基于COSMOSMotion的动态模型在3DSMAX中的重构

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1、学兔兔www.xuetutu.com机械工程与自动化No．2第2期(总第l53期)MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NApr．2009年4月文章编号：l672—6413(2009)02—031—03基于COSMOSMotion的动态模型在3DSMAX中的重构张春强，王旭鹏，吉晓民(西安理X-大学机械与精密仪器_T-程学院，陕西西安710048)摘要：以某旋转机构为例，介绍了利用MAXScript获取基于C0SMOSMotion的运动仿真数据，在3DSMAX中实现动态模型的重构。关键

2、词：运动仿真；动态模型；重构中图分类号：TH133文献标识码：A0引言机模型见图2，便可通过与SoIidWorks无缝集成的运动SolidWorks是基于Windows环境的参数化三维仿真软件COSM()SMotion进行运动学仿真分析。实体造型软件，与之实现无缝集成的COSMOSMotion插件是一个全功能的运动仿真软件，可以对复杂的机械系统进行完整的运动学和动力学仿真，得到系统中各零部件的运动情况，包括位移、速度、加速度、作用力以及反作用力等，并以动画、图形、表格等多种形式输出结果。3DSMAX本身具有强

3、大的三维建模功能．也可导人第三方软件的模型．3DSMAx可以对物体赋予丰富的材质和颜色．对环境设置各种光效，可以实现火焰、烟雾等特效．具有强大的动画和渲染功能。在进行产品虚拟展示时，利用SolidWorks三维模型与运动仿真，结合3DsMAx构建虚拟场景，可以有效实现展示目的，大大提高工作效率。3DSMAX可以导人基于SolidWorks的静态模型，但不能直接应用COSMOSMotion的运动仿真分析结果。本文以某旋转机构为例，利用MAXScript获取基于图1机构简圈C0SMOSMotion的运动仿真数据，

4、在3DSMAX中实现动态模型的重构。1基于COSMOSMotion的运动学仿真分析图1为某旋转执行机构简图．它主要由原动件油缸E、摇杆l(旋转装置，由杆AB和杆BC焊接形成)、连杆I。(支架，图中CD)以及摇杆I。(旋转锁定装置，图中OD)组成。其中粗实线表示该机构的初始状态。细实线表示该机构运动终止状态。实际工作时，通过油缸E的活塞推动摇杆I使其绕固定铰链点B旋转：使得摇杆I通过铰链点C带动连杆I做平动；同时．连杆I。通过铰链点，)带动摇杆I。绕固定铰链点0转动，从而保证支架旋转完成转位操作；其它工作完成后

5、，通过活塞的回程运动使得旋转机构恢复原来位置。图2机构三维模型根据此结构简图，在SolidWorks中建立其虚拟样收稿El期；2008一lO一06；修回日期：2008—1l—O6作者简介；张春强(1984一)．男．陕西西安人．助教，在读硕士研究生，研究方向：l丁业设计。学兔兔www.xuetutu.com·32·机械工程与自动化2009年第2期由于C0SM0SMotion与SolidWorks的无缝集师先画出一系列关键画面，然后插入中间画得出动画成特性，当把SotidWorks下建立的机械系统装配体转帧系列。

6、在三维计算机动画中，中间帧的生成由计算到COSMOSMotion环境下时，装配约束将自动转化机来完成，插值代替了设计中间帧的动画师，所有影为仿真模型的约束，用户在使用时只需添加必要的驱响画面图像的参数都可成为关键帧的参数，如位置、动力、工作阻力以及COSMOSMotion特有的其它约旋转角的参数等。束即可。将上述简化后的旋转执行机构模型转到COSMOSMotion环境下时，系统默认油缸、支架固定座为活动件，需将二者设置为静止；此外，装配过程的约束会自动转化为仿真模型的约束，只需添加该系统运动时的驱动力即可。驱

7、动力添加见图3、图4。图5支架z坐标变化曲线图3添加移动副图6支架坐标变化曲线在3DSMAX中，可以通过为每个构件设置独立运动来构建机构动态模型。构件之间不建立任何层级的关系，利用关键帧技术，在要设置的关键帧处改变物体可变参数(如移动、转动)，3DSMAX会用插值的方法自动生成关键帧之间的其它帧。在设计机构运动模型时，单个物体独立运动主要用于机构中每个构件的位移曲线比较简单的情况，如匀速移动或转动的情况。对于构件运动规律比较复杂，但是通过解析计算可以获得其运动曲线的运动物体来讲，对每个构件设置独立的运动动画，

8、从而构建机构运动模型的方法也是可行的。在Trackview或在Motion命令面板中，输入一些关键值后，通过选择关键点处的切线类型，可以将点拟合成所需要的任何复杂的运动曲线。图4活塞运动函数定义2．2动态模型的重构活塞运动函数为：MAXScript是3DSMAX的脚本语言，是使用STEP(TIME．0，0，l2。1136)3DSMAX制作动画和进行设计的方便工具。在建立STEP函数是C0SM0SMo