7.4 Инструменты исследования кинематики

В Inventor имеется несколько инструментов для исследования кинематики:

• задание зависимостей для анимации движения компонентов сборки

• определения точек контакта деталей друг с другом. Использование модуля анализа контактов изолирует выбранные компоненты от остальных деталей сборки, что позволяет определить поведение данных деталей при движении.

• поиск пересечений при перемещении зависимостей. Движение останавливается, если появляется пересечение и выдается сообщение о пересечении. Используя координаты точки пересечения можно изменить положение деталей изделия. Исключением является тот случай, когда происходит контакт между двумя деталями и одна из них не может быть перемещена (например, она базовая) при перемещении зависимостей, при этом выбран модуль поиска пересечений.

7.3.1 Имитация движения вариацией зависимостей

Динамические зависимости задают относительное движение двух компонентов (взаимное вращение или вращение одного компонента и поступательное движение другого). Такие зависимости используются для задания движения устройств зубчатой и ременной передач, шестерен, зубчатых реек и роликов, а также для задания движения сторонних компонентов (например, первичного и вторичного вала коробки переменных передач).

После наложения зависимостей на компонент сборки можно имитировать механическое движение компонента, изменяя значение параметра зависимости, перемещая связи с определенным шагом (задавая дискретное изменение значения связи). С помощью геометрических и сборочных зависимостей можно задавать диапазоны движения компонентов. Например, имитировать вращение компонента можно путем изменения угла в диапазоне от 0 до 360 градусов.

Для моделирования движения одного компонента путем пошагового изменения параметра используется инструмент Inventor, называемый вариация зависимости или движение по связям. С помощью инструмента Вариация зависимостей можно имитировать механическое движение путем пошагового или непрерывного изменения параметра зависимости, при этом компонент перемещается в заданных пределах с заданным приращением. Например, вращение компонента имитируется путем изменения угла в диапазоне от 0 до 360 градусов. Эта функция позволяет управлять только одним параметром, однако, связав формулами параметры зависимостей с помощью функции Параметры, можно управлять параметрами нескольких зависимостей одновременно. Обычно движение по связям используется для создания видео-роликов.

С помощью функции Вариация зависимостей можно определить столкновение компонентов. Движение останавливается если появляется возможность столкновения компонентов. При этом положение компонентов можно откорректировать.

Вызов инструмента имитации движения осуществляется с помощью команды Вариация зависимостей контекстного меню наложенной зависимости. В открывшемся, после выполнения команды, диалоговом окне содержатся команды и опции настройки диапазона и шага изменения параметра (общего перемещения или общего поворота вокруг оси), что позволяет имитировать движение или тестировать диапазон перемещения связанного зависимостью компонента. Также в диалоговом окне содержатся опции уточняющие характер движения вдоль вектора или вокруг оси

• Н ачало – текстовое поле, в котором задается начальное значение смещения или угла. Значение можно либо ввести непосредственно, либо задать с помощью измерения, либо выбрать из списка ранее уже использованных значений. По умолчанию предлагается значение смещения или угла, заданное при наложении зависимости

• Окончание – текстовое поле, в котором задается конечное значение смещения или угла. Значение можно либо ввести непосредственно, либо задать с помощью функции измерения, либо выбрать из списка ранее уже использованных значений. По умолчанию используется начальное значение, увеличенное на десять

• Задержка – текстовое поле, в котором задается интервал между шагами в секундах. По умолчанию используется значение 0.0

• Кнопки управления – кнопки управления, используемые для воспроизведения имитации движения. В процессе имитации диалоговое окно остается открытым. Это позволяет в любой момент изменять значения, а также останавливать имитацию и включать паузу

  • Вперед - воспроизведение имитации движения вперед. Кнопка недоступна, если не заданы начальное и конечное значения параметра. Эта кнопка также используется для возобновления воспроизведения после останова

  • Назад - воспроизведение имитации движения назад. Кнопка недоступна, если не заданы начальное и конечное значения параметра. Эта кнопка также используется для возобновления обратного воспроизведения после останова

  • Останов - останов воспроизведения имитации движения. Кнопка позволяет изменить заданные значения, а также перейти на один шаг вперед или назад либо перейти к начальному или конечному значению параметра

  • К началу - возврат к начальному значению параметра. Если воспроизведение не начато, кнопка недоступна

  • Шаг назад - переход на один шаг назад. Если воспроизведение не остановлено, кнопка недоступна

  • Шаг вперед - переход на один шаг вперед. Если воспроизведение не остановлено, кнопка недоступна.

  • К окончанию — переход к конечному значению параметра

  • Запись - запись видео-ролика с заданной частотой кадров

• Дополнительно – кнопка, щелчок по которой открывает дополнительную зону, в которой размещены опции переопределения стандартных значений приращения или повторяемой последовательности

  • Вариация адаптивности – флажок активизации опции адаптации компонентов для удовлетворения условиям, наложенным зависимостью

  • Модуль поиска пересечений – флажок активизации опции проверки на пространственное пересечение с другими компонентами при вариации зависимости. Обнаруженные пересечения отображаются вместе с соответствующим значением параметра зависимости

  • Приращение – зона, в которой задаются параметры шагов анимации

    • Величина шага – переключатель, установка которого обеспечивает задание в текстовом поле значения величины шага. По умолчанию используется значение 1.0

    • Количество шагов – переключатель, установка которого обеспечивает задание в текстовом поле количества шагов

    • Правка - текстовое поле, в котором задается значение приращения или число шагов в последовательности. Значение можно либо ввести непосредственно, либо задать с помощью функции измерения Измерить, либо выбрать из списка ранее уже использованных значений

  • Число повторов – зона, в которой задаются параметры повторно запуска анимации движения

    • Начало/Окончание – переключатель, установка которого обеспечивает пошаговое изменение параметра от начального к конечному значению и скачкообразный возврат в начало

    • Нач./Оконч./Нач. – переключатель, установка которого обеспечивает пошаговое изменение параметра от начального значения к конечному значению и пошаговый возврат в начальное значение. Число циклов в рамках одного повторения зависит от значения в текстовом поле

    • Правка – текстовое поле, в котором задается число повторений для режима Начало/Окончание и циклов для режима Нач./Оконч./Нач.

  • Частота съемки – текстовое поле, в котором задается частота, с которой ведется «съемка» модели при записи анимации

Алгоритм задания движения компонентов сборки:

1. Наложить необходимые зависимости на два компонента сборки

2. В браузере в контекстном меню выбранной/созданной связи выбрать Вариация зависимости

3. В открывшемся диалоговом окне Вариация зависимости в зоне Начало ввести начальное значение. Значением по умолчанию является угол или отступ, заданный связью

4. В зоне Окончание ввести значение конечной точки. Значение по умолчанию – это значение начала плюс 10

5. В поле Пауза установить время между шагами. Для ускорения или замедления движения предлагаемое по умолчанию значение следует подстроить

6. Щелкнуть по кнопке Дополнительно для установки опций:

• для адаптации компонентов к значениям связей, если необходимо установить флажок опции учета адаптивности связей С учетом адаптивности

• для проверки на пересечение установить галочку напротив опции обнаружения пространственных пересечений Выявление пересечений

• установить опцию возрастания шага параметра Измерить или общего количества шагов. Значения могут быть введены, введены путем измерений или введены как размер, либо выбраны из перечня последних использованных значений.

• задать последовательность или цикличность изменения параметра Начало/Окончание:

• Нач./Оконч. - однократное пошаговое изменение параметра от начального значения к конечному значению и скачкообразный возврат в начало;

• Нач./Оконч./Нач. - однократное пошаговое изменение параметра от начального значения к конечному значению и пошаговый возврат в начальное значение в зависимости от заданного количества циклов. Каждое движение принимается за один цикл. Например, выдвижение детали вперед – это один цикл. Движение вперед, назад и снова вперед – это три цикла. Если это необходимо, задать требуемое количество повторений

7. Щелкнуть по кнопке Вперед для того, чтобы выполнить всю последовательность шагов или щелкнуть по кнопке Шаг вперед для выполнения одного шага вперед за один раз.

Для проигрывания последовательности движения по связям щелкнуть по кнопке Дополнительно для установки режима Частота съемки, затем щелкнуть по кнопке начала проигрывания Запись. Для изменения размера файла анимации, можно уменьшить размер графического окна и использовать цвет заднего плана, назначенный для объемных тел.

Для обнаружения столкновений некорректно расположенных компонентов при вариации зависимостей:

1. Открыть изделие. Убедиться, что на компоненты наложены правильные зависимости

2. На панели браузера выбрать:

   1. Полный вид, чтобы собрать все зависимости в верхней части структуры

   2. Вид изделия, чтобы распределить зависимости по компонентам

3. В контекстном меню проверяемой зависимости выбрать Вариация зависимости

4. В диалоговом окне Вариация зависимости установить флажок Выявление пересечений

5. Ввести значения в поля Начало, Окончание и Задержка. Если требуется, задать приращение и число повторений, частоту съемки. Нажать кнопку Вперед для запуска вариации зависимостей.

6. При обнаружении столкновения выводится сообщение, и вариация зависимости прекращается.