武汉轻工大学2013届毕业设计说明书 毕业论文 设计（论文）题目：玩具海豚的Adams仿真姓 名 张雨豪 学 号 090309810 院 系 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 曹梅丽 2013 年 6 月39摘要近年来，虚拟样机技术已广泛应用于各个设计制造行业，在玩具设计制造业中同样应用广泛。该技术首先应用计算机三维建模软件，建立玩具系统的三维实体模型，然后利用仿真软件进行分析和评估玩具系统的各项性能，使玩具的设计制造过程实现了柔性化和高效化。这项技术的运用不仅提高了产品的生产效率，还不断为设计者们提供思路改善玩具的各项性能，从而使得研究开发的设计成本不断降低，同时也使得玩具市场更加繁荣。为了适应消费者的需求，研发设计出更新更多种类的玩具产品，虚拟样机技术得到了进一步的运用。随着计算机技术的发展和运用，整个玩具的设计过程不断简化，大大减少了开发成本和设计周期。本课题通过运用UG和Adams对玩具海豚进行运动学的仿真。首先，对海豚玩具进行拆卸、测绘，然后在UG软件中进行三维零件建模并装配，装配完后将其导入ADAMS软件中进行运动学的仿真和分析，通过不断的调试和参数的设定，实现了玩具海豚的运动学仿真。最后，对仿真的结果进行分析和总结，优化设计方案。关键词：虚拟样机 三维建模 仿真 运动学 AbstractIn recent years, virtual prototyping technology has been widely applied to various design manufacturing industry, also widely used in the manufacturing of toy design. The technical application of computer 3D modeling software, first establish a system of three-dimensional solid model of the toy, and then use simulation software to analyze and assess the performance of the toy system, toy design and manufacturing process to achieve a flexible and efficient. The use of this technology not only improves the efficiency of the products also continue to provide ideas for designers to improve the performance of the toys, which makes the design of the research and development costs continue to reduce the more prosperous, but also makes the toy market. In order to adapt to consumer demand, research and development designed to update a wider variety of toy products, virtual prototyping technology for further use. With the development of computer technology and the use of the toy design process is simplified, greatly reducing development costs and design cycle.This topic through the use of UG and Adams kinematics simulation of the dolphin toy, dolphin toy to be demolished, mapping, and then UG software 3D part modeling and assembly, the assembly after its import ADAMS software kinematics simulation and analysis, debugging and parameter settings, the dolphin kinematics simulation. Analyzed and summarized the results of simulation to optimize the design.Keywords：virtual-prototyping，three-dimensional，simulation ，model debuging，kinematics 目录摘要1Abstract2目录31.前言41.1 课题背景41.1.1玩具在国内的发展及研究现状51.1.2 玩具在国外的发展及研究现状71.1.3 现状分析91.2 所用软件91.2.1 UG软件91.2.2 Adams软件111.3 课题内容132.玩具海豚的测绘和建模142.1 玩具的拆卸、测绘142.2 玩具海豚的零件建模152.3 零件建模的关键技术172.4 海豚玩具的零件装配193.玩具海豚的Adams仿真233.1 模型的导入233.2 零件的重命名243.3 模型中约束的施加253.3.1 固定副的施加253.3.2 转动副的施加263.3.3 动力的施加273.3.4 碰撞的施加283.4 海豚玩具的运动学仿真293.4.1 海豚玩具模型的仿真293.4.2 模型的测试314.小结34参考文献35致谢361.前言1.1 课题背景 “玩具”是个很宽泛的概念，广义上讲，任何可以拿来作为娱乐的物品都可以称为“玩具”。而我们要讨论的“玩具”是作为产品的玩具，即工业化批量生产并投入大众消费市场中的物品。随着科技的进步，计算机技术的不断提高和运用，特别是计算机网络的应用与普及不但给各行各业带来了前所未有的生产高效率与管理的规模化与统一化，而且网路也把全世界的人连通到了一起，越来越多的人开始远离体育运动，将大部分的休闲锻炼时间投放到了网络虚拟环境中。据调查，2010年发表的报告显示中国青少年网民规模已经达到1.95亿人，其中74%的青少年使用手机上网，主要是用来上网聊天、听音乐、看电影、玩游戏等，大部分时间用来娱乐1。如何让青少年有一个更健康的生活方式，这个问题急待解决。一个现实中具体存在的玩具对青少年来说是一个很不错的选择，对于处在智力开发期的孩子来说，更是首选。中国玩具以历史悠久、分布地区广阔和品种丰富著称于世，在社会生活中发挥着独特的作用。玩具在漫漫的发展过程中与其他社会科学领域碰撞出各种火花。因此，玩具的研究开发工作不可避免的涉及美学、儿童心理学、商品学科的内容2。如果要在玩具的研究过程中搞清这些复杂的联系和作用，那玩具的研究不仅为其他社会学科提供重要的资料和线索，还会丰富和完善各学科的内容。社会在飞速地发展，人们对物质文化的需求不断地提出了更新的要求。玩具在人类社会生活中占有重要的位置。当代玩具的发展离不开对传统玩具的继承与革新、玩具的丰富内容和多样形式为中国当代玩具的生产提供了坚实的基础，对各种玩具的深入研究有助于玩具事业的兴旺发达，将为当代玩具的民族化、现代化提供理论依据3。从上述分析，开展对玩具的研究不仅仅有利于玩具自身的发展，而且对美学的研究、对社会科学的研究、对促进民族艺术的发展，都有现实的意义。1.1.1玩具在国内的发展及研究现状玩具的娱乐和教育两大功能越来越受到消费者的密切关注，家长所要求的玩具不仅要是孩子的亲密玩伴，而且必须是他们成长的良师益友。这样的认识已经在众多玩具购买者和消费者的心目中确立，因而国内外对玩具功能的研究都在不断的探究和技术的更新4。同时玩具不只是儿童的专利，成年人也需要玩具。于光远同志指出：“一个人活到老，学到老，也玩到老。玩是人生的基本需要之一。人的一生，从出生、儿童少年、成年到老年都需要玩。”早在春秋战国时期，孔夫子就在论语中说过：“饱食终日，无所用心，难矣哉！不有博弈者乎，为之犹贤乎已”。说明这位圣人也是赞成玩的。清代的大汕厂翁在其海外纪事中说：“人各有为适情之具，诗、书、六艺而外，以及品茶、饮酒、钩弋、声色、陆博，凡所以引人耳目口体之交者，不一而足5。盖血肉之躯，顽然独守，使五官四肢，绝不与物接，则气脉郁结不得流利，天机已将沉滞于枯寂而不复发扬。是则适情之具，外可以运行气脉，内可以发越天机，而为人之助者不。”他明确指出游戏不仅能满足人们的娱乐，而且于身体、大脑智力的开发都是有益的。玩学家的理论则认为：玩是人的普遍性行为，是一种情感宣泄；是对生活或工作中各种事务的模仿；是人的经历和经验的重复；是一种心理满足；是人类认识一切客观事物及其发明创造的前提条件。玩是建立在闲暇基础上的行为情趣，是人的一种本能的必需。人在玩中成长，认识客观事物，激励进取和创新精神。而玩的重要工具之一就是玩具。好的玩具，又为玩好创造好的条件，玩的更精彩、更有意义。因此，玩具文化是人们一生中需要的一种独特的教育方式，是中华文化的传播工具之一。于光远同志为此曾在1988年写的玩具（大纲）和1996年写的补充中提出将玩具作为系统的教材。他建议集中心理学、教育学以及百科知识的专家共同研究编写这部教科书，其内容应包括：校前教育、小学部分、中学部分、大学部分、校后部分和老年部分6。中国玩具文化源远流长，远在新石器时代就出现了人类原始的玩具，如石球、陶埙、陶哨等。随着中华民族经济、科学技术、文化艺术的不断发展和提高，创造出了许多绚丽多彩、精巧迷人的玩具。它反映出我国一定历史阶段的经济、科学技术、文化艺术以及人们生活条件的发展面貌，具有鲜明的民族特色7。是中华文化优秀传统的组成部分，在中华文化发展史上占有独特的地位。有些玩具甚至成为世界科学技术和文化艺术发展的先驱或启萌。在促进人们身心健康成长、丰富人们的生活内容、增长知识、陶冶品德、勇于追求和创造方面起了积极的作用，成为人们文化娱乐生活中不可或缺的重要内容之一。具有很强的生命力，流传至今，并创出辉煌。我国玩具行业是从上世纪80年代后发展起来，70%以上还是来料加工和来样加工，自主开发和创新的能力不强，能够以自创品牌出口的还为数不多，要从依附式发展转向自主式发展还需要一定的过程8。目前在我国，玩具产业的强大生产能力和相对薄弱的设计力量形成了鲜明的对比。我国是世界上最大的玩具制造国和出口国，全球70的玩具是在我国境内制造的9。我国现有玩具企业2万余家，从业人员超过400万，年产值1000多亿元，产量占世界总产量的70以上，其中,广州的产值达300亿元。2005年全国玩具出口额达150多亿美元。广东、江苏、浙江、上海、山东和福建这五省一市历来是中国玩具最