基于SolidWorks的电梯安全部件机构运动动画的制作

研究 与 基于S o l i d Wo r k s 的电梯安全部件机构运动动画的制作 殷 勤 肖伟 平 贺德 明 中山职业技术 学院电子信息工程 系 广 东中山 5 2 8 4 0 4 器是 电梯安全运行 中最为重要 的安全部件 通 过动画演示 可使 客户从不 同的角度对部件进行 全方位的观察 动轨迹及效 果 本文介绍了利用 S o l id Wo r k s 模拟和捕获安全钳 使设计者 的意图更好地传递给客户 提高企业 效益 电梯安全部件 动画 限 速器装配体的机构运动 制作产品的 动蕊 中图分类号 T U 9 7 6 t 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 4 9 2 2 0 1 0 0 7 0 0 8 5 0 2 1 引言 S o l i d Wo r k s 具有 强大的实体 建模功能 能形象 直观 的 完成零 部件装 配 把构 建好 的三 维模 型转换 为 二维工 程 图 还具有模 型动画和图像 渲染功能 通过动 画展示可使 客户从 不同的角度对部件进行 全方位 的观察 直观地查看 部件 的运动轨迹及效果 2机构 的运 动动画制作关键技术 电梯 是高层 建筑 中必 不可缺 少 的垂 直 运 输工具 其运行 质量直接 关 系到人 员的 生 命安全和货 物 的完好 所 以 电梯 运行 的 安 全性必须放 在首位 安 全钳 限速器 是 电梯安全运行 中最 为重要的安全部件 A n i ma t o r 是 S o l i d Wo r k s O f f i c e中的插件 之一 能够制 作各种 动画效 果 通 过动 画 展示 可使客户 从不 同的角度 对部件 进行 全 方位 的观察 直观地查 看部 件的运 动轨迹 及效果 如果用 程序设 计语 言通过 编程 来 开发完 成 编程 工作量 大且通 用性 和简便 性都 不理想 而用 S o l i d Wo r k s 设 计 的三维 模型 录制成产 品的模拟装 配过 程 模 拟拆 理的位置约 束 通过 添加装配体 配合关 系来 限制 自由度 以达到和真实样机具有相同的运动状态 装配体中零件之 间的装配关系必须正确 制作动画时才 能产 生相应的运动 和动作 首先在 S o l i d Wo r k s 中建立安全钳及 限速器的装配 体模 型 设 计好 的安全 钳 限速器 的三维 部件 图如 图 1 图 2所 示 图 1 楔块型渐进式安全钳 图 2 双向限速器 卸过程 和模拟运 行过程 能将 设计者 的意图更方便地传递 给客户 利用其演示安 全部件的外观和性能 模 拟和捕获 安 全钳 限速 器装 配体机 构 的运 动 制 成 安全 部件 的动 画 可增进客户与企业之 间的交流 2 1 制 作安全 钳及 限速 器 的装配体 模 型 使用 S o l i d Wo r k s 制作动 画之前 需要对零部件进 行合 收稿 13期 2 0 1 0 0 l l 5 2 2 S o l i d Wo r k s 制作动画的方法与步骤 利用 S o l i d Wo r k s A n i m a t o r 生成一个运 动动作即关键点 需 3个步骤 1 切换到动 画界面 2 根 据机构运动 的时间长度 拖动时间滑杆到相应 的位置 3 拖动装配 体零部件 使其达到动画序列末段应达 到的新的位置 l 2 1 在 图 3所示 的 A n i m a t o r 界面 中 使 用左边 S o l i d Wo r k s 一 I l 一 网 3 S o l i d Wo r k s An i ma t o r界面 A n i m a t o r 工具栏和 A n i ma t o r F e a t u r e M a n a g e r 设 计树 选择 所需要动作的机构 使 用右边带有关键点和 时间栏 的时间 线及时间滑杆设 置动作 机构 运动的时间 时 间线 由竖直的 网格线均分 这些 网格线对应 到时间栏上表示时 间的数字 标 记 数字标记 从 O 0 0 0 0 0开始 拖 动时 间滑杆改变其间距可调整运动 时间 的大小 每一机 构沿时 间线运 动 的时间都 会有 一个 标 记 标 记 间隔的 大小还 可 以通 过缩 放按 钮 来 调 整 在 关 键 点 之 间 还 可 以 添 加 插值模式 以获得更接 近实际情况 的增速 运 动或减速 运动 的模拟 在 关键 点上 方单 击 鼠标右键 添 加 插 值模 式 中的 不 同 选项即可以调整运动模式 2 3制作 安全钳 动 画的方 法与 步骤 零件的运动分 为驱 动运动和从 动运动 驱 动 运 动 是 主 动运 动 从 动 运 动 是 依 据 S o l i d Wo r k s 装 配体零部件 之间的几何 约束 由 主动运 动而 伴随运 动的 在安 全钳 动 画的 制动 对应拉 杆的关 键点即产生 驱动运 动 楔块 夹钳 等的关 键点即产生从 动运动 从而得到安 全钳 动作 时产生 的部件动画 播放演示效果预览无误后 就可 以将 安全钳 动作的动态变化录制为 a v i 格式 的影片保存下来 2 4制作限速器动画的方法与步骤 在 限速器动 画的制作 巾 拖动时间滑杆到所需 的时间 标记位置 利用装 配体 中的 旋转零部件 按钮使 限速 器 离心块 离心撑 开带动 偏 心轮 从 正常位 置旋转到 T 作 状态位置制 动 限速器 轮 对应 离心块 的关键点 即产生驱 动运 动 偏心 轮 等 的关键 点 即产生从 动运 动 从而得到限速器动作时产 生的部件动画 播放演示效 果 预览无 误后 就可 以将 限速 器动 作 的动 态变 化 录制为 a v i 格 式的影片保存下来 3结束语 由 S o l i d Wo r k s 绘制 的电梯安 全部件三维模型可 以实现 产品的虚拟装配 进行产品 的结构 验证 运动分析 提高 图 6 限速器动作前正常位置 图 7 限速器动作后工作状态位置 制作中 拖动时间滑杆到所 需的时间标记位 置 利用装配 体中的 移动零部 件 按钮 使 楔块拉杆 从 正常位置平 移到工作状态位置 如图 4 图 5所示 对 电梯 导轨产生 图 4 楔 块 型渐 进 式 安全 钳 动作前正常位置 设计 的准确 性 S o l i d Wo r k s A n i m a t o r 提供 了丰富 的产 品外 观展示 零件外观可 以具有渐 隐效果 可 以改变零件外 观 的色彩 制作 的运动 动画直观展示 了装配体 中零部件 的装 图 5 楔 块 型 渐 进式 安 全 钳 动作后工作状态位置 曼 配关 系及机 构 的运动 规律 改变零 部件位 置与 视角可 以从 各个角 度观 察机构 的运动 变化 相 比较 平 面动 画来 说具 有超强 的立 体感 更能展示机构的动作 过程 参考 文献 1 殷 勤 张书 潘斌 S o l i d Wo r k s在 电梯零部 件 设计 中的 应用 J 机械 工程 师