创建铲斗机构的多体模型

---

在本案例中，您将学习按照如下步骤创建铲运机铲斗机构的多体模型：

• 导入 CAD 模型
• 将零部件分组
• 添加连接和驱动
• 生成 Modelica 模型
• 打开铲运机铲斗机构模型
• 仿真及结果查看

机构解析：

• 车身主体组为除图中零件外所有零件的组合
• 车身主体与翻斗液压缸之间为转动副
• 车身主体与升降液压缸之间为转动副
• 车身主体与铲斗臂之间为转动副
• 翻斗液压缸与翻斗液压活塞（白色部分）之间为平移副
• 升降液压缸与升降液压活塞（白色部分）之间为平移副
• 翻斗液压活塞与翻斗臂之间为转动副
• 升降液压活塞与铲斗臂之间为转动副
• 铲斗臂与翻斗臂之间为转动副
• 翻斗臂与翻斗连杆之间为转动副
• 翻斗连杆与铲斗之间为转动副
• 铲斗与铲斗臂之间为转动副

导入 CAD 模型

1. 获取模型，右击 -> 弹出上下文菜单 -> 将链接另存为：bulldozer.STEP；

2. 启动 Sysplorer，单击工具 > CAD 工具，打开 CAD 工具窗口；

3. 单击导入，选择bulldozer.STEPCAD 文件，然后单击打开，弹出 CAD 工具窗口，并加载模型，等待模型导入完成。

   

将零部件分组

将 CAD 模型导入工具后，需要将不产生相对运动的零部件组合为一个整体，即分组。

1. 在 CAD 工具窗口左侧的模型浏览器中，按住 Ctrl 键并选择图中的组；

2. 右击弹出上下文菜单，然后选择组合，或者单击菜单栏中的组合，弹出选项-组合侧边栏；

   

3. 在弹出的选项-组合窗口中，名称字段输入base；

   

4. 单击添加，模型树将新增一个base组，包含整个车身部分；

   

5. 单击取消，或者按 Esc 键，或者再次单击菜单栏中的组合，退出分组状态；

6. 在模型浏览器中选中模型后，通过鼠标左键拖拽节点，将升降液压缸lifting_hydraulic_cylinder_2拖到lifting_hydraulic_cylinder组中；将升降液压杆lifting_hydraulic_rod_2拖到lifting_hydraulic_rod组中，即将两个升降液压缸进行合并简化。

   

添加连接和驱动

1. 在车身上任意位置添加一个固定副Fixed1，零件二选择Ground，将模型的base分组与大地固定；

   

2. 在模型树中，选中分组base下除body_central_1之外的所有分组，右击，在弹出的上下文菜单中选择隐藏选中实体，将选择的零件隐藏，便于添加连接；

   

3. 在零件pitch_del_cilindro_1与零件body_central_1的连接处添加一个转动副Revolute1；

   

4. 根据下表中的信息，将其它连接按照图示位置添加完毕；

   连接名称	连接类型	零件1	零件2
   Revolute2	转动副	arm_1	body_central_1
   Revolute3	转动副	lifting_hydraulic_cylinder_1	body_central_1
   Revolute4	转动副	hydraulic_rod_1	pitch_arm_1
   Revolute5	转动副	arm_1	pitch_arm_1
   Revolute6	转动副	pitch_link_1	pitch_arm_1
   Revolute7	转动副	lifting_hydraulic_rod_1	arm_1
   Revolute8	转动副	pitch_link_1	pala_1
   Revolute9	转动副	arm_1	pala_1
   Prismatic1	平移副	hydraulic_rod_1	pitch_del_cilindro_1
   Prismatic2	平移副	lifting_hydraulic_rod_1	lifting_hydraulic_cylinder_1

   
   

   
   

   
   

   

5. 连接添加完毕后，按 Esc 键，退出添加连接状态，然后按照下表中的信息，在对应运动副上添加驱动；

   驱动名称	驱动类型	对应连接
   Translational1	平移驱动	Prismatic1
   Translational2	平移驱动	Prismatic2

   
   

   

6. 驱动添加完毕后，在模型浏览器或三维视图中选中驱动，在右侧弹出的属性-平移驱动侧边栏中，修改驱动类型为位移，Translational1和Translational2都需要修改；

   

7. 按 Esc 键，退出添加驱动状态。

生成 Modelica 模型

完成分组、添加连接和添加驱动等多体设计后，即可将其转换为 Sysplorer 支持的 Modelica 多体模型，进行后续的多体建模操作。

1. 单击菜单栏中的检查按钮，检查是否存在待处理的警告或错误；

   

2. 单击菜单栏中的接受并退出，将在 Sysplorer 平台中生成对应的用户模型，同时 CAD 浏览器中新增了工程 CAD 文件目录。

   

打开铲运机铲斗机构模型

1. 打开模型bulldozer_main，将原自动生成的驱动输入信号组件替换为 Modelica.Blocks.Sources.TimeTable 组件；

   

2. 对加入的信号组件参数进行设置。

   参数值设置如下：

   ① timetable

   table:[0, 0; 1, 0.03; 2, -0.03; 4, -0.01; 5, 0.06]
   

   

   ② timetable1

   startTime:2
   table:[0, 0; 2, -0.1; 3, -0.1]
   

   

仿真及结果查看

1. 单击主页 > 仿真设置，将仿真区间中的终止时间设置为5，单击确定并保存到模型；

   

2. 单击主页 > 仿真，等待系统响应完毕，Sysplorer 平台自动跳转至结果查看器页面，单击仿真 > 动画，弹出动画窗口，单击播放，即可看到铲运机铲斗的后处理动画；

   

3. 应用案例获取。

   • 获取工程压缩包，右击->弹出上下文菜单->将链接另存为：bulldozer_demo.zip；
   • 解压bulldozer_demo.zip；
   • 在 Sysplorer 中打开解压目录下的package.mo。