机电系统数字孪生课件 项目5 数字孪生传感器应用设置

机电系统数字孪生

实训项目5数字孪生传感器应用设置052.4传感器2.4.1碰撞传感器

在机械概念设计环境中，进入“主页”功能区→“电气”工具栏中单击“碰撞传感器”按钮，创建碰撞传感器。碰撞传感器依附在几何体上，用来提供对象之间的反馈。用户可以选择不同的形状来封装几何体以形成检测区域。在虚拟调试中，传感器的结果往往被传回外部控制系统。在连接到外部控制系统之前，碰撞传感器在MCD模型中可以用来完成以下操作：作为仿真序列执行的条件；作为运行时表达式的参数；用来计数；检测对象的位置；获取对象，例如将触发碰撞传感器的刚体通过仿真序列依附到运动副上；用来收集对象，例如对象收集器；用来改变几何体颜色，例如颜色变换器。

1.定义碰撞传感器2.4传感器“碰撞传感器”对话框如图2⁃ 102所示，部分选项含义如下。

(1)选择对象选择碰撞传感器所依附的几何体。

(2)形状

1)方块：用最小长方形包裹选择对象。

2)球：用最小球包裹选择对象。

3)直线：用直线表示传感器形状。

4)圆柱：用最小圆柱包裹选择对象。

(3)类别设置碰撞传感器类别的值，以指示哪些碰撞体和碰撞传感器将相互作用。

(4)碰撞时高亮显示在仿真的过程中，如果碰撞传感器和起作用的碰撞体接触时，碰撞传感器高亮显示。

2.动手操作——碰撞传感器2.4传感器(1)源文件＼chapter2_4_part＼SimplePhysics_07.prt。

(2)目标添加碰撞传感器，观察碰撞传感器仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“SimplePhysics_07.prt”。

2)选择“文件”→“所有应用模块”→“机电概念设计”命令。

3)单击“主页”功能区→“电气”工具栏→“碰撞传感器”按钮，打开“碰撞传感器”对话框。图2- 103选择Body(0)2.4传感器①在图形窗口中选择需要定义碰撞传感器的对象，例如选择图2- 103所示Body(0)。

②设置碰撞形状：方块。

③设置形状属性：自动。

④输入类别：0。

⑤勾选“碰撞时高亮显示”。

⑥单击“确定”按钮。

4)打开“机电导航器”，此时添加的碰撞传感器显示在“传感器和执行器”文件夹下，如图2- 104所示。2.4传感器图2- 104机电导航器5)选择CollisionSensor(1)，单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“添加到察看器”，如图2- 105所示。2.4传感器6)打开“运行时察看器”，此时碰撞传感器CollisionSensor(1)的运行时参数“已触发”和“活动的”显示在察看器列表中，如图2- 106所示。图2- 105添加到察看器2.4传感器7)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮。

①当黄色小方块未接触到底板时，底板不发生变化，且在“运行时察看器”中“已触发”值为false，如图2- 107所示。图2- 107碰撞传感器未触发②当黄色的小方块接触到底板时，底板和小方块同时高亮显示，2.4传感器底板碰撞体轮廓为碧蓝色，小方块为洋红色，且在“运行时察看器”中“已触发”值为true，如图2- 108所示。图2- 108碰撞传感器被触发8)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。2.4传感器2.4.2距离传感器图2- 109距离传感器对话框2.4传感器1.定义距离传感器

“距离传感器”对话框如图2⁃ 109所示，部分选项含义如下。

(1)选择对象选择距离传感器所依附的刚体。

(2)指定点指定用来测量距离的起点。

(3)指定矢量指定测量的方向。图2- 110标度组2.4传感器(4)开口角度设置测量范围的开启角度。

(5)范围设置测量的距离。

(6)仿真过程中显示距离传感器当距离传感器检测到其他碰撞体的时候，高亮显示碰撞传感器。

(7)标度勾选“标度”后，将检测到的距离按比例转换成常数、电压或电流输出，如图2- 110所示。

2.动手操作——距离传感器

(1)源文件＼chapter2_4_part＼DistanceSensor.prt。

(2)目标添加距离传感器，熟悉距离传感器创建过程，理解距离传感器的仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“DistanceSensor.prt”，如图2- 111所示。2.4传感器2)单击“主页”功能区→“机械”工具栏→“距离传感器”按钮，打开“距离传感器”对话框。

①选择依附的刚体对象：Gripper，如图2- 112所示。动手操作——距离传感器2.4传感器图2- 111部件“DistanceSensor”②如图2- 113所示，选择图形上一点作为计算距离的参考点。2.4传感器③指定矢量：打开指定轴矢量的下拉菜单，选择-ZC。图2- 113选择计算距离的参考点2.4传感器④输入开口角度：2。

⑤输入范围：250。

⑥勾选“仿真过程中显示距离传感器”。

⑦单击“确定”按钮。

3)打开“机电导航器”，此时添加的距离传感器显示在“传感器和执行器”文件夹下，如图2- 114所示。图2- 114机电导航器4)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时吸盘抓手落下，当距离传感器的检测区域接触绿色物块时，2.4传感器距离传感器高亮显示。

5)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。

6)打开序列编辑器。

①勾选仿真序列StopGripper启用。

②编辑仿真序列StopGripper，将步骤2)创建的距离传感器作为仿真序列的条件，如图2- 115所示。图2- 115添加条件2.4传感器③单击“确定”按钮。

7)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时吸盘抓手落下，当距离传感器的检测区域接触绿色物块时，吸盘抓手减速并停在绿色物块上方。

8)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。

2.4.3位置传感器2.4传感器在机械概念设计环境中，进入“主页”功能区→“电气”工具栏中单击“位置传感器”按钮，创建位置传感器。使用位置传感器命令将位置传感器连接到现有的运动副或者位置控制器上，位置传感器提供运动副或者位置控制的线性位置或者角度的反馈，还可以将检测到的位置或者角度按比例转换成常数、电压或电流作为一个信号输出。

1.定义位置传感器图2- 116位置传感器对话框2.4传感器(1)选择轴选择位置传感器所连接的运动副。

(2)标度勾选“标度”后，将检测到的距离按比例转换成常数、电压或电流输出，如图2- 117所示。

2.动手操作——位置传感器

(1)源文件＼chapter2_4_part＼DistanceSensor.prt。

(2)目标添加位置传感器，熟悉位置传感器创建过程，理解位置传感器的仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“DistanceSensor.prt”，如图2- 118所示。2.4传感器图2- 117标度组2)单击“主页”功能区→“机械”工具栏→“位置传感器”按钮2.4传感器，打开“位置传感器”对话框。

①选择连接的滑动副：Gripper_SlidingJoint(1)，如图2- 119所示。

②单击“确定”按钮。

3)打开“机电导航器”，此时添加的位置传感器显示在“传感器和执行器”文件夹下，如图2- 120所示。图2- 119选择滑动副Gripper_SlidingJoint(1)2.4传感器图2- 120机电导航器2.4传感器图2- 121添加条件4)打开序列编辑器。2.4传感器①勾选仿真序列StopGripper启用。

②编辑仿真序列StopGripper，将步骤2)创建的位置传感器作为仿真序列的条件，如图2-121所示。

③单击“确定”按钮。

5)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时吸盘抓手落下，当滑动副的位置＜-800的时候，吸盘抓手减速并停在绿色物块上方。

6)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。

2.4.4速度传感器2.4传感器在机械概念设计环境中，进入“主页”功能区→“电气”工具栏中单击“速度传感器”按钮，创建速度传感器。使用速度传感器命令将速度传感器连接到现有的运动副或者速度控制上，速度传感器提供运动副或者速度控制的线速度或者角速度的反馈，还可以将检测到的速度按比例转换成常数、电压或电流作为一个信号输出。

1.定义速度传感器图2- 122速度传感器对话框2.4传感器(1)选择轴选择速度传感器所连接的运动副。

(2)标度勾选“标度”后，将检测到的速度按比例转换成常数、电压或电流输出。

2.动手操作——速度传感器

(1)源文件＼chapter2_4_part＼DistanceSensor.prt。

(2)目标添加速度传感器，熟悉速度传感器创建过程，理解速度传感器的仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“DistanceSensor.prt”，如图2- 124所示。2.4传感器图2- 123标度组2)单击“主页”功能区→“机械”工具栏→“速度传感器”按钮2.4传感器，打开“速度传感器”对话框。

①选择连接的滑动副：Gripper_SlidingJoint(1)，如图2- 125所示。

②单击“确定”按钮。

3)打开“机电导航器”，此时添加的速度传感器显示在“传感器和执行器”文件夹下，如图2- 126所示。图2- 125选择滑动副Gripper_SlidingJoint(1)2.4传感器图2- 126机电导航器2.4传感器图2- 127添加条件4)打开序列编辑器。2.4传感器①勾选仿真序列StopGripper启用。

②编辑仿真序列StopGripper，将步骤2)创建的速度传感器作为仿真序列的条件，如图2- 127所示。

③单击“确定”按钮。

5)单击“文件”→“仿真”工具栏→“播放”按钮，此时吸盘抓手落下，当滑动副的速度的时候，吸盘抓手减速并停在绿色物块上方。

6)单击“文件”→“仿真”工具栏→“停止”按钮，此时仿真模型复位。

2.4.5加速度传感器2.4传感器在机械概念设计环境中，进入“主页”功能区→“电气”工具栏中单击“加速度传感器”按钮，创建加速度传感器。使用加速度传感器命令将加速度传感器连接到现有的刚体上，加速度传感器提供刚体上的加速度的反馈，还可以将检测到的加速度按比例转换成常数、电压或电流作为一个信号输出。

1.定义加速度传感器图2- 128加速计对话框2.4传感器(1)选择轴选择加速度传感器所连接的刚体。

(2)标度勾选“标度”后，将检测到的加速度按比例转换成常数、电压或电流输出，如图2- 129所示。

2.动手操作——加速度传感器

(1)源文件＼chapter2_4_part＼DistanceSensor.prt。

(2)目标添加加速度传感器，熟悉加速度传感器创建过程，理解加速度传感器的仿真行为。

(3)操作步骤

1)打开部件“DistanceSensor.prt”，如图2- 130所示。2.4传感器图2- 129标度组2)单击“主页”功能区→“机械”工具栏→“加速度