Пример 2 – Создание упрощенной модели робота-манипулятора на тележке
Техническое задание
A. Сделать трехмерную модель тележки с манипуляционным звеном, к которому прикреплен обобщенный инструмент, согласно чертежной документации, приводимой ниже.
Рис.3.1 Представление-3D сборки Тележка
Рис.3.2 Виды детали Корпус
Рис.3.3 - Виды детали Колесо
Рис.3.4 - Виды деталиОсь 1
Рис.3.5 - Виды детали Ось вращения основания рычага
Рис.3.6 - Виды сборки Тележка (с указанием размеров взаимной ориентации деталей), включающей детали:Корпус, Ось 1, Дубль(Ось1), Колесо, 3 копии (Колесо), Ось вращения основания рычага
Рис.3.7 - Виды детали Основание рычага
Рис.3.8 - Виды детали Рычаг нижний
Рис.3.9 - Виды детали Рычаг верхний
Рис.3.10 - Виды детали Ось сочленения основания и нижнего рычага
Рис.3.11 - Виды детали Ось сочленения нижнего и верхнего рычагов
Рис.3.12 - Виды детали Инструмент с осью 3
а) Представление-3D сборки Рычагов Система
Рис.3.13 - Представление-3D сборки Рычагов Система
б)Виды сборки Рычагов Система, включающей детали:
Основание рычага, Рычаг нижний, Дубль(Рычаг нижний), Рычаг верхний, Дубль(Рычаг верхний),Ось сочленения основания и нижнего рычага, Ось сочленения нижнего и верхнего рычагов,Инструмент с осью 3
Рис.3.13
а)Представление-3D полной сборки Робот-манипулятор на тележке
б) Виды сборки Робот-манипулятор на тележке
Рис.3.14
B. Рассчитать массо-инерционные характеристики сборки в двух её положениях. Геометрические взаимосвязи деталей сборок в обоих положениях даются дополнительными видами, представленными на рисунках 2.15 и 2.16. (рис.2.15 соответствует положению 1, а рис.2.16 - положению 2).
Дополнительные исходные данные для определения массо-инерционных характеристик сборки в двух положениях:
Масса всех деталей кроме колес и инструмента составляет m1=150 кг. Приближенно считать, что вещество распределено по каждой из этих деталей равномерно.
Плотность детали Инструмент в 1,3 раза меньше средней плотности деталей в сборке Рычагов Система.
Колеса считать резиновыми (бутил,
).
Рис.2.15
а)
б)
Рис.2.16
Выполнение
Рассмотрим подробно последовательность этапов, приводящую к выполнению поставленной задачи - созданию трехмерной сборки по заданным чертежам, нахождению массо-инерционных характеристик сборки и анализа движения её деталей.
2.2.1 Этапы создания 3D-модели робота –манипулятора на тележке
А. Построение первой детали – корпуса
Создаем новую деталь, выбирая Трехмерное представление одного компонента (рис.1).
Рис.1
Создаем эскиз на плоскости, выбирая во вкладке Вставка опцию Эскиз (рис.2).
Рис.2
Рис.3
Выбираем плоскость эскиза, например, одну из координатных плоскостей, введенных системой по умолчанию,- Спереди (рис.3).
Затем во вкладке Инструменты выбираем инструмент Прямоугольник (рис.4).
Рис.4
5. Нажимая на каждую из двух характерных сторон прямоугольника, вызываем окно редактирования размера и наклона соответствующей линии (рис.5). В нашем примере одна из линий имеет длину L=1000 мм, и наклон ф=0 град.
6. Так строим прямоугольник нужных размеров (a=200, b=1000). Если в результате редактирования некоторого размера эскиз выходит за рамки области видимости, можно воспользоваться кнопкойИзменить в размер экрана, которая расположена в левой части активного Меню Видов (оно расположено по центру, сразу над областью представления деталей (см. рис.6).
Рис.5
Рис.6
Теперь необходимо на основании этого эскиза построить прямоугольный параллелепипед с сечением в виде построенного прямоугольника, и толщиной c=400мм.
7. Для этого вызываем во вкладке Вставка опцию Бобышка/Основание, в которой выбираем операциюВытянуть (рис.7).
8. В появившемся окне редактирования (рис.8) данной операции выставляем толщину c=400мм и активируем внесенные изменения, нажав левую зеленую клавишу.
Рис.7
Рис.8
9. Теперь в получившемся корпусе сделаем вырезы для колес. Для этого выбираем одну из боковых граней корпуса – при этом она выделяется синим цветом, - и нажимаем правой кнопкой. Появляется меню, которое предлагает сделать различные операции, связанные с выделенной гранью. Мы выбираем создание эскиза – нажимаем клавишуЭскиз (рис.9). После этого в дереве конструирования появляется название созданного нами эскиза – Эскиз 3.
10. Для удобства последующей работы с эскизом выделим его левой кнопкой, и выберем затем правой кнопкой в выпадающем меню опцию Перпендикулярно плоскости эскиза (рис.10-11). При этом плоскость эскиза ориентируется перпендикулярно линии взора.
Рис.9
Рис.10
11. Согласно ТЗ выберем центр окружности для выреза под колесо в точке, смещенной от левого края грани на расстоянии d1=190 мм. Для этого воспользуемся горизонтальной прямой, которую строим выходящей из левой нижней вершины грани. Выбираем во вкладке Инструменты-Инструменты эскиза инструмент Окружность, центр которой назначаем к правой конечной точке построенной горизонтальной линии. Сразу нет необходимости построить окружность правильного радиуса: после проведения произвольной по радиусу окружности нажимаем ESC. А далее – двойным щелчком по построенной окружности входим в меню редактированияеё параметров и выставляем нужный радиус – R1=130 мм (рис.11).
Рис.11
12. Теперь необходимо удалить ненужную часть окружности. Для этого строим еще одну линию, соединяющую точки пересечения окружности с нижней стороной грани и для точности проверяем размеры этой линии (рис.12).
Рис.12
Далее выбираем во вкладке Инструменты –Инструменты эскиза операциюОтсечь (рис.13). В соответствующем меню редактирования этой операции выбираем параметр Отсечь до ближайшего, далее указываем нижнюю полуокружность и нажимаем зеленую клавишу (ОК) (рис.14-15).
Рис.13
Рис.14
Рис.15
Нам необходимо зеркально отразить полученный полукруг относительно плоскости симметрии, проходящей перпендикулярно грани последнего эскиза.
13. Для этого вначале строим горизонтальную линию, исходящую из нижней граничной точки левой стороны грани длиной, равной половине длины горизонтального размера этой грани. Проводим из правой конечной точки построенной горизонтальной линии перпендикулярную к ней линию (рис.16).
Выбираем в инструментах эскиза операцию Зеркальное отражение (рис.17), при редактировании которой выбираем объект отражения – Дуга 2, и линию, относительно которой будет зеркально отражен первый объект – Линия 23 (см. рис.18).
Рис.16
Рис.17
Рис.18
14. Замкнём полуокружность, полученную в результате зеркального отражения, прямой линией, соединяющей граничные точки этой полуокружности (рис.19).
15. Сделаем вырезы в виде построенных полукругов. Для этого выберем во вкладке Вставка операцию Вытянуть (рис.19). В меню редактирования выбираем в поле Выбранные контуры два построенных замкнутых контура. В опции Направление 1 выбираем На заданное расстояние и в качестве глубины выреза указываем значение d2=50 мм, согласно ТЗ (рис.20-11).
Рис.19
Рис.20
Рис.21