8.3.7 刚体接头（Planar Joint） 通过刚体接头，可以使两个零件成为一个刚体，成为刚 体后，两零件彼此间相对位置将不改变。 单击图标 ，弹出创建刚体接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Part 1：第一个杆件； （4）Part 2：第二个杆件。 此接头不提供外部驱动功能，仅作为杆件的连接。
运动机构模拟
航空学院 20092009-2
目录
8.1 8.2 8.3 8.4 概述 运动机构模拟环境 运动机构创建 动态仿真
8.1 概述 对于产品的数字模型而言，进行准确的 运动状态分析，是十分基本且重要的功能。 在 数 字 模 型 运 动 机 构 模 拟 中 （ DMU Kinematics）单元中，用户可以依照运动学 原理，通过约束自由度的方式，建立机构， 并且分析机构的运动状态与移动轨迹。 此单元中提供数种基本的接头（Joint）， 共用户建立机构，并且可以进行动态仿真， 记录运动情形，制作成影片播放。
8.3.11 点-曲面接头（Point Surface Joint） 通过点-曲面接头，可以让让一个点在曲面上移动，点 与曲面分别位于不同的零件上，如此零件（点）即可沿着曲 面移动。使用此接头时，点必须位于曲面上，因此需要先进 行好组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建点-曲面接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Surface 1：第一个杆件上的曲面； （4）Point 1：第二个杆件上的点。 此接头不提供外部驱动功能，仅作 为杆件的连接。
8.3.2 滑动接头（Prismatic Joint） 通过滑动接头，可以让两个零件沿着平行某平面的一个 方向进行平移，这两个零件在结合处必须各有一个平面及一 个平行于平面的方向。将两零件的平面与移动方向重合，即 成为具有一个平移自由度的滑动接头。 单击图标 ，弹出创建滑动接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism 按钮新建一个运动机构； Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （2）Line 1：第一个杆件的方向；
（4）Line 2：第二个杆件的方向； （5）Plane 1：第一个杆件需对齐的平面； （6）Plane 2：第二个杆件需对齐的平面； （7）Length driven：是否为外部驱动接头。
8.3.3 圆柱接头（Cylindrical Joint） 通过圆柱接头，可以让两个零件绕一轴转动，并沿此轴 向移动，这两个零件在结合处必须各有一个轴线。将两零件 的轴线重合，即成为具有两个自由度（旋转与平移）的圆柱 接头，这两个自由度各自独立，互不影响。 单击图标 ，弹出创建圆柱接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism 按钮新建一个运动机构； Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Line 1：第一个杆件的方向；
8.3.9 滑动曲线接头（Slide Curve Joint） 通过滑动曲线接头，可以让两个相切的曲线相互滑动， 两曲线分别位于不同的零件上，如此零件即可沿着曲线路径 移动。使用此接头时，两曲线必须相切，因此需要先进行好 组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建滑动曲线接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism 按钮新建一个运动机构； Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Curve 1：第一个杆件上的曲线； （4）Curve 2：第二个杆件上的曲线。 此接头不提供外部驱动功能，仅作 为杆件的连接。
（2）Joint Name：接头名称； （3）Line 1：第一个杆件的轴线； （4）Line 2：第二个杆件的轴线； （5）Angle driven：旋转自由度是否为外部驱动； （6）Length driven：平移自由度是否为外部驱动； （7）Pitch：截距，代表旋转一轴前进的距离，mm。
8.3.5 圆球接头（Spherical Joint） 通过圆球接头，可以让两个零件绕一圆心转动，这两个 零件在结合处必须各有一个圆心。将两零件的圆心重合，即 成为具有三个旋转自由度的圆球接头，此三自由度各自独立， 互不影响。 单击图标 ，弹出创建圆球接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism 按钮新建一个运动机构； Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Point 1：第一个杆件的圆心； （4）Point 2：第二个杆件的圆心； 此接头不提供 外部驱动功能，仅 作为杆件的连接！
8.3.12 万向接头（Universal Joint） 万向接头使用一个虚拟的销连接两杆件，可以传递旋转 运动，与旋转接头的区别是两杆件的轴心可以不重合。 单击图标 ，弹出创建万向接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Spin 1：第一个杆件上的轴线； （4）Spin 2：第二个杆件上的轴线； （5）Cross-pin axis direction：连接 销轴心位置，可设置与某个旋转轴正交或 自定义。 此接头不提供外部驱动功能，仅作 为杆件的连接。
8.3.6 平面接头（Planar Joint） 通过平面接头，可以让两个零件沿某平面相互移动，这 两个零件各有一个平面相结合，成为具有两个平移自由度的 平面接头。 单击图标 ，弹出创建平面接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Plane 1：第一个杆件的平面； （4）Plane 2：第二个杆件的平面。 此接头不提供外部驱动功能，仅作为杆件的连接。
8.3.8 点-曲线接头（Point Curve Joint） 通过点-曲线接头，可以让一个点沿着某曲线移动，点 与曲线分别位于不同的零件上，如此零件（点）即可沿着曲 线路径移动。设置此接头时，点必须位于曲线上，因此需要 先进行好组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建点-曲线接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism 按钮新建一个运动机构； Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Curve 1：第一个杆件上的曲线； （4）Point 1：第二个杆件上的点； （5）Length driven：是否为外部驱动。
8.3 运动机构创建 创建运动接头（Joint）是进行数字模型运动分 析的首要步骤。本单元共提供17种接头，可以模拟 大部分机构的运动方式，这些接头共分成四大类， 分别是： •实体接头：由实体零件所构成的接头。 •几何接头：利用几何图形（点、曲线、曲面）间的 关系所创建的接头。 •复合接头：为多自由度的运动接头，可以利用虚拟 的约束条件创建接头，不需要实际的几何关系。 •坐标对齐：利用对其坐标轴方式创建接头。
（4）Line 2：第二个杆件的轴线； （5）Plane 1：第一个杆件需对齐的平面； （6）Plane 2：第二个杆件需对齐的平面； （7）Null Offset/Offset：两平面的重合/偏移值； （8）如果选中Centered，则需再选择Plane 3和Plane 4， 其中Plane 3为第一个杆件上的平面， Plane 4为第二个杆 件上的平面，最终两杆件相对位置确定为Plane 1和Plane 3 的中值面和Plane 2和Plane 4的中值面重合的位置； （9）Angle driven：是否为外部驱动接头。

8.3.1 旋转接头（Revolute Joint） 通过旋转接头，可以让两个零件绕着一轴转动，这两个 零件在结合处必须各有一个轴线及一个与轴线正交的平面。 将两零件的轴线重合，设置两平面间的距离后，即成为具有 一个旋转自由度的旋转接头。 单击图标 ，弹出创建旋转接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism 按钮新建一个运动机构； Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Line 1：第一个杆件的轴线；
8.3.10 滚动曲线接头（Roll Curve Joint） 通过滚动曲线接头，可以让两个相切的曲线相互滚动， 两曲线分别位于不同的零件上，如此零件即可沿着曲线路径 滚动。使用此接头时，两曲线必须相切，因此需要先进行好 组装，再使用此接头。 单击图标 ，弹出创建滚动曲线接头对话框，内容如下： （ 1 ） Mechanism ： 接 头 隶 属 于 哪 一 个 运 动 机 构 ， 可 通 过”New Mechanism“按钮新建一个运动机构； （2）Joint Name：接头名称； （3）Curve 1：第一个杆件上的曲线； （4）Curve 2：第二个杆件上的曲线； （5）Length driven：是否为外部驱动。
8.2 运动机构模拟环境 运动机构模拟通过DMU模块实现。选择菜 单 【Start】→【Digital Mockup】→【DMU Kinematics 】进入运动机构模拟环境。 如果进入前处于产品（Product）环境下， 则自动将模型导入到运动机构模拟环境下， 如果进入前处于其它环境（如Part、Draft 等），则新建一个CATProduct文件，用户可 以将已有的子产品或部件插入到新建的产品 中。