基于SolidWorks开发的机构运动方案设计虚拟实验系统

副标题#e#    为了更好地实现实验目的,提高实验效率,作者以机构运动方案设计实验的要求、实验原理、方法为蓝本,用计算机虚拟实验技术,模拟仿真该实验的全过程,设计了一个机构运动方案设计虚拟实验系统.应用该系统,学生在实验前在计算机上对自己所设计方案的可行性、正确性进行可视化验证,然后再进行实际的拼接,提高了实验效率.
   
    1虚拟实验系统的功能
   
    1)必须具备齐全的模型、而且尽量接近实物,这样才能对实验进行真实的模拟.
    2)灵活性强,零件的参数能根据需要随时进行调整,实现尺寸驱动功能,即改变其中一个零件的参数后,只需要重建模型,其它零件的相应点的位置会跟着发生改变,零件之间依然保持相应的联结关系,而不需重新进行装配.
    3)对于机构运动的模拟仿真功能.
    4)具有运动特性分析和动力特性分析的功能.
    5)具有实验指导功能.系统的结构流程图如图1所示.

    
    2系统开发方法
   
    虚拟实验系统选用的平台是三维设计软件系统SolidWorks。SolidWorks它是基于Windows的全参数化特征造型软件,可十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图,以参数化和特征建模的技术为核心,为设计人员提供了良好的设计环境,还可以方便地对SolidWorks进行二次开发.用户二次开发的应用程序,可直接挂在SolidWorks的菜单下,形成统一的界面.一般而言,开发人员首先需要在SolidWorks的界面上添加自己的菜单项,以此作为激活用户程序的接口,完成与用户的数据交换。
   
    SolidWorks的API(Application Programming Interface应用编程接口)提供了两种接口方式:有OLE Automation的Idispatch和作为Windows基础的COM(Component Object model).Idispatch的方法可用于VB、VBA或VC的开发环境,常作为快速开发的手段.本文开发的实验系统所使用的程序就是采用的Idispatch接口方法,用VC++6.0编写的.在程序编好后,编译即可形成DLL文件.不同的操作系统需要用不同的设置:Windows95/98采用"MBCS";WindowsNT/2000采用"Unicode";生成需要的3dll文件后,就可以使用SolidWorks的"文件/打开"菜单,在过滤器中选择"AddIns(3.dll)",加载自己的DLL.若该DLL在注册表中注册成功,还可使用"工具/插件"菜单进行一次性加载,以后启动SolidWorks,就可自动加载该DLL,无须再进行加载操作,十分方便.
   
    3系统功能的实现
   
    3.1实验装配零件库的建立
   
    为了满足模型齐全的要求,笔者选用SolidWorks2001进行零件的三维造型,并把所有实验室内要用到的零件做成了一个零件库.通过对SolidWorks进行设置,可以使自己创建的零件库像工具条一样陈列在SolidWorks主窗口中.具体方法是:通过选择SolidWorks主菜单中的工具选项选择文件位置,将文件夹显示为调色板零件,再选"添加",选中自己的零件库文件夹的存放位置.要使用这个零件库,只需要打开它就可以了.方法是,启动SolidWorks后,在工具下选择FeaturePalette,随后便有一个小窗口被打开,选中用户添加的文件夹,就会有一个新的窗口打开,创建的零件库内所有零件都以图标的形式陈列在窗口内,就好象在真实实验里看到的摆放在实验室里的零件一样.但使用起来比在真实实验室里方便多了,你只需要移动滑动条,就可以找到所需要的零件.