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随着科学技术的发展,创新设计技术和计算机在设计领域中应用越来越广泛,创新由原来的仿生法、智暴法、联想法、形象思维法和阵列法等基于认知的方法过渡向基于系统的方法方向发展,对设计进程和设计对象进行建模模拟人类的思维模式,极大地推进了创新设计的自动化,并利用系统论和信息论的研究成果,创新设计开始向智能化方向发展。
本文通过对创新理论的研究,运用创新理论,建立模型库,完成了虚拟创新系统。针对各种机构的特点分析大量机构,利用Solidworks三维软件平台,建立了基本机构虚拟模型库。在建库过程中,利用参数化设计方法方便地对一些非标准件进行建模,对于系列杆件采用零件设计表方便地建模。提出用Solidworks设计平面和空间运动机构的方法,解决了一般作图法不能解决的问题。它具备几何约束、尺寸驱动等参数化设计,支持鼠标动态拖动检查干涉的功能。COSMOSMotion模块用于建立运动机构模型,进行机构干涉分析,跟踪零件的运动轨迹,分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等,并用动画、图形、表格等多种文件输出结果。
本系统提供了系列杆件模型和非标准件的虚拟模型库,用户可以在完成创新方案设计后,根据需要进行选择零件模型装配,然后进行干涉检查,机构的运动仿真,能够实现连杆、齿轮、凸轮机构的运动仿真,实验结果以图形或者表格等多种形式提供给用户,方便用户修改完善。系统还提供了乐高虚拟模型的组件,用户可以象搭积木的方式对机构进行拼装,如果用在教学系统中,能够极大程度地调动学生学习知识的兴趣,激发他们的创新灵感。
本文在最后利用现有的模型库完成了一个自动上料机构的综合实例,开展一次虚拟机构的创新实验,并将其运动仿真过程输出为<*>AVI格式的文件,达到了虚拟仿真可视化的要求。