CN107742041B - 机械机心仿真方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械机心的仿真方法和装置。通过对机械机心进行模块化建模，组装成整体模型导入多体动力学仿真软件中，获取各元件的动力学参数以及仿真参数，得到动力学仿真结果。将仿真结果与实际运行结果进行对比分析，进而反复修正仿真参数，使得仿真结果满足机械机心实际运行情况，得到与实际运行情况相一致的机械机心整体动力学模型。通过建立符合实际运行过程的机械机心动力学模型，能得到机械机心中四大系统模块之间的影响关系以及得出影响机械机心整体运行情况的因素，分析这些影响关系与因素并进行优化，再通过软件优化机械机心零部件的结构与材料，进一步模拟优化机械机心整体性能，最终能有效地提升机械机心实际性能及质量。

Description

机械机心仿真方法和装置

技术领域

本发明涉及机械手表领域，特别是涉及一种机械机心的仿真方法和装置。

背景技术

在机械手表行业，我国对机械机心的研发进度比较迟缓，研发技术全方位落后瑞士、日本。劳动密集型与低成本低科技含量的产品在当代已经越来越缺乏竞争力。因此，迫切需要对国产机械机心，特别是基础机心的设计、生产以及装配等技术进行升级。

在传统的机械机心技术中，都是对机械机心传动系、擒纵调速系、振动系等子系统单独进行研究与分析，而且目前国内对机械手表基础机心的研发也没有太多技术积累，尤其是对机械机心整体走时精度的研究更是少之又少。对机械机心的某个子系统进行研究，会导致研究结果对机械机心的实际性能及质量的提升较低。

发明内容

基于此，有必要针对机械机心的实际性能及质量的提升较低的问题，提供一种能提高机械机心整体性能及质量的机械机心的仿真方法和装置。

一种机械机心的仿真方法，包括以下步骤：

获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；

对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型；

获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应；

根据所述动力学响应获得不同时刻的运行特征数值，并与实际测量值进行对比检查，获得比较结果；

根据比较结果反复对所述仿真参数进行调整并获得新的运行特征数值，直到最终的比较结果小于第一预设阈值。

在其中一个实施例中，所述输入所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应的步骤包括：

输入传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞参数，以获得传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力。

在其中一个实施例中，所述获得传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力的步骤之后还包括：

根据对所述传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力的分析，预测力的变化趋势，进而对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块的磨损及疲劳过程进行仿真。

在其中一个实施例中，所述根据所述动力学响应获得不同时刻的运行特征数值，并与实际测量值进行对比检查，获得比较结果的步骤具体包括：

根据仿真的机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比，获得仿真误差。

在其中一个实施例中，所述根据仿真的机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比，获得仿真误差的步骤之后还包括：

若所述仿真误差大于第二预设阈值，则对仿真参数进行修正，直到仿真误差小于第二预设阈值，获得仿真模型；

根据对所述仿真模型进行分析，获取影响所述机械机心瞬时日差的影响因素，从而根据所述影响因素对机械机心的结构与材料进行选择或修改，

其中，第一预设阈值包含了第二预设阈值。

在其中一个实施例中，所述根据仿真的机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比，获得仿真误差的步骤之前还包括：

根据对摆轮摆角时间关系曲线的分析，获得所述原动系三维模块内发条盒的某一输出力矩对应的摆轮稳定摆动时摆动周期数值，进而通过瞬时日差公式获得仿真的机械机心瞬时日差。

在其中一个实施例中，还包括步骤：

根据原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块的仿真结果对原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块内各个元件的尺寸及材料进行选择或修改，使所述比较结果小于第三预设阈值。

一种机械机心的仿真装置，包括：三维实体建模模块、动力学分析模块和处理模块，

所述三维实体建模模块用于获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；

对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型；

所述动力学分析模块用于获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应；

所述处理模块用于根据所述动力学响应获得不同时刻的运行特征数值，并与实际测量值进行对比检查，获得比较结果；

根据比较结果反复对所述仿真参数进行调整并获得新的运行特征数值，使最终的比较结果小于第一预设阈值。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项上述所述的机械机心的仿真方法。

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的机械机心的仿真方法。

上述机械机心的仿真方法和装置，通过将机械机心整体模型导入多体动力学仿真软件中，获取各元件的动力学参数以及仿真参数，得到仿真结果，对仿真结果进行分析，并反复调整仿真参数，使得最终的仿真结果满足机械机心实际运行情况，得到与实际运行情况相一致的机械机心整体模型。通过建立符合实际运行过程的机械机心模型，能得到机械机心中四大系统模块之间的影响关系以及得出影响机械机心整体运行情况的因素，分析这些影响关系和因素并进行优化，能有效地提升机械机心整体性能及质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施例中机械机心的仿真方法的流程图；

图2为一实施例中摆轮摆角时间关系曲线图；

图3为另一实施例中机械机心的仿真方法的流程图；

图4为一实施例中机械机心的仿真装置的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对机械机心的仿真方法和装置进行更全面的描述。附图中给出了机械机心的仿真方法和装置的首选实施例。但是，机械机心的仿真方法和装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对机械机心的仿真方法和装置的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在机械机心的仿真方法和装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，在一个实施例中，提供了一种机械机心的仿真方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤102，获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块。

具体地，在机械机心内，根据功能的不同将机械机心分为机械机心原动系统、传动系统、擒纵系统和振动系统，将四大子系统在三维建模平台中进行三维模块的建立。其中，机械机心原动系三维模块，用于机械机心的动力驱动；机械机心传动系三维模块，用于传递原动系三维模块的输出力矩；机械机心擒纵系三维模块，用于把传动系三维模块传递来的能量周期性地补充给振动系三维模块，使振动系三维模块因阻尼、碰撞及摩擦等因素而散失的能量得到补充；机械机心振动系三维模块，用于维持稳定的振动周期，并且通过周期性地控制擒纵系三维模块内擒纵叉的摆动反向控制擒纵系三维模块的转动速度，进而通过传动系三维模块中的轮系将固定转速传递给指针，最终实现计时目的。

例如，可以使用SolidWorks三维建模软件对四大子系统进行三维建模，获得机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块。

步骤104，对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型。

其中，机械机心原动系三维模块包括发条盒；传动系三维模块中涉及的齿轮包括中心轮、三轮和四轮三级齿轮，每级齿轮由齿轴和轮片组成；振动系三维模块包括游丝和摆轮；擒纵系三维模块包括擒纵轮、擒纵叉，擒纵叉又包括叉体和叉瓦。

在SolidWorks三维建模软件中，输入发条盒的尺寸及形状参数，获得原动系模块的三维模型；输入中心轮、三轮和四轮的尺寸及形状参数，获得传动系模块的三维模型；输入游丝和摆轮的尺寸及形状参数，获得振动系模块的三维模型；输入擒纵轮、擒纵叉的尺寸及形状参数，获得擒纵系模块的三维模型。

进一步地，在SolidWorks三维建模软件中，将原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块及振动系三维模块进行高精度装配，并将原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块及振动系三维模块装配在机心主夹板上，得到机械机心模型。

步骤106，获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应。

将装配好的机械机心模型，导入ADAMS多体动力学仿真软件中。在ADAMS多体动力学仿真软件中输入械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中发条盒、齿轮、游丝、摆轮、擒纵轮、擒纵叉叉体和叉瓦等所有机械机心元件的材料密度、弹性模量、泊松比、阻尼系数等。并对原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块及振动系三维模块中的各个元件设置转动约束与固定约束。同时，还要输入机械机心模型的仿真参数，如时间步长与摩擦参数。

当机械机心模型所有的参数值都设置完毕后，开始对机械机心模型进行动力学仿真，得到ADAMS多体动力学仿真软件仿真出的机械机心模型在运行过程中的动力学响应参数。

步骤108，根据所述动力学响应获得不同时刻的运行特征数值，并与实际测量值进行对比检查，获得比较结果。

根据ADAMS多体动力学仿真软件计算出的机械机心模型的动力学响应数值，进一步推导得出其它有用的运行特征数值。例如运行特征数值可以为原动系三维模块的输出功率、传动系模块的输出功率或者传动系三维模块的传动效率等数值。将这些数值与实际试验测出的测量值进行比较，获得所需的比较结果。

步骤110，根据比较结果反复对所述仿真参数进行调整并获得新的运行特征数值，直到最终的比较结果小于第一预设阈值。

对获得的比较结果进行分析，进而调整机械机心模型的仿真参数，如时间步长和摩擦参数。对仿真参数调整完毕后，返回步骤106，再一次重复步骤106至步骤110，直到最终得到的比较结果小于预先设置的第一预设阈值，不再进行循环。其中，第一预设阈值可根据仿真的精度进行设置，通过控制比较结果得到符合实际机械机心的参数值。

上述机械机心的仿真方法，将机械机心整体模型导入多体动力学仿真软件中，获取各元件的动力学参数以及仿真参数，得到仿真结果，对仿真结果进行分析，并反复调整仿真参数，使得最终的仿真结果满足机械机心实际运行情况，得到与实际运行情况相一致的机械机心整体模型。通过建立符合实际运行过程的机械机心模型，得到机械机心内四大子系统模块之间的影响关系以及影响机械机心整体运行情况的因素。进一步地分析这些影响关系和因素并进行优化，能有效地提升机械机心实际性能及质量。并且以机械机心整体作为对象，通过在计算机上进行模拟，用极低成本的方式预测并优化机心最后的整体性能，才能有的放矢，优化零部件结构及材料，最终达到提升机心走时质量的目的。

在具体地一个实施例中，步骤106包括：针对原动系三维模块，其输出力矩通过试验测量所得。通过钟表行业专用的发条力矩测试仪测得对应发条盒在不同时刻的输出力矩数值，将这些数值作为仿真模型中原动系三维模块的输出力矩值，并结合ADAMS多体动力学仿真模拟软件计算出的发条盒转动速度，得出原动系三维模块的输出功率。

因不同于一般的齿轮传动系统，机械机心传动系统是一个传动比非常大的增速机构。在ADAMS多体动力学仿真软件中，计算机械机心传动系三维模块所含齿轮的角位移、角速度以及角加速度等运动状态的数值，以及齿轮间啮合力。进一步得出传动系模块的输出功率，根据原动系三维模块的输出功率与传动系三维模块的输出功率计算机械机心传动系三维模块的传动效率。

针对擒纵系三维模块，在ADAMS多体动力学仿真软件中，计算该模块在释放阶段、传冲阶段和垂落阶段的角速度、角加速度，以及碰撞力的变化情况。

在振动系三维模块中，采用ADAMS多体动力学仿真软件计算游丝摆轮的摆角、角速度等运动状态数值，以及相关碰撞力等，分析游丝摆轮部件摆角与时间关系。

通过输入机械机心模型内各元件的动力学参数，考虑到所有影响机械机心性能的因素，最终使得到的仿真模型满足机械机心实际运行情况。通过输入所有元件的动力学参数，计算出的仿真结果精度高，有利于提升机械机心整体的性能。

在其中一个实施例中，步骤106还包括：输入传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞参数，以获得传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力。

具体地，在ADAMS多体动力学仿真软件中，对传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间进行碰撞设置。输入目标元件的等效碰撞刚度、等效碰撞阻尼及碰撞过程中的摩擦系数，将广义碰撞力作为主动力置于动力学微分方程右侧，从而计算出传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力。

通过对机械机心模型在运行过程中进行碰撞力的计算，考虑了实际碰撞过程中的摩擦损耗和阻尼，可以得到更符合实际的机械机心的运行特征数值，进一步提高了仿真精度。

在其中一个实施例中，该方法包括具体步骤：根据对所述传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力的分析，预测力的变化趋势，进而对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块的磨损及疲劳过程进行仿真。

对整体机械机心系统的碰撞力进行分析，为以后的磨损、疲劳模拟留下接口，方便二次开发。获得机械机心模型运行过程中碰撞力的变化过程，为进一步的磨损、疲劳模拟提供数据支撑。

在其中一个实施例中，步骤108具体包括：根据仿真的机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比，获得仿真误差。

具体地，根据对摆轮摆角时间关系曲线的分析，获得原动系三维模块内发条盒的某一输出力矩对应的摆轮稳定摆动时摆动周期数值，进而通过瞬时日差公式获得仿真的机械机心瞬时日差。其中，原动系的输出力矩根据试验确定，通过发条力矩测试仪对发条输出力矩的检测获得。

请参阅图2，根据图中摆轮摆角时间关系，获得在特定原动系输出力矩的条件下，摆轮稳定摆动时摆动周期数值，通过下列公式(1)计算出在该特定原动系输出力矩的条件下的瞬时日差。

m＝(T-P)×f×3600×24 (1)

其中，m是瞬时日差(单位：秒)，P是机械表测试仪测量出的或计算机仿真模型计算出的摆轮瞬时的振动周期(单位：秒)，T是理论上的摆轮振动周期(单位：秒)，f是摆轮振动频率(单位：赫兹)。

瞬时日差是衡量机械手表走时快慢的数据。在本实施例中，计算得出瞬时日差，填补了目前国内暂无预测机械机心瞬时日差模型的空白。并且，针对发条力矩变化对瞬时日差的影响进行了计算，与试验数据对比，具有高度的一致性。因此，在反复与试验数据对比的过程中，提高了仿真模型的准确性。

在其中一个实施例中，包括步骤：若仿真误差大于第二预设阈值，则对仿真参数进行修正，直到仿真误差小于第二预设阈值，获得仿真模型；根据对仿真模型进行分析获取影响所述机械机心瞬时日差的影响因素，从而根据影响因素对机械机心的结构与材料进行选择或修改。

在ADAMS多体动力学仿真软件计算的瞬时日差与在同等原动系输出力矩前提下，试验实际测出的机械机心瞬时日差进行对比，反复修正优化仿真参数，直到获得与实际试验数据吻合或满足仿真误差范围的仿真模型。其中，第二预设阈值可根据仿真的精度进行设置，通过控制仿真误差得到符合实际机械机心的参数值。第一预设阈值包含第二预设阈值。

进一步地，基于建立的与实际试验数据吻合或满足仿真误差范围的仿真模型，分析影响机械机心瞬时日差的主要因素，进而便于改变机械机心的零件尺寸或材料，进一步减小瞬时日差。通过对结构与材料设计的优化，提升了机械机心实际性能及质量。

通过对机械机心关键零部件尺寸及材料进行优化模拟，以解决在机械机心实际生产过程中，当直接改变零件尺寸，或选择其他材料，不仅成本巨大，而且还不能保证最后的性能提升的问题。因此，本方法能够降低研发成本，提高生产效率，提升机心产品质量。

在其中一个实施例中，对原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块进行仿真，以根据原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块的仿真结果对原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块内各个元件的尺寸及材料进行选择或修改使所述比较结果小于第三预设阈值。

在本实施例中，可以对原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块进行分块模拟，即对每个子系统模块单独进行仿真研究。当需要单独对其中若干个子系统模块进行研究时，可单独对一个或几个子系统进行三维建模，研究子系统模块对机械机心走时精度的影响。其中，第三预设阈值可以根据仿真的精度进行设置，便于得到符合实际的机械机心各子系统模块的参数值。

具体地，单独对原动系模块进行研究时，在三维建模软件中建立原动系的三维模型。在多体动力学仿真软件中定义发条盒的材料密度、弹性模量、泊松比，并设置转动约束、固定约束，计算发条盒角位移、角速度以及角加速度等运动状态的数值，结合发条盒的输出力矩计算出原动系模块的输出功率，进而对原动系三维模块及原动系三维模块内各元件进行的尺寸及材料进行选择或修改。

单独对传动系模块进行研究时，在三维建模软件中建立传动系的三维模型。在多体动力学仿真软件中定义不同齿轮的材料密度、弹性模量、泊松比，并设置转动约束、固定约束，计算各级齿轮的角速度、角加速度以及齿轮间啮合力、传动系模块齿轮与原动系模块齿轮间啮合力、传动系模块齿轮与擒纵系模块齿轮间啮合力，获得传动系输出功率，进而计算出传动系的传动效率。进而对传动系三维模块及传动系三维模块内各元件进行的尺寸及材料进行选择或修改。

单独对振动系模块进行研究时，在三维建模软件中建立振动系的三维模型。在多体动力学仿真软件中定义游丝和摆轮的材料密度、弹性模量、阻尼、泊松比，并设置转动约束、固定约束，采用仿真软件计算游丝摆轮的摆角、角速度等运动状态数值，以及相关碰撞力等，分析游丝摆轮部件摆角与时间关系。进而对振动系三维模块及振动系三维模块内各元件进行的尺寸及材料进行选择或修改。

单独对擒纵系模块进行研究时，在三维建模软件中建立擒纵系的三维模型。在多体动力学仿真软件中定义擒纵轮、擒纵叉叉体和叉瓦的材料密度、弹性模量、泊松比，并设置转动约束、固定约束，计算该模块在释放阶段、传冲阶段和垂落阶段的角速度、角加速度，以及碰撞力的变化情况。进而对擒纵系三维模块及擒纵系三维模块内各元件进行的尺寸及材料进行选择或修改。

请参阅图3，在具体地一个实施例中，包括步骤：

步骤301，获取原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；

步骤302，将所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行机械机心整体装配，得到机械机心模型；

步骤303，对所述机械机心模型输入动力学参数，获取机械机心整体动力学模型；

步骤304，利用动力学微分方程分析所述机械机心整体动力学模型运行过程中的动力学响应；

步骤305，利用机械机心动力学响应预测不同时刻的瞬时日差；

步骤306，将仿真软件计算的机械机心瞬时日差与实际测出的瞬时日差进行对比检查，得到比较结果；

步骤307，若比较结果满足误差范围，则对所述机械机心不同的子系统模块的结构系统与材料设计进行优并取其最优解。

把获取的原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块装配后整体导入到多体动力学仿真软件中，输入各子系统模块内元件的配置参数以及动力学参数。对机械机心整体进行动力学仿真并分析仿真结果，获取机械机心不同时刻的瞬时日差，从而获得更接近于实际运行情况的机械机心模型。对机械机心整体进行研究，更有利于对机械机心整体走时精度的预测以及性能优化。

对机械手表基础机心进行整体三维建模，模拟出不同时刻的瞬时日差，获得准确的动力学模型。通过对机械机心零部件尺寸、材料进行优化，提升机械机心走时精度，降低研发成本，提高生产效率。

在其中一个实施例中，请参阅图4，提供了一种机械机心的仿真装置，包括：三维实体建模模块、动力学分析模块和处理模块，

三维实体建模模块用于获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；

对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型。

动力学分析模块用于获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应。

处理模块用于根据所述动力学响应获得不同时刻的运行特征数值，并与实际测量值进行对比检查，获得比较结果；

根据比较结果反复对所述仿真参数进行调整并获得新的运行特征数值，使最终的比较结果小于第一预设阈值。

上述机械机心仿真的装置，将机械机心整体模型导入多体动力学仿真软件中，获取各元件的动力学参数以及仿真参数，得到仿真结果，对仿真结果进行分析，并反复调整仿真参数，使得最终的仿真结果满足机械机心实际运行情况，得到与实际运行情况相一致的机械机心整体模型。通过建立符合实际运行过程的机械机心模型，得到机械机心内四大子系统模块之间的影响关系以及影响机械机心整体运行情况的因素。进一步地分析这些影响关系和因素并进行优化，能有效地提升机械机心实际性能及质量。并且以机械机心整体作为对象，通过在计算机上进行模拟，用极低成本的方式预测并优化机心最后的整体性能，才能有的放矢，优化零部件结构及材料，最终达到提升机心走时质量的目的。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器和存储器，存储器上存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行如下步骤：获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型；获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应；根据所述动力学响应获得不同时刻的运行特征数值，并与实际测量值进行对比检查，获得比较结果；根据比较结果反复对所述仿真参数进行调整并获得新的运行特征数值，使最终的比较结果小于第一预设阈值。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行如下步骤：获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型；获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应；根据所述动力学响应获得不同时刻的运行特征数值，并与实际测量值进行对比检查，获得比较结果；根据比较结果反复对所述仿真参数进行调整并获得新的运行特征数值，使最终的比较结果小于第一预设阈值。

上述计算机设备和存储介质，将机械机心整体模型导入多体动力学仿真软件中，获取各元件的动力学参数以及仿真参数，得到仿真结果，对仿真结果进行分析，并反复调整仿真参数，使得最终的仿真结果满足机械机心实际运行情况，得到与实际运行情况相一致的机械机心整体模型。通过建立符合实际运行过程的机械机心模型，得到机械机心内四大子系统模块之间的影响关系以及影响机械机心整体运行情况的因素。进一步地分析这些影响关系和因素并进行优化，能有效地提升机械机心实际性能及质量。并且以机械机心整体作为对象，通过在计算机上进行模拟，用极低成本的方式预测并优化机心最后的整体性能，才能有的放矢，优化零部件结构及材料，最终达到提升机心走时质量的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，均应包含在本发明的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种机械机心的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；

对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型；

获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应；

根据所述动力学响应获得不同时刻的机械机心瞬时日差，并将所述机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比检查，获得仿真误差，其中，所述机械机心瞬时日差用于表征机械手表的走时快慢；

根据所述仿真误差反复对所述仿真参数进行调整并获得新的机械机心瞬时日差，直到最终的仿真误差小于第一预设阈值。

2.根据权利要求1所述的机械机心的仿真方法，其特征在于，所述获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应的步骤包括：

获取传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞参数，对机械机心模型进行仿真，以获得传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力。

3.根据权利要求2所述的机械机心的仿真方法，其特征在于，所述获得传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力的步骤之后还包括：

根据对所述传动系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块内各个元件的碰撞力以及原动系三维模块与传动系三维模块、传动系三维模块与擒纵系三维模块、擒纵系三维模块与振动系三维模块之间的碰撞力的分析，预测力的变化趋势，进而对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块的磨损及疲劳过程进行仿真。

4.根据权利要求1所述的机械机心的仿真方法，其特征在于，所述根据所述动力学响应获得不同时刻的机械机心瞬时日差，并将所述机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比检查，获得仿真误差的步骤之后包括：

若所述仿真误差大于第二预设阈值，则对仿真参数进行修正，直到仿真误差小于第二预设阈值，获得仿真模型；

根据对所述仿真模型进行分析，获取影响所述机械机心瞬时日差的影响因素，从而根据所述影响因素对机械机心的结构与材料进行选择或修改；

其中，第一预设阈值包含第二预设阈值。

5.根据权利要求1所述的机械机心的仿真方法，其特征在于，所述根据所述动力学响应获得不同时刻的机械机心瞬时日差，并将所述机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比检查，获得仿真误差的步骤之前还包括：

根据对摆轮摆角时间关系曲线的分析，获得所述原动系三维模块内发条盒的某一输出力矩对应的摆轮稳定摆动时摆动周期数值，进而通过瞬时日差公式获得仿真的机械机心瞬时日差。

6.根据权利要求1所述的机械机心的仿真方法，其特征在于，还包括步骤：

根据原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块的仿真结果对原动系三维模块、传动系三维模块、振动系三维模块或擒纵系三维模块内各个元件的尺寸及材料进行选择或修改，使所述仿真结果小于第三预设阈值。

7.一种机械机心的仿真装置，其特征在于，包括：三维实体建模模块、动力学分析模块和处理模块；

所述三维实体建模模块用于获取机械机心原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块；

对所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块进行装配，并获取所述原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的配置参数，得到机械机心模型；

所述动力学分析模块用于获取所述机械机心模型中原动系三维模块、传动系三维模块、擒纵系三维模块和振动系三维模块中各个元件的动力学参数以及所述机械机心模型的仿真参数，对机械机心模型进行仿真，以获得机械机心模型在运行过程中的动力学响应；

所述处理模块用于根据所述动力学响应获得不同时刻的机械机心瞬时日差，并将所述机械机心瞬时日差与试验测出的机械机心瞬时日差进行对比检查，获得仿真误差，其中，所述机械机心瞬时日差用于表征机械手表的走时快慢；

根据所述仿真误差反复对所述仿真参数进行调整并获得新的机械机心瞬时日差，使最终的仿真误差小于第一预设阈值。

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任意一项所述的机械机心的仿真方法。

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任意一项所述的机械机心的仿真方法。

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