《毕业设计(论文)－摩擦带式旋盖装置动画模拟设计》

武汉工业学院毕业论文2007届论文题目摩擦带式旋盖装置动画模拟设计姓名学号院（系）机械工程系专业包装工程指导教师2007年6月摘要玻璃瓶罐的旋盖封口装置是用螺纹连接来实现瓶罐容器封口的一种方式。瓶罐容器的封口部位制作外螺旋，封口元件的瓶盖上制作有相应的内螺旋。摩擦带式旋盖装置的基本原理是利用运动方向相反的摩擦带驱动，使瓶身在进入摩擦带时，与瓶盖相对转动，同时利用压力使瓶盖沿螺旋线轴向移动，实现封口。在确定工作原理之后，运用3DSMAX软件来建立模型，并创建动画。主要的创作步骤分为1创建模型，瓶子、盖子、传输带、输盖槽等。2材质贴图编辑，就是表现模拟实物颜色、自发光和不透明度等真实物体表面的特性。3制作动画，将瓶子在传输带上以及盖子旋入的每个动作分成若干个帧，再将所以的帧连起来播放，就形成了瓶子和瓶盖封合并在传输带上全部动作的动画。动画的成功制作更能形象生动地展示摩擦带式旋盖装置的封合原理。关键词摩擦带；旋盖；建模；动画ABSTRACTTHATTHEJARWHORLCOVERSEALISEQUIPPEDWITHANAMPULLAISTOUSETHREADTOLINKONEKINDOFWAYCOMINGTOREALIZEBOTTLEJARCONTAINERSEALTHEOUTSIDEHELIXBOTTLEJARCONTAINERSEALLOCATIONISMADE,THEHELIXMAKINGTHEINNERHAVINGACTINGINRESPONSESONSEALCOMPONENTCAPRUBBINGTHEBASALPRINCIPLEBRINGINGTHEDYADICWHORLCOVERDEVICEALONGISMAKINGUSEOFCONTRARYFRICTIONOFDIRECTIONOFMOTIONASWELLASDRIVING,MAKETHEBOTTLEBODYROTATEWHENENTERINGFRICTIONBELT,RELATIVELYWITHTHECAP,MAKEUSEOFPRESSURETOMAKEACAPHEALALONGHELIXBOBBINTOMOVING,COMINGTRUEATTHESAMETIMEAPPLYTHESOFTWAREOF3DSMAXTOCOMETOBUILDAMODEL,ANDTOESTABLISHANANIMATEDCARTOONTHEMAINCREATIONSTEPISMARK1ESTABLISHINGTHEMODEL,BOTTLE,COVER,TRANSFERRINGBELT,CONVEYINGTHECOVERSLOTANDSOON2MATERIALQUALITYSTICKSTRUEOBJECTSURFACECHARACTERISTICPROPERTYSUCHASPURSUINGANEDITOR,BEINGTOSHOWTHEOPACITYSIMULATINGMATERIALOBJECTCOLOUR,THESPONTANEOUSLIGHTSUM3EVERYACTIONMAKINGANANIMATEDCARTOON,ABOTTLEBEINGENTEREDONTRANSFERRINGBELTASWELLASCOVERREVOLVESDIVIDESINTOSOMETHATFRAMEOFREASONWHYCOMPANYISBROADCASTFRAME,AGAINGETTINGUP,WILLHAVEFORMEDTHEBOTTLEANDTHECAPCOMBININGANIMATEDCARTOONHAVINGALLACTIONATHANDINTRANSMISSIONTHEENERGYIMAGESHOWSSUCCESSFULANIMATEDCARTOONFABRICATIONMOREVIVIDLYRUBBINGCLOSINGUPBRINGINGTHEDYADICWHORLCOVERDEVICEALONGAGREEWELLWITHPRINCIPLEKEYWORDSRUBBELT；WHORLCOVER；BUILDAMODEL；ANIMATEDCARTOON目录第一章前言1一、本设计的目的和意义1二、国内外的发展现状2（一）旋合封口机械的发展2（二）3D软件的分类及发展过程3（三）三维动画制作的发展情况5（四）本设计的指导思想6（五）本设计应解决的问题6第二章摩擦带式旋盖装置7一、摩擦带式旋盖装置工作原理7二、摩擦带式旋盖装置介绍7第三章3DSMAX动画软件用户界面介绍9一、菜单栏9二、工具栏10三、命令面板11四、对话框12五、“设置关键点”动画的操作步骤14六、动画控制15第四章建模及动画模拟制作16一、建立模型16（一）瓶子16（二）盖子17（三）传输带17（四）挡板17（五）压板18（六）摩擦带18（七）输盖槽19二、动画制作19（一）瓶子在传输带上的水平行进20（二）瓶子进入摩擦带后的旋转运动20（三）盖子的旋入20（四）盖子的横向行进20（五）动画的最终合成、修改并输出21结论22谢辞23参考文献24第一章前言一、本设计的目的和意义摩擦带式旋盖装置模拟动画的制作是在确定并熟悉摩擦带旋盖装置工作原理的基础上，运用3DSMAX动画软件将装置的执行过程和整体运动轨迹表示出来的一个过程。本设计的目的在于先由设计者自行设计摩擦带旋盖装置，了解、熟悉并掌握其工作原理，又要学会运用3DSMAX软件，且达到比较熟练的地步，以至能用制作的动画清晰地表达装置的执行过程。通过本设计更近一步的让设计者巩固大学四年的课本基础知识，有了对各个学科知识的综合应用，检验对课本理论知识的理解程度，以及使其具有掌握3DSMAX动画软件的能力。本次设计以及其它相类似的设计中，一但在理论设计完成时，在没有实物展现和装置整个执行过程演示的情况下，都缺少一个直观的视觉影像。为了形象生动地展现设计成果，为了使包装生产线上瓶罐封口装置以及其执行机构更具有说服力，本设计的主体部分即运用3D动画软件创建各零件的模型，并连接成动画，最终以生动逼真的动画形式仿制真实的场景展现在大家面前。动画效果的展示能更好地让观看者了解装置设计的目的，设计者的思路，设计的可行性和设计的难以程度。在设计完成后，为了验证设计通常要制造样机进行试验，有时这些试验是破坏性的。当通过试验发现缺陷时，又要重新修改设计并用样机验证。只有通过周而复始的“设计试验设计”过程，产品才能达到要求的性能。这一过程是冗长的，尤其对于结构复杂的系统，设计周期无法缩短，更谈不上对市场的灵活反映。机械模拟突破了传统的设计与制造的限制，使得产品技术人员在各种虚拟的环境真实地模拟产品整体地运动及受力情况，快速分析多种设计方案，进行对物理样机而难以进行或根本无法进行的试验，直到获得系统的优化设计方案。同时机械模拟可以应用在整个设计过程的概念设计和方案论证中，使得设计师可以把自己的经验与想象结合在计算机内的虚拟样机里，让想象力和创造力充分发挥。当虚拟样机用来代替物理样机验证设计时，不但可以缩短开发周期，而且可使设计质量和效率得到提高。1本设计与摩擦带式旋盖装置设计是同一个课题的两个分支，与该设计共同讨论设计的细节，共享设计的数据。本设计是该设计的后续步骤，重点在于应用3D软件制作模拟动画来表现设计思路，所以动画制作的说明是主体部分。本设计最终展现的形式是动画效果，所以对于设计的要求就是能清晰表现装置的整体动画效果，旋盖装置的执行动作，盖子封合的具体影像效果。机构运动不干涉，连续运转，封盖顺利的实现且能体现盖子轴向细微的位移。二、国内外的发展现状（一）旋合封口机械的发展包装机械即完成全部或部分包装过程的一类机械。包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、干燥、杀菌、堆码、拆卸等，也包括打印、贴标、计量等辅助工序。因此根据机械的主要功能，把包装机械分为12类，分别为1充填机械。2裹包机械。3灌装机械。4封口机械。5多功能包装机。6贴标机械。7清洗机械。8干燥机械。9杀菌机械。10捆扎机械。11集装机械。12辅助包装设备。2通过对大量包装机械的分析，它既具有一般自动机的共性，也具有其自身的特性。包装机械的主要特点是1大多数包装机械机构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要求，对零部件的刚度和表面质量等都有较高的要求。2用于食品和药品的包装机要便于清洗，与食品和药品接触的部位要用不锈钢或经化学处理的无毒材料制成。3进行包装作业时的工艺力一般都较小，所以包装机的电动机功率较小。4包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。因为影响包装质量的因素很多，诸如包装机的工作状态（机构的运动状态，工作环境的温度、湿度等）、包装材料和和包装物的质量等等。所以，为便于机器的调整，满足质量和生产能力的需要，往往把包装机设计成无级可调的，即采用无级变速装置，某些零件还设计成可以调速的。5包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在各种包装机的设计中应注意通用性及多功能性。在包装容器内盛装产品后，对容器进行封口的机械，称为封口机械。按封口方式的不同，封口机械可以分成三大类，分类如表11所列。封口机械适合于用任意材料制成的包装容器的封口。容器内可以盛装任意物品。如塑料薄膜及其复合材料制成的包装袋可盛装奶粉、饮料等；金属罐和玻璃瓶哭盛装各类固体及液体食品等。旋合封口机是封口机械中的一种，它重要针对于盛装食品、药品的玻璃瓶和塑料瓶容器。螺旋封口的瓶子，是对于经常开启和封闭而又不便用开启工具的瓶子，常采用螺旋封口。螺旋封口可以选用金属或塑料盖，并辅以塞封以加强封口效果。塞封的材质多为软木或塑料等弹塑性较好的材料。螺旋封口适用于封闭后无需热处理的内容物。封口的螺旋可设计成单头或多头螺纹。本设计中的玻璃瓶瓶口采用的是多头螺纹，这样摩擦带使瓶身旋转，盖子在径向行进的位移减少。热压封口机脉冲封口机无封口材料的封口机熔焊封口机压纹封口机折叠式封口机插合式封口机滚边封口机封口机有封口材料的封口机卷边封口机压力封口机旋合封口机结扎封口机胶带封口机有辅助封口材料的粘结封口机封口机缝合封口机钉合机表11封口机械分类随着我国市场经济的完善和发展，商品流通的深度和广度进一步扩大，包装工业在国民经济中的作用和地位越来越高。包装机的发展都是从八十年代中期开始，通过采用国际标准和吸收国外先进技术特点，在标准水平、设计制造技术和产品质量方面都有了较大的提高。一些企业的产品质量达到或接近国外同类机器的先进水平。3目前，我国包装行业正处于高速发展期，各地都涌现出很多的包装机械生产厂家，在我国各类封口机应用极为广泛。除单独使用的封口机外，还有很多封口机与其它机器共同组成的生产自动线（如压盖机在灌装生产线中与灌装机组成机组），大大提高了生产自动化程度及效率，减少了工人的劳动强度，提高了包装质量。2（二）3D软件的分类及发展过程3D软件的分类3D动画软件可以按软件功能的复杂程度分为小型、中型、大型三类。1小型软件整体功能较弱，或偏重某些功能，学习相对容易。小型软件很多，常见的、有特殊功能的软件如下POSER快速制作各种人体模型。通过拖动鼠标可以迅速改变人体的姿势，还可以生成简单的动画。RHINO三维造型软件，长于NURBS曲面造型，能以三维轮廓线建立模型。COOL3D专用于立体文字制作的软件，可提供很多背景图和动态，很容易上手。LIGHTSCAPE渲染专用软件，只能对输入的模型进行渲染，能进行材质灯光的设定，采用光能传递算法，是最好的渲染器。多用于室内外效果图的渲染。BRYCE3D长于自然景观如山、水、天空的建造，效果很好。2中型软件3DSMAX功能强大、开放性好，集建立模型、材质设置、摄影灯光、场景设计、动画制作、影片剪辑于一体。LIGHTWAVE3D功能强大、质感细腻、界面简捷明快、易学易用、渲染质感非常优秀。3大型软件SOFTIMAGE3D功能极其强大、长于卡通造型和角色动画、渲染效果极好，是电影制作不可缺少的工具，国内许多电视广告公司都使用它制作电视片头和广告。MAYA功能比SOFTIMAGE3D更强大，但更难掌握。HOUDINI将平面图像处理、三维动画和视频合成有机结合起来。三维动画软件呈现一片百花齐放、百家争鸣的繁荣景象，很多都是功能强大的精品。这使我们在琳琅满目的三维软件面前有充分的选择余地；但是在纷纷登场的三维软件面前又有些晕头转向。其实只要先学好一个软件就可以了，有了这个基础，再学其他三维动画软件就容易多了。选择3DSMAX。理由有三第一、有很多一流的三维动画软件对硬件的要求很高，如SUMATRA，显示器分辨率必须达到12801024；MAYA则要求内存至少有256MB。3DSMAX对硬件的要求相对较低，多数三维动画迷都有能力配置；第二、由于3DS的缘故，现在3DSMAX的使用者也最多，教材和其他学习资料多如牛毛，有利于自学；第三、3DSMAX除渲染质感较差外，功能强大、插件众多，可以制作广播级的动画效果，对一般的广告、电视栏目、游戏的制作已完全可以胜任。43D软件的应用A机械制造利用三维动画研究机械零配件的造型，模拟它们运行时的工作情况。B建筑装潢设计以三维的形式展现建筑物和室内外装潢的效果。不仅快捷方便，还能完整预览建筑物的各个角度的效果，且透视十分精确。C商业产品造型和包装设计比如瓶子、盒子、玩具等的设计，可以对包装品的外观形态、色彩图案等进行设计。D影视和商业广告很多电视栏目的片头是用3DSMAX制作的，更多的产品广告、房地产广告等都可以用3DSMAX来制作。E电脑游戏和娱乐优美的动画画面和游戏程序同样重要。其他生物化学中用于生物分子之间的结构组成的研究，军事科技中可用于飞行员的模拟飞行、导弹飞行的动态研究，在医学中可以形象地演示人体内部组织等等，在此无法一一列举。5（三）三维动画制作的发展情况三维动画作为电脑美术的一个分支，是建立在动画艺术和电脑软硬件技术发展基础上而形成的一种相对的独立新型的艺术形式。早期要应用于军事领域。直到70年代后期，随着PC机的出现，计算机图形学才逐步拓展到诸如平面设计、服装设计、建筑装潢等领域。80年代，随着电脑软硬件的进一步发展，计算机图形处理技术的应用得到了空前的发展，电脑美术作为一个独立学科真正开始走上迅猛发展之路。6运用几图形技术制作动画的探索始于80年代初期，当时三维动画的制作主要是在一些大型的工作站上完成的。在DOS操作系统下的PC机上，DSTUDIO软件处于绝对的垄断地位。1994年，微软推出WINGDOWS操作系统，并将工作站上的SOFTIMAGE移植到PC机上。1995年，WIN95出现，3DS出现了超强升级版本3DSMAX10。1998年，MAYA的出现可以说是3D发展史上的又一个里程碑。一各个超强工具的出现，也推动着三维动画应用领域不断的拓展与发展。1995年，由迪斯尼发行的玩具总动员上映，这部纯三维制作的动画片取得可巨大的成功。三维动画迅速取代传统动画成为最卖座的动画片。以及三维动画在电影中运用更是神乎其技蜘蛛侠、泰坦尼克号、终结者、魔戒等等。可以说电影已经离避开三维动画的参与了。7现今三维动画的运用可以说无处不在，网页、建筑效果图、建筑浏览、影视片头、MTV、电视栏目、电影、科研、电脑游戏等1990年，北京11届亚运会为我国电脑动画制作的发展带来关键性的契机。中央电视台、北京电视台在当时的电视转播中首次采用了计算机3D动画技术来制作节目片头。中科院软件所、北方工业大学CAD中心、上海南方CAD公司等单位分别承担了有关的制作工作。从那以后，电脑动画技术开始在我国迅速发展。8在制作方面，北方工业大学CAD中心与北京科教电影制片厂、北京科协合作，于1992年制作了我国第一部完全用计算机编程技术实现的科教电影相似，并正式放映。在研究方面，中科院软件所、浙江大学CADCG国家重点实验室及其他一些科研院所取得了很多成果。91993年底，我们大胆将计算机动画演示引入地理课教学，通过闪动的形象、鲜艳的色彩和缤密的推理过程演示，充分调动学生右脑参与活动。101997年初，交通部水运科学研究所又在北京组织了港口生产管理和港口规划设计人员计算机动画模拟技术应用培训。112006水星凌日模拟动画12，神州六号发射的模拟动画13，碘升华现象之模拟动画14，三峡围堰爆破模拟动画15，日影变化模拟动画16，模拟心脏结构三维动画17，都是运用3D动画模拟出来的。现代化教学技术在教学过程中的具体运用，已成为课堂教学改革的必然趋势。模拟动画技术以学习者为中心，以学与教的理论作指导，在分析和确定所要解决的地理教学需求的基础上，借助计算机媒体向学生提供地理信息并与学生进行学习对话，可以降低教学难度，提高教学效率。在教学过程中应用多媒体组合教学方式，能将传统的教学媒体与现代教学媒体有机地联系起来，相辅相成、互为补充。模拟动画技术以其特有的形象性和科学性在地理教学中显示出独特的魅力，优化了课堂结构，提高了教学质量。随着计算机动画技术的迅速发展,计算机动画的应用也日趋广泛,它已经渗透到人们生活中的各个方面。计算机动画技术在科学演示、教育训练、军事模拟、工程仿真、电影特技、视频游戏和广告设计中有广泛的应用。在众多的计算机动画技术中,通过捕捉真实人、物或者视频流对象运动数据来产生动画的技术逐渐成为人们研究关注的热点。（四）本设计的指导思想借此次毕业设计对自己大学四年的学习成果做一个总结，要巩固大学四年所学的课本知识，学会如何查阅科学文献，学会做设计的步骤，学会自己独立思考又如何在导师的帮助下完成设计任务，学习论文的写作，学会如何将设计技术性的语言转化成书面语言，学会如何综合运用身边的资源。在制作模拟动画和撰写论文时，应保证实事求是并怀着科学严谨的学习和工态度作，以向老师和同学多学习的思想去完成设计和论文。以求精求完美的心态去完成大学的最后一个作业。（五）本设计应解决的问题制作摩擦带式旋盖装置的模拟动画，应先确定装置各零件的尺寸，尤其是压板的整个弧线设计以及它距传输带的高度。这是在旋盖时很重要的一个影响因素，它要确保有足够的封接密封程度，同时又不产生过度的旋拧，以免导致瓶盖或玻璃瓶破损。在动画制作过程中，在建立各个零件的模型后，关键就是如何运用关键帧技术将建好模型连接成动画，尤其是在考虑精确尺寸的情况下，连接成了很重要的一部分。第二章摩擦带式旋盖装置一、摩擦带式旋盖装置工作原理当已装有物料的玻璃瓶由送瓶带送至蒸汽室内时，与送瓶带同步向前运动的两条抱瓶带将瓶身夹持住，同时玻璃瓶将悬置的瓶盖带在瓶口上，将瓶继续送进至两条平行反向运行的皮带，使瓶在行进中自行逆时针转动，瓶盖上方的压板阻止盖随瓶转动并使盖做轴向送进，从而实现瓶与盖的旋拧作业。当旋拧达到封口密封要求时，瓶在输送带的传动带间打滑，以保障旋拧安全可靠。通过封瓶机构拧紧瓶盖。在蒸汽室中，蒸汽将瓶口的空气赶出。当瓶盖拧紧后，蒸汽被闭锁在容器的顶隙空间内，在出瓶处受到冷却水的喷淋，蒸汽冷却而凝结，瓶顶部空间形成了真空。二、摩擦带式旋盖装置介绍本设计中，摩擦带式旋盖装置由传输带、挡板、输盖槽、摩擦带、压板等组成。如图21所示图21摩擦带式旋盖装置示意图1输盖槽2挡板3瓶子4压板5摩擦带6传输带输盖槽盖子经漏斗，再翻转后在输盖槽上，再由输盖槽上挨个落在瓶口上。挡板挡板是位于传输带两侧起到防止瓶子在水平行进过程中向两侧倾倒的装置，挡板可以调节间距，以适用不同尺寸的瓶子。压板提供阻止盖子随着瓶身转动的摩擦力和径向的压力。压板有一个微小的弧度，起始时使瓶盖对瓶身有个预压，瓶盖能扣在瓶口上，不易扣歪或掉下。在中段压板的高度逐步下降，直到瓶盖拧紧时的高度如图22所示。图22封口时瓶子高度变化示意图摩擦带具有较大摩擦系数的皮带，在两端轴的转动带动下，产生相反方向转动并与瓶子发生摩擦，使瓶身发生逆时针转动，在瓶盖相对不动的情况下，使瓶盖旋入瓶口实现封合。传输带是装在一个至少有一个托辊组的机架上的。托辊组至少有一个托辊，并绕沿输送方向或绕与输送方向平行的轴线可摆动地固定的，为了防止传送带滑脱，托辊组可以自由地根据所出现的力绕设在传送带上方沿输送方向的、有时是想象的轴摆动，而托辊组的摆动轨迹与输送方向相垂直地、面朝着输送线路弯曲段的中心倾斜。传输带是借助其与被传送物体间的静摩擦力，拖动物体到达预期的位置。本设计中传输带控制瓶子水平行进的速度，同时也就控制了瓶子完成旋盖的频率，其速度控制影响到瓶子旋盖的合格率。过快，使瓶子在经过压板的时间过少，压合不充分也可能使瓶子倾倒，阻碍生产的正常进行。第三章3DSMAX动画软件用户界面介绍在介绍运用3DSMAX软件制作时，先介绍该软件的用户界面一、菜单栏3DSMAX中菜单的用法与WINDOWS下的办公软件类似，下面举例介绍如何使用3DSMAX的菜单栏。1继续前面的练习，或者启动3DSMAX。选取FILE/OPEN，从本书配套光盘中打开SAMPLESCH01CH01_01MAX文件。2在主工具栏中单击SELECTANDMOVE按钮，在顶视口中随意移动兔子头的任何部分。3在菜单栏中选取EDIT/UNDOMOVE。4在视口导航控制区域单击ZOOMEXTENTSALL按钮。5在透视视口单击鼠标右键激活它。6在菜单栏中选取VIEWS/UNDOVIEWCHANGE，透视视口恢复到使用ZOOMEXTENTSALL以前的样子。技巧该命令的键盘快捷键是SHIFTZ。7在菜单栏选取CUSTOMIZE/CUSTOMIZEUSERINTERFACE，出现CUSTOMIZEUSERINTERFACE对话框。8在CUSTOMIZEUSERINTERFACE对话框中单击COLORS标签，见图31。9在ELEMENTS下拉式列表中确认选取了VIEWPORTS，在列表中选取VIEWPORTBACKGROUND。图31用户界面对话框10单击对话框顶部的颜色样本，出现COLORSELECTOR对话框。在COLORSELECTOR对话框中，使用颜色滑动块选取一个紫红色，见图32。图32色彩编辑器11在COLORSELECTOR对话框中单击CLOSE按钮。12在CUSTOMIZEUSERINTERFACE对话框中单击APPLYCOLORSNOW按钮，视口背景变成了紫红色。13关闭CUSTOMIZEUSERINTERFACE对话框。二、工具栏当第一次启动3DSMAX时，会发现在菜单栏下面有一个主工具栏，主工具栏中有许多重要的功能，包括在场景变换对象和组织对象等。下面将举例说明如何使用工具栏。1启动3DSMAX。2在主工具栏的空白区域单击鼠标右键。3从弹出的快捷菜单中选取LAYERS见图33，则LAYERS（层）工具栏以浮动形式显示在主工具栏的左下方。4在LAYERS工具栏的蓝色标题栏上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单上选取DOCK（停靠），然后选择各种停靠方式，就可以将工具栏置于视图的顶部、底部、左部和右部。见图345在菜单栏上选取CUSTOMIZE/REVERTTOSTARTUPLAYOUT，见图45。6在弹出的消息框中单击“是（Y）”按钮，界面恢复到原始的外观。图33选层对话框图34停靠对话框图35用户选定对话框三、命令面板命令面板中包含创建和编辑对象的所有命令，使用标签面板和菜单栏也可以访问命令面板的大部分命令。命令面板包含CREATE、MODIFY、HIERARCHY、MOTION、DISPLAY和UTILITIES6个面板。当使用命令面板选择一个命令后，就显示该命令的选项。例如当单击SPHERE创建球的时候，RADIUS、SEGMENTS和HEMISPHERE等参数显示在命令面板上。有些命令有很多参数和选项。所有这些选项将显示在卷展栏上。卷展栏是一个有标题的特定参数组。在卷展栏标题的左侧有加号（）或者减号（）。当显示减号的时候，可以单击卷展栏标题来卷起卷展栏，以便给命令面板留出更多空间。当显示加号的时候，可以单击标题栏来展开卷展栏，并显示卷展栏的参数。在某些情况下，当卷起一个卷展栏的时候，会发现下面有更多的卷展栏。在命令面板中灵活使用卷展栏并访问卷展栏中的工具是十分重要的。在命令面板中导航的一种方法是将鼠标放置在卷展栏的空白处，待光标变成手形状的时候，就可以上下移动卷展栏了。在命令面板中导航的另外一种方法是在卷展栏的空白处单击鼠标右键，这样就出现一个包含所有卷展栏标题的快捷菜单，见图36。该菜单上还有一个OPENALL命令，用来打开所有卷展栏。一次可以打开所有卷展栏，但是如果命令面板上参数太多，那么上下移动命令面板将是非常费时间的。有两种方法可以解决这个问题。第一，可以移动卷展栏的位置。例如，如果一个卷展栏在命令面板的底部，可以将它移动到命令面板的顶部。第二，可以展开命令面板来显示所有的卷展栏。但是，这样做将损失很有价值的视口空间。下面举例说明如何使用命令面板。1在菜单栏中选取FILE/RESET。2在命令面板的OBJECTTYPE卷展栏中单击SPHERE，默认的命令面板是CREATE命令面板。3在顶视口用单击并拖曳的方法来创建一个球。4在CREATE命令面板中，单击KEYBOARDENTRY卷展栏标题来展开它，见图37。5在CREATE命令面板，将鼠标光标移动到KEYBOARDENTRY卷展栏的空白处，鼠标光标变成了手的形状。6单击并向上拖曳，以观察CREATE面板的更多内容。7在CREATE面板，单击KEYBOARDENTRY卷展栏标题，卷起该卷展栏。图36打开卷展栏对话框图37关键点输入框8在CREATE面板，将PARAMETERS卷展栏标题拖曳到CREATIONMETHOD卷展栏标题的下面，然后释放鼠标键。CREATIONMETHOD卷展栏标题上面的蓝线指明PARAMETERS卷展栏被移动到的位置。9将鼠标光标放置在透视视口和命令面板的中间，直到出现双箭头为止。10单击并向左拖曳来改变命令面板的大小。四、对话框在3DSMAX6中，根据选取的命令不同，可能显示不同的界面，例如有复选框、单选按钮或者微调器的对话框。主工具栏有许多按钮（例如MIRROR和ALIGN等），通过选择这些按钮可以访问一个个对话框，图38是CLONEOPTIONS对话框，图39是MOVETRANSFORMTYPEIN对话框，它们是两类不同的对话框，图38所示的对话框是模式对话框，而图39所示的对话框是非模式对话框。图38位移复制对话框图39移动复制对话框模式对话框要求在使用其它工具之前关闭该对话框。在使用其它工具的时候，非模式对话框可以保留在屏幕上。当参数改变的时候，它立即起作用。非模式对话框也可能有CANCEL按钮、APPLY按钮、CLOSE按钮或者SELECT按钮，但是单击右上角的X按钮就可以关闭某些非模式对话框。时间配置对话框在3DSMAX屏幕的右下角有一个时间配置图标，单击它后我们就会打开时间配置对话框，如下图所示。图310时间配置对话框1“帧速率”组此选项共有四个选项按钮，分别标记为NTSC、PPP、PAL和自定义，主要用于在每秒帧数FPS字段中设置帧速率。其中前三个按钮可以强制所做的选择使用标准的FPS，当我们使用“自定义”按钮时可以通过调整微调器来指定自己的FPS。FPS（每秒帧数）一个非常重要的概念，即采用每秒帧数来设置动画的帧速率。视频使用30FPS的帧速率，PPP使用24FPS的帧速率，而WEB和媒体动画则使用更低的帧速率，使用越高的帧速率，动画效果看起来就越流畅。2“时间显示”组主要用来指定时间滑块及整个程序中显示时间的方法。有帧数、分钟数、秒数和刻度数可供选择。3“播放”组实时即时可使视口播放跳过帧，以便与当前“帧速率”设置保持一致。共有五种播放速度。1X是正常速度，1/2X是半速等等。仅活动视口可以使播放只在活动视口中进行，清除该选项之后，所有视口都将显示动画。循环控制动画只播放一次，还是反复播放。方向将动画设置为向前播放、反转播放或往复播放。4“动画”组开始时间/结束时间设置在时间滑块中显示的活动时间段。长度显示活动时间段的帧数，主要用来设置动画的长短。帧数将渲染的帧数，它的值始终是长度加一。当前时间主要用来指定时间滑块的当前帧。重缩放时间拉伸或收缩活动时间段的动画，以适合指定的新时间段。5。“关键点步幅”组该组中的控件可用来配置启用关键点模式时所使用的方法。使用轨迹栏使关键点模式能够遵循轨迹栏中的所有关键点。其中包括除变换动画之外的任何参数动画。要使以下控件可用，请禁用“使用轨迹栏”。仅选定对象在使用“关键点步幅”模式时只考虑选定对象的变换。如果禁用此选项，则将考虑场景中所有（未隐藏）对象的变换。默认设置为启用。使用当前变换禁用“位置”、“旋转”和“缩放”，并在“关键点模式”中使用当前变换。位置，旋转，缩放指定“关键点模式”所使用的变换，清除“使用当前变换”即可使用“位置”、“旋转”和“缩放”复选框。五、“设置关键点”动画的操作步骤1单击“设置关键点”钮以启用“设置关键点”，当按钮显示红色时，就表示当前正处于“设置关键点”模式，在这个模式中我们可以在实现想法之前进行试验。2打开“曲线编辑器”或“摄影表”。3在“轨迹视图”工具栏上单击“显示可设置关键点”按钮。4关闭所有其他不想设置关键帧的轨迹。红色的关键点表示轨迹将被设置为关键点，如果我们单击红色的关键点，那么它将会变成灰色，表示轨迹不能被设置关键点。我们可以通过使用“控制器”菜单“可设置关键点”命令，把多个轨迹切换为“可设置关键点的”轨迹，完成后，最小化或者关闭“轨迹视图”。5单击“关键点过滤器”按钮，然后启用“过滤器”以选择要设置关键帧的轨迹，在默认的情况下，位置、旋转和缩放都处于启用状态。我们可以使用“关键点过滤器”按钮对各个轨迹选择PPP地进行操作。例如，如果现在处于“轨迹视图”模式下并且角色手臂的“旋转”和“位置”轨迹可设置关键点，则可以使用关键点过滤器来关闭“位置”过滤器并仅对“旋转”轨迹进行操作。6移动时间滑块至时间线上的另一点，然后在命令面板中变换对象或者更改参数以创建动画，在此过程中是不会创建关键帧的，设置完成后我们需要单击“设置关键点”按钮或是在键盘上按下K键来设置关键点。7当按钮变成红色时，我们就设置了出现在时间标尺上的关键点，关键点是带颜色的编码，它反映了哪些轨迹设置了关键点，哪些没有设置关键点。如果不单击“设置关键点”而且移动到时间上的另一点，姿势就会丢失。六、动画控制在3DSMAX中可以使用以下工具对动画进行控制TRACKVIEW（轨迹视图）在一个浮动窗口中提供细致调整动画的工具。在这个视窗中可对物体的动画轨迹进行编辑，修改，设定。MOTION（运动面板）此面板被放置在命令面板区，通过使用这一命令面板可以调整变换控制器影响动画的位置，旋转和变比。HIERARCHY（层级面板）使用此面板可调整两个或多个链接对象的所有控制参数。可以对对象的轴点、反向动力、链接关系进行设定。时间滑块用来控制场景中当前时间位置，在设定对象关键帧时的时间依据。ANIMATE（动画锁定）用来对场景对象的关键帧参数进行锁定记录的。TIMECONFIGURATION（时间配置）用来对场景中的时间长度及时间范围进行设定的工具。创建一个关键帧动画我们将利用（动画锁定钮），来记录一个放样物体进行缩放变形的过程。第四章建模及动画模拟制作一、建立模型（一）瓶子1首先打开3DMAX界面2点击（几何体按钮），在按（圆柱体按钮）在顶视图建立一个直径70MM、高168MM的圆柱。3再选中圆柱体，点击右键，转换成可编辑多边形如图41。4在点击可编辑多边形键进入点的编辑如图42所示，在顶视图和侧视图里分别用缩放工具和移动工具把瓶子的外形编辑出来。图41可编辑多边行转化图42可编辑多变形键5再用切角，挤出和连接工具来增加线和面，然后进入点的编辑，如图43。6再进入点的编辑级别，调整部分细节。瓶子建模完成如图44所示。图43切角工具键图44成型的瓶子（二）盖子1点击（几何体按钮），在按（圆柱体按钮）在顶视图建立一个直径50MM、高10MM的圆柱体；再选中圆柱体点击右键，转换成可编辑多边形。2再进入点的编辑，在顶视图和侧视图里用移动工具把盖子的外形编辑出来。3进入面的编辑级别，选中底部的面，再用挤出工具把盖子制作出来。4进入点的编辑级别，调整细部细节。具体步骤如瓶子建模（三）传输带1先制作转轴在侧视图中一个圆柱体，调整好了后再加上一个长方体的轴心和四个小轴心。并全部转化成可编辑多边形，再在顶视图，前视图，左视图调整其位子大小，然后成组。再打开时间配置按钮，把长度设置成120帧。2选择旋转工具，点击自动关键帧按钮，在左视图中选中转轴，把时间轴拖到60帧，再把转轴顺时针旋转180度，如上步，再把时间轴拖60帧，把转轴顺时针旋转180度。再关闭自动关键帧按钮。3制作传输带，点击标准基本体功能中的“管状体”按钮如图45。在侧视图创建一个管状体，半径比圆柱体大10MM，长度一样。再转化成可编辑多边形，进入点的编辑，取垂直方向的二分之一的点，向右拖动拉长。4点击转轴，在摩擦带内复制一定数量的转轴。5调整细节，使美观。图45管状体按钮示意图图46长、宽、高度编辑框（四）挡板1点击几何体按钮，再点击长方体按钮，在顶视图中创建一个长方体。再点击圆柱体按钮，创建一圆柱体。2再选长方体点击右键，转换成可编辑多边形。3在左视图中来编辑长度，宽度，如图46所示。4再选圆柱体点击右键，转换成可编辑多边形。5在左视图中来编辑高度。6再选中圆柱体复制。7同时选中长方体和圆柱体并成组。8然后在顶视图中复制，两个挡板之间的间距比摩擦带间距略宽。挡板制作完成，如图47。图47挡板示意图图48压板示意图（五）压板1点击几何体中的长方体按钮，在左视图中创建一个长方体。2再选长方体点击右键，转换成可编辑多边形。3进入点的编辑，在左视图中用移动工具把其编辑成一弧度的长方体板。压板制作完成如图48所示。（六）摩擦带1先制作转轴在顶视图中一个圆柱体，调整好了后再加上一个长方体的轴心和四个小轴心，并全部转化成可编辑多边形，再在左视图，前视图，顶视图调整其位子大小，然后成组。打开时间配置按钮，把长度设置成120帧。2选择旋转工具，点击自动关键帧按钮，再在顶视图中选中转轴，再把时间轴拖到60帧，再把转轴顺时针旋转180度，如上步，再把时间轴拖到60帧，再把转轴顺时针旋转180度。再关闭自动关键帧按钮。3制作摩擦带，在顶视图创建一个管状体，半径比圆柱体稍大，长度一样。再转化成可编辑多边形，进入点的编辑，取垂直方向的二分之一的点，向右拖动拉长。4点击转轴，在摩擦带内复制一定数量的转轴。5选中群组，然后在顶视图中复制，两个挡板之间的宽度为摩擦带的宽度。如图49所示。俯视图透视图图49摩擦带示意图（七）输盖槽1在顶视图中制作一长方体，转换成可编辑多边形。2进入点的编辑级别，在左视图中编辑成曲线长方体，再进入面的编辑，用点击修改器中的参数化变形器工具栏中挤压工具（如图410）,制作两边的小挡板。最后输盖槽成型（如图411）图410挤压工具栏图411输盖槽二、动画制作零件全部建模后，导入如图412。将未封口的瓶放在传输带上，各自之间留有间隔空隙。盖子在输盖槽上排列着，待瓶子进入的时候落下。图412导入后的整体示图本设计模拟动画的制作分为五步（一）瓶子在传输带上的水平行进点击自动关键帧按钮，在瓶子起始位置时，点击设置关键点按钮，再将时间滑块拖到120帧位置处，点击设置关键点按钮，此时在瓶子起始和终止位置都设置了时间关键点，随后将瓶子拉动到终止点的位置，也就是锁定了瓶子在运动开始第一帧和最后一帧的位置。此时动画已经制作完成，点击播放键，就能在界面的三个视图里出现瓶子的动画。因为动画制作过程中，拖动瓶子的时候只是在起始和终止位置的线性移动，如需在纵向或左右移动，就要在移动过程中进行调节。将瓶子群组，点击自动关键帧按钮，以摩擦带的转动速度来设置所有瓶子的移动速度。瓶子进入垂直摩擦带时，分别设置进入垂直摩擦带的瓶子的旋转速度。（二）瓶子进入摩擦带后的旋转运动点击进入顶视图，点击瓶子，然后点击自动关键点，在时间滑块在0帧时，点击设置关键点，将时间滑块拖动到120帧时，再次点击设置关键点。点击旋转按钮，运用旋转工具使瓶子逆时针旋转480度，这就是在0120帧时瓶子旋转了480度。点击播放键，瓶子就能在0120帧所用时间里旋转并在传输带上横向行进。因为3DSMAX能在不同的运动方向实现同时运动的功能。（三）盖子的旋入盖子在输盖槽上下滑，并落在瓶口上，在压板的作用下，进行预压，并旋入瓶口进行封口。瓶子主要是径向向下的运动。点击进入左视图，点击最大化视口切换键，进入最大化视角，这样方便进行下一步操作。选中盖子，点击自动关键点，在时间滑块在0帧时，点击设置关键点，将时间滑块拖动到120帧时，再次点击设置关键点。用选择并移动按钮将盖子拖动到终点位置，由于盖子从起始位置到终止位置的变化只是线性的，不符合盖子实际的运动轨迹，所以在0120中增加几个关键点，以完善盖子的运动轨迹。（四）盖子的横向行进盖子在落入瓶口后要在随着瓶子一起做横向的移动，由于盖子和瓶子的动画是分开进行制作的，所以在最后合成的时候会有纵向位移上的偏差，需要进行逐步的调节，这一步需要花费些时间和精力。盖子横向动画和瓶子横向制作的方法类似，不予重述。（五）动画的最终合成、修改并输出在瓶子、盖子各自各个方向的动画完成后，就在整体视图界面中，点击播放键，分别在顶视图、左视图、前视图以及透视图中观看检查每一帧画面中所有部件之间的位置是否存在位移差，查找并进行修改，以达到更佳的视觉和动画效果。导出动画并能在播放器中播放，即把MAX的格式转换成AVI的格式。点击渲染工具栏，出现渲染场景对话框，输出时间改为“范围”图413，输出大小改为（如图414）图413输入范围图414输入大小在渲染输出中点击“文件”如图415出现“渲染输出文件”对话框（如图416），输入文件名，并保存在欲保存路径。并把文件类型改为“AVI文件”然后将“视口”改为“透视”如图417