机械机构模型库的建设和其展示平台的设计.pdf

机械机构模型库的建设及其展示平台的设计 设计说明书 1 绪论 机械产品的核心是机构，深入研究各种机构的设计与应用创新，将会有利于提高机械产品的创 新性和国际竞争能力。目前一些工业发达的国家十分重视机构学的研究，应用机构学的理论和方法 开发出不少具有自主知识产权的机械产品。. 机械机构模型库库是开放获取运动中的一个重要内容,是给机构提供一个平台,由机构成员 自 己将个人或机构的研究成果提交到机构知识库中, 在一定范围内传播使用, 并进行长期保存。 机构 库发展最重要的原因来自于大学希望能够有一个完整保存学校学术成果产出的学术交流平台。 机构 库以数字化方式保存机构内全面性的研究成果， 并以开放取用模式供大众使用, 它的基础在于所属 机构成员的共识和参与， 用户是机构库的内容提供者同时也是使用者, 其提交资料的意愿及支持程 度关系着机构库的成败。因此大学在建置机构库之初, 可以利用举办学术会议、短期课程等方式介 绍和推广机构库的概念、使用方法等，取得有影响力的学者支持，积极推进机构库的建设。机构库 是大学或机构集中所有学术研究成果的资产管理系统，对内是研究人员的研究交流平台，能够记录 机构内研究的传承与发展；对外则能帮助机构展现研究力,提高机构学术成果的能见度与影响力。 目前国外在机械机构模型库建设研究较多, Texas 大学开发的 Shastar 是一种几何造型、 模拟、 查询及设计原型系统，可提供基础几何数据结构和算法，这些算法支持分布式构造，还可提供模型 属性查询，协同交互，基于冲突检测的快速计算和用于动态模拟的可视化信息以及实时场景显示。 澳大利亚大学先进制造研究中心开发出网络化 CADC/AM 系统 COCADCAM， 利用现有的商品化 CADC/AM 软件提供的 API 开发接口，将传统的单机、单用户系统扩展为支持协同工作的多点应用程序。用户 可实现自由曲面的协同编辑和NC 加工路径的协同仿真。 德国 Farunhoefr 计算机图形研究所开发出 共享三维视图软件(Sharde3DVeiwer)，它支持基于特征设计的网络协同。它的特点是基于 STEP 标 准，独立于 CAD 系统，提供复杂 CAD 模型的视图共享。 国内在机械机构模型库方面的研究尚属萌芽阶段，主要有有清华大学、浙江大学、武汉理工大 [1] 学等高校在这方面有了一定的研究成果 。 针对初入机械工程专业的学生由于初入专业课程的学习， 实训较少， 空间想象能力有限的特点， 应用当前成熟的三维建模技术和虚拟样机技术（VPT）借助强大地 Web 网络技术就可以充分利用当 前的信息技术给机械工程专业课程的学习带来方便。 通过强大的三维建模技术建立常见的机械机构 模型库就可以弥补学生在三维空间想象方面的不足，激发创新思维和灵感；另一方面，通过 Web 网 络技术就可以减轻教师的制作复杂课件的压力，方便传输携带，节约了时间和成本。 SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，由于技术创新符合 CAD 技术的发展潮流和趋势，SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业 中获利最高的公司。 Solidworks 软件功能强大， 组件繁多。Solidworks 功能强大、 易学易用和技术创新是 SolidWorks 的三大特点，使得 SolidWorks 成为领先的、主流的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不 同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能， [2] 同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用 。 ADAMS，即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)， 该软件是美国 MDI 公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS 已经 被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。ADAMS 软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、 力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方 程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静