圆柱形联合

带有一个棱镜和一个具有平行运动轴的旋转基元的关节

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关节

描述

该块表示具有一个平移和一个旋转自由度的关节。一个棱镜原语提供了自由的翻译程度。一个旋转原始提供自由度的旋转度。在仿真期间，平移和旋转轴保持对齐。

关节自由度

关节块表示基础和跟随器帧之间的运动作为一系列时变的变换。每个接合原语在该序列中应用一个转换。变换相对于关节基材基帧转换或旋转跟随器框架。对于所有但是第一关节原始，基架与序列中先前关节原语的跟随器框架一致。

在仿真的每个时间步骤中，联合块采用时变帧变换序列，其顺序为:

回转：
- 关于Z旋转基元（RZ）基帧的Z轴。
翻译:
- 沿Z棱柱原语（PZ）基框的Z轴。

图中显示了关节变换在给定的仿真时间步长的序列。每个转换的结果框架作为以下转换的基本框架。

联合变换序列

一组可选的状态目标指导每个关节原语的装配。目标包括位置和速度。优先级设置了国家目标的相对重要性。如果两个目标不兼容，则优先级决定满足哪个目标。

内部机械师参数占每个关节原始的能量存储和耗散。SPRINGS充当储能元件，抵抗任何尝试从其平衡位置移位联合原语。关节阻尼器充当能量耗散元素。弹簧和阻尼器是严格的线性的。

除了铅螺杆和恒定速度原元，关节限制有助于抑制框架之间的运动范围。关节基元可以具有下限，上限，两者，也不是默认状态。为了强制实施界限，关节增加到每个弹簧阻尼器。如果振荡出现，则春天，止挡或反弹越硬。阻尼器越强，逐渐减少接触振荡的粘性损失或在覆盖原语中，使它们保持完全形成。

每个关节原语都有一套可选的驱动和传感端口。驱动端口接受驱动关节基元的物理信号输入。这些输入可以是力和扭矩或期望的关节轨迹。传感端口提供物理信号输出，从而测量接合原始运动以及致动力和扭矩。致动模式和传感类型随关节原语而变化。

参数

旋转原始：国家目标

指定转动原语状态目标及其优先级级别。状态目标是关节状态参数(位置和速度)的期望值。优先级是状态目标的相对重要性。它决定了目标必须达到的精确程度。使用力学资源管理器中的模型报告工具来检查每个关节状态目标的装配状态。

指定位置目标

选择此选项可指定零时所需的关节原始位置。这是相对旋转角度，测量的关节原始轴，从动框架相对于基础框架。在基本框架中解析指定的目标。选择此选项将公开优先级和值字段。

指定速度目标

选择此选项可在零时指定所需的接头基元速度。这是围绕接合基材轴的相对角速度，从而相对于基架。它在基础框架中分解。选择此选项将公开优先级和值字段。

优先事项

选择状态目标优先级。这是分配给州目标的重要性级别。如果无法同时满足所有州目标，则优先级别确定哪个目标是先满足以及满足它们的程度。此选项适用于位置和速度状态目标。

优先级	描述
`高(期望)`	精确满足国家目标
`低(近似)`	近似满足状态目标

请注意

在组装过程中，高优先级目标的行为就像精确的指南。低优先级目标的行为就像粗略的指南。

价值: 输入状态目标值数值。默认为0．选择或输入物理单位。默认为度的位置和度/秒的速度。

原始转动:内部机制

指定转动的基本内部机制。内部力学包括考虑能量储存的线性弹簧扭矩和考虑能量耗散的线性阻尼扭矩。保持弹簧刚度和阻尼系数的值为，可以忽略内部力学0．

均衡位置: 进入弹簧平衡位置。这是弹簧扭矩为零的基座和从动框架之间的旋转角度。默认值为0．选择或输入物理单位。默认为度．
弹簧刚度: 输入线性弹簧常数。这是将关节原体旋转单位角度所需的力矩。默认为0．选择或输入物理单位。默认为n * m / deg．
阻尼系数: 输入线性阻尼系数。这是保持基座和从动框架之间的恒定关节原始角速度所需的扭矩。默认为0．选择或输入物理单位。默认为n * m /（deg / s）．

旋转原始：限制

限制关节原语的运动范围。关节限制使用弹簧阻尼器来抵抗过度的范围的界限。关节基元可以具有下限，上限，两者，也不是默认状态。如果振荡出现，则春天，止挡或反弹越硬。阻尼器越强，逐渐减少接触振荡的粘性损失越大，或者在覆盖原语中，使它们保持完全形成。

指定下限

选择将下限添加到接合原语的运动范围。

指定上限

选择为关节原语的运动范围添加一个上限。

价值

地点过去哪抵制联合旅行。位置是从基座到跟随器的偏移量，如在基座坐标系中测量的，在这个位置接触开始。它是棱镜基元中沿轴的距离，转动基元中绕轴的角度，以及球面基元中两轴之间的角度。

弹簧刚度

接触弹簧的电阻通过关节限制。弹簧是线性的，并且其刚度是恒定的。值越大，停止越难。弹簧与阻尼力的比例决定了止动件是否被泄露并且容易振荡接触。

阻尼系数

接触阻尼器的电阻使接触的动作运动。阻尼器是线性的，其系数是恒定的。值越大，如果出现任何逐渐减少接触振荡的粘性损耗越大。弹簧与阻尼力的比例决定了止动件是否被泄露并且容易振荡接触。

过渡区

将弹簧阻尼力提升到其全价值的区域。该区域是沿棱柱原语中的轴的距离，围绕旋转基元的轴的角度，以及球形基元的两个轴之间的角度。

该区域越小，接触的发作较小，并且求解器所需的时间步骤越小。在仿真精度和仿真速度之间的折衷中，降低过渡区域的提高，同时扩展它提高了速度。

旋转原始：致动

为旋转关节原语指定驱动选项。驱动模式包括扭矩和运动．选择由输入提供从驱动模式的下拉列表中添加相应的物理信号端口到块。使用此端口指定输入信号。输入信号在基帧中解析。

扭矩

选择致动扭矩设置。默认设置为没有任何．

致动扭矩设置	描述
`没有任何`	没有驱动扭矩。
`由输入提供`	物理信号输入的致动扭矩。信号在围绕接合基元轴的基部框架提供作用在从动框架上的扭矩。相等且相反的扭矩作用在基架上。
`自动计算`	自动计算致动扭矩。Simscape™MultiBody™基于模型动态计算并应用致动扭矩。

运动

选择驱动运动设置。默认设置为自动计算．

驱动运动设置	描述
`由输入提供`	关节原始运动由物理信号输入。该信号提供了随动框架相对于基础框架沿着关节原轴的所需轨迹。
`自动计算`	由关节原始运动自动计算。Simscape多体基于模型动力学计算并应用关节原语运动。

转动原始:传感

选择变量在旋转关节原语中感测。选择一个变量暴露一个物理信号端口，该端口输出测量的量作为时间的函数。每一个量都是测量从动框架相对于基础框架的。它在基础框架中分解。您可以使用测量信号进行分析或作为控制系统的输入。

位置: 选择此选项以感测跟随器帧相对于围绕接合基元轴的基帧的相对旋转角度。
速度: 选择这个选项来感知跟随帧相对于基本帧关于关节原始轴的相对角速度。
加速: 选择这个选项来感知跟随框架相对于基础框架的相对角加速度，这个角加速度是关于关节原始轴的。
执行机构力矩: 选择此选项以感测作用在跟随器框架上的致动扭矩相对于围绕接头基元轴的基框架。

棱镜原语：国家目标

指定棱柱形基本状态目标及其优先级级别。状态目标是关节状态参数(位置和速度)的期望值。优先级是状态目标的相对重要性。它决定了目标必须达到的精确程度。使用力学资源管理器中的模型报告工具来检查每个关节状态目标的装配状态。

指定位置目标

选择此选项可指定零时所需的关节原始位置。这是相对位置，沿着关节原轴测量，从动框架原点相对于基础框架原点。在基本框架中解析指定的目标。选择此选项将公开优先级和值字段。

指定速度目标

选择此选项可在零时指定所需的接头基元速度。这是沿着关节基元轴测量的相对速度，从而相对于基础帧来源。它在基础框架中分解。选择此选项将公开优先级和值字段。

优先事项

优先级	描述
`高(期望)`	精确满足国家目标
`低(近似)`	近似满足状态目标

请注意

在组装过程中，高优先级目标的行为就像精确的指南。低优先级目标的行为就像粗略的指南。

价值: 输入状态目标值数值。默认为0．选择或输入物理单位。默认为米的位置和米/秒的速度。

Prismatic Primitive: Internal Mechanics

指定移动的基本内部机制。内部力学包括考虑能量储存的线性弹簧力和考虑能量耗散的阻尼力。保持弹簧刚度和阻尼系数的值为，可以忽略内部力学0．

均衡位置: 进入弹簧平衡位置。这是在弹簧力为零的时候基座和从动架原点之间的距离。默认值为0．选择或输入物理单位。默认为米．
弹簧刚度: 输入线性弹簧常数。这是通过单位距离取代关节原语所需的力。默认为0．选择或输入物理单位。默认为N / M.．
阻尼系数: 输入线性阻尼系数。这是保持基座和从动框架之间恒定的接合原始速度所需的力。默认为0．选择或输入物理单位。默认为n /（m / s）．

移动原始:限制

指定下限

选择将下限添加到接合原语的运动范围。

指定上限

选择为关节原语的运动范围添加一个上限。

价值

弹簧刚度

阻尼系数

过渡区

将弹簧阻尼力提升到其全价值的区域。该区域是沿棱柱原语中的轴的距离，围绕旋转基元的轴的角度，以及球形基元的两个轴之间的角度。

移动原始:驱动

为移动关节原语指定驱动选项。驱动模式包括力量和运动．选择由输入提供从驱动模式的下拉列表中添加相应的物理信号端口到块。使用此端口指定输入信号。致动信号在基帧中解析。

力量

选择一个驱动力设置。默认设置为没有任何．

行动力设置	描述
`没有任何`	没有任何致动力。
`由输入提供`	来自物理信号输入的驱动力。该信号在沿接头基元轴上提供作用在从动框架上的力。相等且相反的力作用在基架上。
`自动计算`	自动计算的致动力。Simscape多体基于模型动力学计算并应用驱动力。

运动

选择驱动运动设置。默认设置为自动计算．

驱动运动设置	描述
`由输入提供`	关节原始运动由物理信号输入。该信号提供了随动框架相对于基础框架沿着关节原轴的所需轨迹。
`自动计算`	由关节原始运动自动计算。Simscape多体基于模型动力学计算并应用关节原语运动。

棱柱原语：感应

选择在移动关节原语中感知的变量。选择一个变量暴露一个物理信号端口，该端口输出测量的量作为时间的函数。每一个量都是测量从动框架相对于基础框架的。它在基础框架中分解。您可以使用测量信号进行分析或作为控制系统的输入。

位置: 选择此选项可感知跟随器帧原点相对于沿接头基元轴的基帧原点的相对位置。
速度: 选择此选项可感知跟随器帧原点相对于沿接头基元轴的基帧原点的相对速度。
加速: 选择此选项以沿关节原轴感知跟随框架原点相对于基础框架原点的相对加速度。
执行器力量: 选择此选项以感测作用在跟随器框架上的致动力沿接头基元轴相对于基框架。

模式配置

指定关节的模式。在整个模拟过程中，关节模式可以是正常的或断开的，或者您可以提供一个输入信号来在模拟过程中改变模式。

模式

选择以下选项之一以指定关节的模式。默认设置为正常的．

方法	描述
`正常的`	关节在整个模拟过程中表现正常。
`脱`	在整个模拟过程中，关节是分离的。
`由输入提供`	该选项公开模式您可以连接到输入信号的端口以在仿真过程中更改联合模式。当输入信号是时，关节模式是正常的`0`当输入信号为`-1`．在仿真过程中，关节模态可以多次改变。

复合力/扭矩传感

选择要检测的复合力和扭矩。它们的测量包含了所有的关节原语，并且没有特定的。它们分为两种:约束和全部。

约束测量使抵抗接头的锁定轴上的运动。例如，在棱镜关节中，它禁止在XY平面上平移，阻力平衡X和Y方向上的所有扰动。由于致动输入，内弹簧和阻尼器，关节位置限制以及限制关节自由度的动态限制，总测量总量给出所有力和扭矩。

方向: 矢量从基座和追随器框架之间的动作反应对感。该对出现从牛顿的第三级运动定律，该运动是接头块，要求从动框架上的力或扭矩伴随着基座框架上的相等且相反的力或扭矩。指示是否感测由基架上施加在从动框架上的施加或由从动框架施加在基架上的施加。
决议框架: 框架，用于解析测量的矢量分量。具有不同取向的帧为相同的测量提供不同的向量组件。指示是否从底架的轴或从跟随器框架的轴获取那些部件。选择仅在具有旋转自由度的关节中进行问题。
约束力: 动态变量测量。约束强制反平移在锁定轴上的关节，同时允许它在其原语的自由轴上。选择通过端口输出约束力向量FC.．
约束力矩: 动态变量测量。约束扭矩在接头的锁定轴上反向旋转，同时允许其在其基元的自由轴上。选择通过端口输出约束扭矩矢量tc．
总力量: 动态变量测量。总力是所有源致动输入，内弹簧和阻尼器，接合位置限制和运动约束的所有关节基元的总和。选择通过端口输出总力矢量FT.．
总扭矩: 动态变量测量。总的转矩是所有关节源的总和，包括驱动输入、内部弹簧和阻尼器、关节位置限制和运动学约束。选择通过端口输出总扭矩矢量tt．

港口

这个块有两个帧端口。它还具有可选的物理信号端口，用于指定驱动输入和传感动态变量，如力、扭矩和运动。您可以通过选择与该端口对应的传感复选框来暴露可选端口。

帧的港口

B - 底架
F -从动机架

驱动的港口

移动关节原语提供以下驱动端口:

fz -作用于Z移动关节原语的驱动力
pz - Z移动关节原元的期望轨迹

转动关节原语提供以下驱动端口:

TZ - 致动扭矩作用于Z旋转关节原语
期望的Z转动关节的转动

感应端口

棱镜联合原语提供以下感应端口：

PZ - Z棱镜关节原语的位置
Z移动关节原元的速度
Z移动关节原语的加速度
fz -作用于Z移动关节原语的驱动力
fllz -由于与Z移动关节原语的下限接触而产生的力
由于接触Z移动关节原元的上限而产生的力

转动关节原语提供以下传感端口:

QZ - Z旋转关节原语的角度位置
wz - Z转动关节的角速度
BZ - Z旋转关节原语的角度加速度
TZ - 致动扭矩作用于Z旋转关节原语
tllz -由于与Z转动关节的下限接触而产生的扭矩
Tulz - 由于Z旋转关节原语的上限接触而导致的扭矩

以下感测口提供在关节上作用的复合力和扭矩：

fc—约束力
tc—约束力矩
英尺-总力
TT - 总扭矩

模式港口

模式配置提供以下接口:

模式 - 关节模式的值。如果输入等于0时，关节表现正常。如果输入等于-1，联合表现得尽可能脱离。

圆柱形联合

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