，居然草图曲线也可以做仿真
作者: gsmfxsmy 时间: 2018-12-16 21:48
http://v.youku.com/v_show/id_XNzM0MDgwMzYw.html
机械手表发条+游丝运动仿真，
有广告贴的嫌疑。希望不要被追究。
补充内容 (2018-12-19 13:34):
这个仿真不是我做的。
作者: gsmfxsmy 时间: 2018-12-16 21:49
看到图1知道谐波轮怎么做的了。谢谢。
作者: 314731185 时间: 2018-12-17 10:01
支持一下~有教程就好了！
作者: 流星画雨* 时间: 2018-12-18 09:36
楼主的仿真实在厉害，在网上，我还没有看到过一个仿真比你做得更好的，应该说，在这个UG网上，您是我看到过的最顶级高手，能做到这个程度，水平应该是在教授级的或更高。我看到您的图，尤其是28图，这个能做出来，就应该没有什么做不成的了。什么柔性传动应该都可以做出来的。期望多多看到您在柔性仿真方面的作品，并虚心向您学习！
作者: 流星画雨* 时间: 2018-12-18 09:57
我看到过一个流体仿真，不知怎么做的，您看看：https://pan.baidu.com/s/1WitvIaR9pV1buZqvWvBfcA
作者: 流星画雨* 时间: 2018-12-18 11:19
前面分享的视频打不开太大了。现在我缩小了：链接：https://pan.baidu.com/s/1SKLumI6eVk31EbMCyg8RTQ
提取码：ds0k
复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦
作者: 1263401731 时间: 2018-12-19 10:21
涨见识了，居然草图曲线也可以做仿真
作者: gsmfxsmy 时间: 2018-12-19 14:03
机械手表那个不是我做的，路过看见了。
液体仿真的话，可能做不了那么真实。
nx帮助文件里面讲过模拟摇晃可乐瓶时，可乐瓶里液体的仿真，用的高级仿真+动态坐标系+混合体。
连接如下：
https://docs.plm.automation.siem ... _advanced:id1242077
在最后面，分析类型里，> 为瓶中晃动的水建模 (2:40)
分析类型
> 处理对称部件 (4:00)
> 执行轴对称分析 (5:01)
> 将温度结果映射到梁的结构分析 (3:15)
> 在映射中使用区域和目标集 (4:00)
> 创建用于测试规划的最佳激励器 (4:10)
> 对应变片应变花数据进行耐久性分析 (2:20)
> 计算应变历程的耐久性损伤 (3:15)
> 为瓶中晃动的水建模 (2:40)
> 对组件和印刷电路板执行热分析 (1:50)
> 执行大涡模拟 (LES) 湍流建模 (5:33)
连接网格划分
> 创建蛛网网格 (2:39)
> 使用圆形压印命令为蛛网网格准备孔 (2:30)
> 创建带螺孔的螺栓连接 (2:21)
> 创建带螺母的螺栓连接 (2:53)
作者: book520 时间: 2019-5-23 16:35
大神 请接受我的膜拜！这是我见过最牛逼的帖子，我该如何着手学习呢，请大师赐我心法
作者: ytm* 时间: 2019-9-3 10:34
真大神！
平时不怎么用到仿真这个模块，看了之后受到了不少启发！感谢！
作者: linglyj 时间: 2019-10-13 14:00
看来楼主酷爱机械，对机械原理情有独钟！对仿真这块操刀游刃有余，乃是我学习的楷模！望楼主不啬赐教，吾等必感恩谢德！
作者: qq411690186 时间: 2019-10-15 10:11
望楼主不啬赐教，吾等必感恩谢德！
作者: QQ1255855057 时间: 2019-10-17 08:57
好作品，必须点赞
作者: jieack 时间: 2020-4-24 15:42
两字，强大，支持楼主，这个能帮忙看看嘛，圆柱体为什么不能沿凸凹面运动
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2020-4-23.gif
(250.41 KB, 下载次数: 21)
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4.24.rar
484.46 KB, 下载次数: 1, 下载积分: G币 -1
作者: 陈大师 时间: 2020-5-7 16:09
非常不错
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