一个旋转原始的关节
关节
该块表示具有一种旋转自由度的关节。一个旋转原始提供自由度的旋转度。底座和跟随器框架起源在模拟期间保持一致。
联合自由度
关节块表示基础和从动帧之间的运动作为单个时变的变换。Z旋转原语(PZ)施加该变换,这使得跟随器框架相对于围绕公共Z轴围绕基帧旋转。
联合转型
每个接合原语的一组可选状态目标指南组件。目标包括位置和速度。优先级设置了状态目标的相对重要性。如果两个目标是不兼容的,则优先级确定哪些目标满足。
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。
除了丝杠和匀速原语外,所有的关节限制都用来限制帧间的运动范围。一个联合原语可以有一个下界,一个上界,两者都有,或者在默认状态下,两者都没有。为了加强边界,关节在每个关节上加了一个弹簧阻尼器。弹簧越硬,如果出现振荡,停止或弹跳就越困难。阻尼器越强,粘性损失就越深,这种损失会逐渐减少接触振动,或者在过阻尼原语中,阻止接触振动完全形成。
每个关节原语都有一组可选的驱动和传感端口。驱动端口接受驱动关节原语的物理信号输入。这些输入可以是力和力矩,也可以是期望的关节轨迹。传感端口提供物理信号输出,测量关节原始运动以及驱动力和扭矩。驱动模式和传感类型随关节原语的不同而不同。
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。
选择此选项可在零时指定所需的接合原始位置。这是围绕接头基材轴的相对旋转角度,从而具有相对于基座框架的关节基材轴。指定的目标在基帧中解析。选择此选项公开优先级和值字段。
选择此选项以指定零时所需的关节基本速度。这是相对角速度,测量的关节原始轴,从动框架相对于基础框架。它在基础框架中分解。选择此选项公开优先级和值字段。
选择状态目标优先级。这是分配给州目标的重要级别。如果不能同时满足所有状态目标,则优先级决定首先满足哪些目标以及满足它们的距离。这个选项适用于位置和速度状态的目标。
优先级别 | 描述 |
---|---|
高(所需) |
精确满足状态目标 |
低(近似) |
满足国家目标 |
笔记
在组装期间,高优先级目标表现为确切的指南。低优先级目标表现为粗略指南。
输入状态目标数值。默认为0.
.选择或输入物理单位。默认为de
占据位置和DEG / S.
用于速度。
指定旋转原始内部机制。内部力学包括线性弹簧扭矩,占能量存储和线性阻尼扭矩,占能量耗散的核算。您可以通过保持弹簧刚度和阻尼系数值来忽略内部力学0.
.
进入弹簧平衡位置。这是基座和从动件框架之间的旋转角度弹簧扭矩为零。默认值为0.
.选择或输入物理单位。默认为de
.
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
.
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)
.
限制关节原体的活动范围。关节限制使用弹簧阻尼器来阻止旅行越过范围的界限。一个联合原语可以有一个下界,一个上界,两者都有,或者在默认状态下,两者都没有。弹簧越硬,如果出现振荡,停止或弹跳就越困难。阻尼器越强,粘性损失就越大,粘性损失会逐渐减少接触振动,或者在过阻尼原语中,防止接触振动完全形成。
选择将下限添加到接合原语的运动范围。
选择为关节原语的运动范围添加一个上限。
抵抗联合旅行的位置。该位置是基于基部到跟随器的偏移,如在基础框架中测量的,在此接触开始。它是沿棱柱原语中的轴的距离,围绕旋转基元的轴的角度,以及球形基元在两个轴之间的角度。
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。
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。
将弹簧阻尼器的力提高到其全部值的区域。该区域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。
区域越小,接触开始越尖锐,求解所需的时间步长也越小。在仿真精度与仿真速度的权衡中,减小过渡区域可提高仿真精度,而扩大过渡区域可提高仿真速度。
为旋转关节原语指定驱动选项。致动模式包括转矩和运动.选择由输入提供
从驱动模式下拉列表中,将相应的物理信号端口添加到块。使用此端口指定输入信号。输入信号在基帧中解析。
选择致动扭矩设置。默认设置是没有一个
.
致动扭矩设置 | 描述 |
---|---|
没有一个 |
没有致动扭矩。 |
由输入提供 |
驱动力矩来自物理信号输入。该信号提供了作用在从动架上的力矩,该力矩相对于基础架,围绕关节原轴。一个大小相等、方向相反的力矩作用在基架上。 |
自动计算 |
驱动力矩由自动计算。Simscape™多体™基于模型动态计算并应用致动扭矩。 |
选择致动运动设置。默认设置是自动计算
.
致动运动环境 | 描述 |
---|---|
由输入提供 |
来自物理信号输入的关节原始运动。信号沿着接合基元轴相对于基部框架提供从动框架的所需轨迹。 |
自动计算 |
自动计算联合原始运动。simscape multibody.基于模型动态计算并应用联合原始运动。 |
选择变量在旋转关节原语中感测。选择变量暴露了作为时间函数输出测量数量的物理信号端口。对从动框架相对于基架测量每个数量。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。
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。
选择此选项以感测跟随器帧相对于关节基元轴的基帧的相对角速度。
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角度加速度。
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。
指定关节的模式。联合模式可以在整个模拟中正常或脱离,或者您可以提供输入信号以在模拟期间改变模式。
选择以下选项之一以指定连接的模式。默认设置是普通的
.
方法 | 描述 |
---|---|
普通的 |
在整个模拟中,关节行为正常。 |
脱 |
联合在整个模拟过程中脱开。 |
由输入提供 |
该选项公开模式在模拟过程中,可以连接到输入信号以改变关节模式的端口。当输入信号为时,接头模式正常0. 当输入信号是时脱离-1 .在仿真期间,联合模式可以多次更换。 |
选择复合力和扭矩感。他们的测量包括所有联合基元,并且特定于无。他们有两种:约束和总数。
约束测量给出了关节锁定轴上的运动阻力。例如,在移动关节中,禁止在xy平面上平移,阻力平衡了x和y方向上的所有扰动。总测量给出了由于驱动输入、内部弹簧和阻尼器、关节位置限制以及限制关节自由度的运动学约束所导致的所有力和力矩的总和。
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。
在其上解析测量的矢量分量的坐标系。对于相同的测量,具有不同方向的帧给出不同的矢量分量。指示是否从基础框架的轴或从动框架的轴获得这些组件。这种选择只在具有转动自由度的关节中起作用。
动态变量测量。约束力对关节锁定轴上的计数器转换,同时允许它在其基元的自由轴上。选择通过端口输出约束力矢量FC..
动态变量测量。约束力矩反旋转锁定轴的关节,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矩矢量TC..
动态变量测量。总力是所有源上所有关节原语的总和,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力矢量FT..
动态变量测量。总扭矩是所有源 - 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扭矩矢量TT..
此块有两个帧端口。它还具有可选的物理信号端口,用于指定致动输入和感测动力变量,例如力,扭矩和运动。您通过选择与该端口对应的传感复选框来公开可选端口。
B - 底架
F - 扣轮框架
转动关节原语提供以下驱动端口:
T - 致动扭矩作用在Z旋转关节基元上
Q - Z旋转关节基元的期望旋转
旋转关节原语提供以下感应端口:
q - Z转动关节原元的角位置
w - Z转动关节的角速度
b - Z转动关节的角加速度
T - 致动扭矩作用在Z旋转关节基元上
TLL - 由于Z旋转关节原语的下限接触而导致的扭矩
Tul - 由于Z旋转关节原语的上限而导致的扭矩
下面的传感端口提供作用在关节上的复合力和扭矩:
FC - 约束力
TC - 约束扭矩
英尺-总力
TT - 总扭矩
模式配置提供了以下端口:
mode -关节模式的值。如果输入等于0.
,联合行为正常。如果输入等于-1
时,关节表现为无接触。