创建拾取和放置机构的多体模型

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在本案例中，您将学习按照如下步骤创建拾取和放置机构的多体模型：

• 导入 CAD 模型
• 将零件分组
• 添加连接和驱动
• 生成 Modelica 模型
• 仿真及结果查看

机构解析：

• 底座与电机分为一组
• 电机与电机臂之间为转动副
• 电机臂与连杆之间为转动副
• 连杆与摇杆之间为转动副
• 摇杆与拾取板之间为转动副
• 拾取板与上滑块之间为平移副
• 上滑块与底座之间为转动副
• 摇杆与底座之间为转动副

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：PickAndPlace.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PickAndPlace.stepCAD 文件，然后单击打开。弹出 CAD 工具窗口，并加载模型，请等待模型导入完成。

   

将零件分组

将 CAD 模型导入工具后，需要将不产生相对运动的零件组合为一个整体，即分组。

1. 选择零件：在 CAD 工具窗口左侧的模型浏览器中，按 Ctrl 键并单击body_frame零件和 4 个flange_bolt法兰分组；

2. 组合：右击弹出上下文菜单，然后选择组合；

   

3. 或者单击菜单栏中的组合，在右侧边栏选项-组合窗口中，名称字段输入base，分组后隐藏功能默认未勾选，如下图所示；

   

4. 单击添加，模型浏览器中将新增一个base组，包含框架和四个螺栓子组件；

   

5. 再次单击菜单栏中组合按钮或按 Esc 键，退出添加状态。在模型浏览器中，通过鼠标左键按住并拖动，将motor电机拖动到base组中。

   

   提示

   • 可以在模型浏览器中拖拽零件来将零件添加到组中，同样，也可以将零件拖动到另一个组或最外层根节点来将零件移出组；

   • 当拖拽分组时，需退出分组状态，否则无法进行拖动；

   • 分组选择零件时，也可以在三维视图中进行模型选择；

   • 每个零件都具有可设置的材质（密度）、颜色和半透明性等属性，要设置零件的属性，请选中该零件，在右侧边栏属性-零件中编辑。

添加连接和驱动

为分组间添加连接和驱动。 接下来将介绍如何在 CAD 工具中添加连接和驱动。

1. 单击菜单栏中的固定副，右侧边栏弹出选项-连接，选择body_frame_1底座部分，然后单击 CAD 三维视图空白部分，选中 Ground，完成固定副Fixed1的添加，如下图所示：

   

2. 单击菜单栏中的转动副，右侧边栏图标及名称更新，如下图所示：

   

   侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 1，根据界面左下角状态栏提示语，将鼠标放在motor_1电机圆柱侧面上，圆柱侧面高亮，然后单击选择，如下图所示：

   

   零件 1 选择完成后， CAD 三维视图motor_1电机为黄色高亮，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 2，根据界面左下角状态栏提示语，选择motor_arm_1电机臂，放置转动副Revolute1，如下图所示：

   

3. 继续放置转动副，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 1，根据界面左下角状态栏提示语，同上选择motor_arm_1电机臂圆柱侧面，如下图所示：

   

   零件 1 选择完成后， CAD 三维视图motor_arm_1电机臂为黄色高亮，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 2，根据界面左下角状态栏提示语，选择link_1连杆，放置转动副Revolute2，如下图所示：

   

4. 继续放置转动副，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 1，根据界面左下角状态栏提示语，同上选择link_1连杆圆柱侧面，如下图所示：

   

   零件 1 选择完成后， CAD 三维视图link_1连杆为黄色高亮，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 2，根据界面左下角状态栏提示语，选择swing_link_1摇杆，放置转动副Revolute3，如下图所示：

   

5. 继续放置转动副，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 1，根据界面左下角状态栏提示语，同上选择swing_link_1摇杆圆柱侧面，如下图所示：

   

   零件 1 选择完成后， CAD 三维视图swing_link_1摇杆为黄色高亮，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 2，根据界面左下角状态栏提示语，选择pick_up_plate拾取板，放置转动副Revolute4，如下图所示：

   

6. 继续放置转动副，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 1，根据界面左下角状态栏提示语，同上选择top_slide_1上滑块圆柱侧面，如下图所示：

   

   零件 1 选择完成后， CAD 三维视图top_slide_1上滑块为黄色高亮，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 2，根据界面左下角状态栏提示语，选择body_frame_1底座，放置转动副Revolute5，如下图所示：

   

7. 继续放置转动副，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 1，根据界面左下角状态栏提示语，选择swing_link_1摇杆圆柱侧面，如下图所示：

   

   零件 1 选择完成后， CAD 三维视图swing_link_1摇杆为黄色高亮，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 2，根据界面左下角状态栏提示语，选择body_frame_1底座，放置转动副Revolute6，如下图所示：

   

8. 单击菜单栏中的平移副，右侧边栏图标及名称更新，如下图所示：

   

   侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 1，根据界面左下角状态栏提示语，选择pick_up_plate拾取板圆柱侧面，如下图所示：

   

   零件 1 选择完成后， CAD 三维视图pick_up_plate拾取板为黄色高亮，侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到零件 2，根据界面左下角状态栏提示语，选择top_slide_1上滑块，放置平移副Prismatic1如下图所示：

   

9. 单击菜单栏中的转动驱动，右侧边栏弹出选项-驱动，如下图所示：

   

   侧边栏选项中蓝色高亮聚焦到转动副/圆柱副，根据界面左下角状态栏提示语，鼠标移动至转动副Revolute1区域，自动识别并显示转动驱动图标，如下图所示：

   

10. 按 Esc 键，退出设计模式，完成所有连接驱动的添加后如下图所示：

    

生成 Modelica 模型

完成多体分组和添加连接和驱动后，即可将其转换为 Sysplorer 支持的 Modelica 多体模型。

1. 单击菜单栏中的检查，检查分组和添加连接和驱动过程中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，弹出导出设置弹窗，输入包名，并选择生成模型类型为多体；

   

3. 单击确定，等待进度条完成；

   

4. 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，包括 main 工程和组件，双击 pick_and_place_main 工程，二维图形窗口中显示在工具中完成布置的框图，如下图所示：

   

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 10，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，即可看到拾取和放置模型运动的动画效果；

   

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：pick_and_place_demo.zip；
   • 解压pick_and_place_demo.zip；
   • 在 Sysplorer 中打开解压目录下的package.mo。