基于CosmosMotion的Mecanum轮运动仿真.pdfVIP

特别适用于舰艇、洞库内作业的车辆。但是Meca— nun轮的结构较特殊，为了在实际使用过程中充 ∞ F 分发挥其性能，必须对其进行相应的运动和承载 特性分析。 ∞ 本文以 CosmosMotion软件为基础 ，对装备有 Mecanum轮的万向叉车的运动过程进行了仿真分 析，获得了车轮在运动过程中所承受的冲击载荷 ， 为后续的有限元分析奠定了数据基础。 1 Mecanum轮运动原理 Mecanum轮的轮体圆周斜向分布着许多小滚 轮，这些滚轮的外扩线与轮子的理论圆周相重合， 并且滚轮能够 自由旋转，滚轮的轴线与 Mecanum 图2 车体运动方向与各轮驱动方向对应关系 轮的轴线通常成45。角，如图1所示 。 其工作情况，进行机构的干涉分析，跟踪零件的 运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作 用力、反作用力和力矩等，以指导零件的结构设 计。CosmosMotion用户界面是 SolidWorks界面的无 o 缝扩展，它使用 SolidWorks数据存储库，不需要 SolidWorks数据的复制、导出，极大地提高了用户 图1 Mecanum轮结构图 操作使用的方便性和安全性。 2．2 创建模型 滚轮有 3个 自由度，在绕 自身转动的同时还 利用 SolidWorks软件创建万 向叉车车体 和 能绕车轴转动，以及绕滚轮与地面接触点转动， Mecanum轮的三维实体模型，并按照实际结构进 从而使Mecanum轮也具备了3个 自由度：绕轮轴 行装配。装配后的整车模型如图3所示。 的转动、沿滚轮轴线垂线方向的平动和绕滚轮与 地面接触点的转动，使驱动轮在一个方向上具有 主动驱动能力，在另外一个方向上具有 自由移动 的特性。当4个轮独立驱动时，在摩擦力和驱动 力的共同作用下，车体可以实现全方位移动。典 型的车体运动方向与各轮驱动方向的对应关系如 ∞一 ∞一 ∞一 ∞一 图2所示。图中，F 为轮子滚动时小滚轮受到的 轴 向摩擦力，F 为小滚轮做从动滚动时受到的滚 动摩擦力， 为各轮转动的角速度。只要能正确控 制各轮 的转速和转向，就可实现车辆 的全方位 运动。 图3 整车模型图 2 Mecanum轮运动仿真分析 2．3 边界条件处理 2．1 CosmosMotion软件简介 CosmosMotion软件与 SolidWorks软件之间实现 CosmosMotion是集成于SolidWorks环境中的基 了无缝连接，创建完成的三维实体模型可以直接 于ADAMS解决方案引擎创建的运动分析系统，可 导入 CosmosMotion软件，进行边界条件处理和运 以在SolidWorks的CAD系统构建的原型机上查看 动仿真分析。由于万向叉车的零部件数量较多 ． ． ．— — 40 ．．．——