基于Solidworks的机械手三维建模及其运动仿真

1 机械手的三维建模

    机械手是由上承梁、下承梁、背杆、主撑、伸长臂、三联板、铲臂爪臂、二级拉杆和液压缸等零部件组成。机械手的三维建模包括所有零部件的三维建模以及虚拟样机的装配。对机械手进行建模采用自底向上的方式进行，即先依据相关零部件的结构和尺寸建立起三维模型，再利用的装配体建模，按照各零部件之间的装配以及约束关系逐个进行组装，最后建立虚拟样机。对零部件的精确建模以及相关配合关系的了解是成功建立虚拟样机的关键。

    1.1 机械手零部件的三维建模

    零部件的建模过程为：首先选取合适的基准面，建立各零部件的平面草图；其次利用拉伸、特征扫描、旋转、切除、放样等命令完成零件的基本特征的造型；然后利用倒角、圆角等命令完成局部的造型，最后完成整个零件的建模。

    建立该机械手模型的过程中，遇到了不少困难，下面结合实际提出几点三维建模的技巧和应该注意的问题。有些零部件特征相当的复杂，例如铲臂爪臂的建模。因为它的主体特征是一个比较复杂的曲面，所以需要熟练曲面建模的命令。曲面建模通过带控制线的扫描曲面、放样曲面、边界曲面以及拖动可控制的相关操作可产生非常复杂的曲面，并可以直观地对已存在曲面进行修剪、延伸、缝合和圆角等操作。其次在建立上承梁、下承梁、背杆等零件基本运用拉伸切除等命令。再次画截面草图时，一些已生成的特征，可以通过实体转换命令获得需要利用的图线．草图的建立也可以快速准确形成。当草图中含有较多的对称特征时，先绘制一个特征，通过镜像工具、阵列命令生成对称的特征，从而达到高效绘制草图的效果。选择合适的特征生成方法也相当重要。一般情况下，相对拉伸．旋转和扫描更能高效生成模型；排列、镜像比逐个生成更快捷，选择合理的特征方法对于复杂零件就娩的尤为重要了。最后，零件的保存应该注意，把建好的零件保存在一个文件夹，便于快速查找修改。熟练地掌握建模的技巧，对于模型的精确高效建立、整个虚拟样机的装配、运动学分析具有重要意义。最终建立的各零部件如图1所示。

    图1 机械手零部件图

    1.机座或上承梁 2.背杆或旋转杆 3.主撑或驱动杆 4.滑环体或下承梁

    5.伸长臂或爪臂 6.号联板 7.二级拉杆、连杆2 8.铲臂爪臂2