基于SolidWorks虚拟机构创新实践系统的研究

副标题#e#    创新理论是由美国经济学家J. A. Scnumpter在《经济发展理论》一书中首次提出的，为科技与经济结合提供了比较系统的理论观点、思路、途径和方法。创新是人类和经济发展的源泉，也是培养人才和造就科技人才的重要途径，国家"十一五"规划，提出自主创新。在世界进入知识经济时代，创新更是一个国家国民经济可持续发展的基石。机械创新设计(Mechanical Create Degsin, MCD)是充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术、原理等)，进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。创新是时代发展永恒的主题。随着科技的高速发展，PC及3D设计软件在产品生产中得到了广泛的应用，机械产品的设计和开发已经向3D以及虚拟化方向发展。目前，已经有众多的中高档3D软件被使用，如MDT,SolidWorks,SolidEdge,UG,Pro/E等。由于3D设计软件一般都采用基于特征的参数化造型方法，在此，笔者选用SolidWorks作为三维建模的平台，特别容易对三维虚拟实体零部件的结构特征进行修改，以满足可装配性方面的要求，用它可以建立一系列的模型库，用户进行机构拼装的时候调用所需的模型，按照自行设计的方案对机构进行组装和仿真。
   
    在本文中虚拟实践系统研究的内容为:
   
    1)以连杆机构为研究对象，在SolidWorks中虚拟出各种常用连杆机构的三维模型，存放在模型库中;
    2)研究常用连杆机构构成方案，并建立其运动和动力学数学模型，能够进行可视化分析;
    3)模型库中零件的参数可以根据需要进行参数化修改，利用SolidWorks里现有的尺寸驱动功能方便地进行模型重建;
    4)所建立的机构可以用COSMOSMotion插件进行模拟仿真，能够对机构在运动中发生的干涉进行检查，然后反复修改相应的参数最终达到消除干涉的目的。
   
    1开发工具的选择及系统开发总体结构
   
    虚拟创新实践系统选用SolidWork。软件作为三维造型的软件平台。Solidworks拥有丰富的应用编程接口(Application Programming Interlace, API) ,是一个基于OLE Automation的编程接口，包含了数以百计的功能函数，可以方便地被高级编程语言调用，内嵌VBA二次开发环境，可以开发我们所需要的应用软件。任何支持OLE和COM的编程环境都可以作为SolidWork，的开发工具。SolidWorks二次开发分为两种，一种是基于自动化技术的，另一种是基于COM的。COM技术可以使用最多的SolidWorks API，并且可以控制SolidWorks的运行方式，生成*. DLL格式的文件，也就是SolidWorks的插件。根据SolidWorks的特点，按照虚拟实践的任务设计了系统运行的流程图，如图1所示。
   
    2创新机构知识库的建立
   
    知识库通常由一条条的经验法则构成，我们将机构创新的方法进行归纳成几个大类，用图2表示。
   
    知识库建立以后，用户利用知识库中的创新原理来为机构制定组成方案，根据每种机构的特性来选择基本的机构，使几种简单的机构拼装在一起后成为所需要的机器。