CN110472261A - 一种基于catia v5的dmu系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及参数化数字模型构建和运动仿真,具体涉及一种基于CATIA V5的DMU系统,包括使得两构件相对运动为转动的创建转动副,使得两构件相对运动为沿着某一条公共直线滑动的创建滑动副,使得两构件之间既能够沿着公共轴线转动,又能像棱形副一样沿着这一轴线滑动的创建同轴副,使得两构件之间仅被一公共点或一公共球面约束,可以实现多方向的摆动与转动的创建球铰连接,使得两构件之间以一个公共的平面为约束,具有除沿平面法向移动及绕平面坐标轴转动外的3个运动自由度的创建平动副,使得两构件之间没有任何相对运动,自由度为零的创建刚性副;本发明所提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的设计效率较低的缺陷。

Description

一种基于CATIA V5的DMU系统
技术领域
本发明涉及参数化数字模型构建和运动仿真,具体涉及一种基于CATIA V5的DMU系统。
背景技术
目前,汽车设计中的雨刮运动分析传统方法是图解法、分析法、实验法,利用MATLAB或Simulink提供的数学运算能力对四连杆进行运动学仿真分析,但是这种仿真分析需要进行大量的信息采集,设计周期长,程序繁琐,影响整体设计效率。
参数化设计是指设计对象模型的尺寸用变量及其关系表示,而不需要确定具体的数值,是CAD技术在实际应用中提出的课题。一般是指零部件的形状比较定型,用一组参数约束该几何图形的结构尺寸和零部件的特征,参数与设计对象的尺寸和特征有显式对应关系。当赋予不同的参数序列值时,就可驱动原设计对象转变为新的几何形状和特征。参数化设计就是通过尺寸驱动和特征驱动的形式,以独立的几何约束和一定的函数关系来对产品进行设计。
参数化设计有具有以下几个特点:
约束,用一定规则或限制条件,建立和规定各元素之间的关系;
驱动尺寸,在建立好约束的前提下,修改某一尺寸参数,程序将自动检索和计算新要求下的参数量,从而驱动修改几何模型;
数据相关,通过修改尺寸参数将改变其他相关模块中的相关尺寸;
基于特征的设计,将某些重要的平面几何形状定义为特征,并将其尺寸存为可调参数,用来形成实体,并以此为基础进行复杂几何形体的构造。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了一种基于CATIAV5的DMU系统,能够有效克服现有技术所存在的设计效率较低的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
一种基于CATIA V5的DMU系统,包括使得两构件相对运动为转动的创建转动副,使得两构件相对运动为沿着某一条公共直线滑动的创建滑动副,使得两构件之间既能够沿着公共轴线转动,又能像棱形副一样沿着这一轴线滑动的创建同轴副,使得两构件之间仅被一公共点或一公共球面约束,可以实现多方向的摆动与转动的创建球铰连接,使得两构件之间以一个公共的平面为约束,具有除沿平面法向移动及绕平面坐标轴转动外的3个运动自由度的创建平动副,使得两构件之间没有任何相对运动,自由度为零的创建刚性副,使得两构件之间通过点与曲线相合的点-线副,使得两构件之间通过一对相切的曲线,实现互为约束的、切点速度不为零运动的曲线滑动副,使得两构件之间通过点与曲面相合的点-面副;
通过中间轴同步关联两个特定位置旋转副的CV连接,以一定比率关联两个旋转运动副,可以创建平行轴、交叉轴和相交轴的各种齿轮运动机构,以正比率关联还可以模拟带传动和链传动的创建齿轮副,以一定比率关联一个旋转运动副和一个棱形运动副的滑动-转动复合运动副,以一定比率关联两个棱形运动副,实现具有一定配合关系的两个直线运动的滑动-滑动复合运动副。
优选地,所述创建转动副的创建要素为两条相合轴线及两个轴向限制面。
优选地,所述创建滑动副的创建要素为分属两构件的两条相合直线及与直线平行或重合的两个相合平面。
优选地,所述创建同轴副的创建要素为分属两构件的相合轴线。
优选地,所述创建球铰连接的创建要素为分属两构件的两个相合的点。
优选地,所述创建平动副的创建要素为分属两构件的相合平面。
优选地,所述点-线副的创建要素为一个构件上的一条线及另一运动副构件上与该线相合的一个点,所述点-面副的创建要素为运动副一个构件上的曲面与另一构件上和该曲面处于相合状态的一个点。
优选地,所述曲线滑动副的创建要素为分属不同构件上相切的两条曲线或直线与曲线,所述滑动-转动复合运动副的创建要素为建立在同一构件或建立在刚性连接体上的旋转运动副和棱形运动副,所述滑动-滑动复合运动副的创建要素为同一运动机构中的任意两个棱形运动副。
优选地,所述CV连接可以不依赖相关部件的物理连接,用在不以传动为重点过程的运动机构的建立过程中,能够简化结构和操作过程,所述CV连接的创建要素为分属于不同构件上的三条轴线或已建立的三个旋转,所述CV连接的基本条件是三条轴线相交并处于同一平面,并且起始端轴线与中间轴线夹角相同。
优选地,所述创建齿轮副的创建要素为建立在同一构件或建立在刚性连接体上的两旋转运动副。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明所提供的一种基于CATIA V5的DMU系统在现有数字模型下进行仿真分析、参数化数字模型的构建和运动仿真,不需要进行大量的数据采集和归纳,可以比较直观地对数字模型进行分析,其可视化的设计方法和实时参数化修改有着传统设计方法无可比拟的优势,能够有效对提高设计效率和正确率。
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的附图。
图1为本发明应用到汽车雨刮器运动设计分析产生的结构图;
图2为本发明图1中的立体结构示意图;
图3为本发明图1中的部分结构示意图;
图4为本发明图1中的部分结构示意图;
图中:
1、雨刮电机;2、玻璃;3、左刮刷上臂;4、左刮刷前臂;5、右刮刷上臂;6、右刮刷前臂;7、雨刮左刮片;8、雨刮电机摇柄;9、传动连杆;10、驱动连杆;11、雨刮右刮片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
一种基于CATIA V5的DMU系统,包括使得两构件相对运动为转动的创建转动副,使得两构件相对运动为沿着某一条公共直线滑动的创建滑动副,使得两构件之间既能够沿着公共轴线转动,又能像棱形副一样沿着这一轴线滑动的创建同轴副,使得两构件之间仅被一公共点或一公共球面约束,可以实现多方向的摆动与转动的创建球铰连接,使得两构件之间以一个公共的平面为约束,具有除沿平面法向移动及绕平面坐标轴转动外的3个运动自由度的创建平动副,使得两构件之间没有任何相对运动,自由度为零的创建刚性副,使得两构件之间通过点与曲线相合的点-线副,使得两构件之间通过一对相切的曲线,实现互为约束的、切点速度不为零运动的曲线滑动副,使得两构件之间通过点与曲面相合的点-面副;
通过中间轴同步关联两个特定位置旋转副的CV连接,以一定比率关联两个旋转运动副,可以创建平行轴、交叉轴和相交轴的各种齿轮运动机构,以正比率关联还可以模拟带传动和链传动的创建齿轮副,以一定比率关联一个旋转运动副和一个棱形运动副的滑动-转动复合运动副,以一定比率关联两个棱形运动副,实现具有一定配合关系的两个直线运动的滑动-滑动复合运动副。
创建转动副的创建要素为两条相合轴线及两个轴向限制面。
创建滑动副的创建要素为分属两构件的两条相合直线及与直线平行或重合的两个相合平面。
创建同轴副的创建要素为分属两构件的相合轴线。
创建球铰连接的创建要素为分属两构件的两个相合的点。
创建平动副的创建要素为分属两构件的相合平面。
点-线副的创建要素为一个构件上的一条线及另一运动副构件上与该线相合的一个点,点-面副的创建要素为运动副一个构件上的曲面与另一构件上和该曲面处于相合状态的一个点。
曲线滑动副的创建要素为分属不同构件上相切的两条曲线或直线与曲线,滑动-转动复合运动副的创建要素为建立在同一构件或建立在刚性连接体上的旋转运动副和棱形运动副,滑动-滑动复合运动副的创建要素为同一运动机构中的任意两个棱形运动副。
CV连接可以不依赖相关部件的物理连接,用在不以传动为重点过程的运动机构的建立过程中,能够简化结构和操作过程,CV连接的创建要素为分属于不同构件上的三条轴线或已建立的三个旋转,CV连接的基本条件是三条轴线相交并处于同一平面,并且起始端轴线与中间轴线夹角相同。
创建齿轮副的创建要素为建立在同一构件或建立在刚性连接体上的两旋转运动副。
结合本发明中的系统应用到汽车雨刮器运动设计分析进行说明,如图1至图4所示,雨刮电机1与玻璃2之间通过创建刚性副建立刚性连接。
雨刮电机1与雨刮电机摇柄8、雨刮电机1与左刮刷前臂4、左刮刷上臂3与左刮刷前臂4、左刮刷上臂3与雨刮左刮片7、雨刮电机1与右刮刷前臂6、右刮刷上臂5与右刮刷前臂6、右刮刷上臂5与雨刮右刮片11之间通过创建转动副建立旋转连接。
雨刮电机摇柄8与驱动连杆10、左刮刷前臂4与驱动连杆10、左刮刷前臂4与传动连杆9、右刮刷前臂6与传动连杆9之间通过创建球铰连接建立球铰连接。
雨刮左刮片7与玻璃2、雨刮电机1与驱动连杆10、雨刮电机1与传动连杆9、雨刮右刮片11与玻璃2之间通过点-面副建立点面连接。
将上述各结构通过本发明系统中各运动副建立连接关系即可构成如图1所示的汽车雨刮器,为周边车身设计提供空间设计依据,避免设计过程中出现干涉问题,提高设计效率,同时还能提供雨刮刮片的运动轨迹,为我们校核前风挡视野提供设计参考。
本发明所提供的一种基于CATIAV5的DMU系统在现有数字模型下进行仿真分析、参数化数字模型的构建和运动仿真,不需要进行大量的数据采集和归纳,可以比较直观地对数字模型进行分析,其可视化的设计方法和实时参数化修改有着传统设计方法无可比拟的优势,能够有效对提高设计效率和正确率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:包括使得两构件相对运动为转动的创建转动副,使得两构件相对运动为沿着某一条公共直线滑动的创建滑动副,使得两构件之间既能够沿着公共轴线转动,又能像棱形副一样沿着这一轴线滑动的创建同轴副,使得两构件之间仅被一公共点或一公共球面约束,可以实现多方向的摆动与转动的创建球铰连接,使得两构件之间以一个公共的平面为约束,具有除沿平面法向移动及绕平面坐标轴转动外的3个运动自由度的创建平动副,使得两构件之间没有任何相对运动,自由度为零的创建刚性副,使得两构件之间通过点与曲线相合的点-线副,使得两构件之间通过一对相切的曲线,实现互为约束的、切点速度不为零运动的曲线滑动副,使得两构件之间通过点与曲面相合的点-面副;
通过中间轴同步关联两个特定位置旋转副的CV连接,以一定比率关联两个旋转运动副,可以创建平行轴、交叉轴和相交轴的各种齿轮运动机构,以正比率关联还可以模拟带传动和链传动的创建齿轮副,以一定比率关联一个旋转运动副和一个棱形运动副的滑动-转动复合运动副,以一定比率关联两个棱形运动副,实现具有一定配合关系的两个直线运动的滑动-滑动复合运动副。
2.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述创建转动副的创建要素为两条相合轴线及两个轴向限制面。
3.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述创建滑动副的创建要素为分属两构件的两条相合直线及与直线平行或重合的两个相合平面。
4.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述创建同轴副的创建要素为分属两构件的相合轴线。
5.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述创建球铰连接的创建要素为分属两构件的两个相合的点。
6.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述创建平动副的创建要素为分属两构件的相合平面。
7.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述点-线副的创建要素为一个构件上的一条线及另一运动副构件上与该线相合的一个点,所述点-面副的创建要素为运动副一个构件上的曲面与另一构件上和该曲面处于相合状态的一个点。
8.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述曲线滑动副的创建要素为分属不同构件上相切的两条曲线或直线与曲线,所述滑动-转动复合运动副的创建要素为建立在同一构件或建立在刚性连接体上的旋转运动副和棱形运动副,所述滑动-滑动复合运动副的创建要素为同一运动机构中的任意两个棱形运动副。
9.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述CV连接可以不依赖相关部件的物理连接,用在不以传动为重点过程的运动机构的建立过程中,能够简化结构和操作过程,所述CV连接的创建要素为分属于不同构件上的三条轴线或已建立的三个旋转,所述CV连接的基本条件是三条轴线相交并处于同一平面,并且起始端轴线与中间轴线夹角相同。
10.根据权利要求1所述的基于CATIAV5的DMU系统,其特征在于:所述创建齿轮副的创建要素为建立在同一构件或建立在刚性连接体上的两旋转运动副。
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