基于solidworksmotion的铅球收集器抓取机构的运动仿真分析

    0　引言

    传统上，对运动机构的多采用图解法、解析法、实验法等。但随着计算机软、硬件的发展，使计算机软件进行分析变得十分便捷和经济，同时由于计算机仿真技术得到的结果能够满足工程实践的要求，其高度的可靠性已经成为机构分析过程中不可缺少的环节。充分利用仿真技术进行运动学、动静力学析，能够为机构设计过程中存在的问题提供支撑。

    本文先通过 建立铅球抓取机构各零件三维模型及装配关系，进入 motion 模块建立运动仿真模型。通过调整相关参数以达到理想运动效果，确定出机构运行过程中所需条件，模拟实际工作状态下各构件的位移、速度情况。

    1　 软件中motion 模块简介

    /Motion 模块即运动分析模块， 是基本Windows 环境集参数化三维实体建模及装配、机构运动仿真、运动干涉检查、优化设计等功能于一体，提供了一个无缝的多功能应用分析平台。 /Motion 使用运动分析 精确模拟并分析装配体的运动，同时合成运动算例单元的效果（包括力、弹簧、阻尼以及摩擦）。其中在装配关系确定后，每个运动分析方式可独立进行，不会对装配关系产影响，并且跟据运动仿真结果可方便的修改三维实体，更新装配和运动仿真模型。

    图1　运动求解分析过程

    分析的操作一般步骤可分为3 个阶段进行：

    （1）前处理步骤；创建分析模型，包括零部件三维模型的建立、装配模型的建立、仿真模型的建立（包括定义运动驱动、接触设置、键码设置等）。

    （2）运动求解分析过程；每个时间步长中，程序使用改进的Newton-Raphson 迭代法进行求解。通过非常小的时间步长，根据零件的初始状态或前一时间步长的结果，软件可以预测一下时间的状态。

    （3）后处理步骤。解释分析结果并输出数据文件，转化成画机构运动、图表、力。

    2　铅球抓取机构运动仿真分析

    2.1　问题描述

    抓取机构包括抓取推杆上下运动、抓斗合拢抓取运动。本实例主要是通过设置合适的各项参数，以协调两运动来完抓取功能。

    利用 三维建模功能，分别建立各构件三维模型，并在装配模块中按配合关系建机构装配模型。具体如图2所示。