マルチボディ ダイナミクス

閉ループ PID 制御をもつ、油圧作動式のバックホーをモデル化します。

この例では、運動作動を使用して、与えられた溶接タスクをロボットが達成するために必要なアクチュエータ トルクを決定する方法を示します。このシステムは、溶接トーチをもつ 7 自由度のロボットからなります。トーチの先端は、溶接するジョイントをなぞる必要があります。この例では、トーチの先端で (運動作動を使用して) 加工物上のプラス記号、円、星印をなぞります。形状から形状へ移動する際には、トーチを持ち上げて加工物から離します。溶接トーチの運動が指定され、ロボットがこの運動を達成するために各種ジョイントで必要とするアクチュエータ トルクが計算されます。

A ball and dumbbell rolling down on an L-shaped surface. Grid Surface block is used to generate the L-shaped membrane. Point Cloud blocks are used to model the contact between the ball/dumbbell and the surface. The number of point blocks can be controlled by varying the point cloud density. This example demonstrates the capabilities of Grid Surface and Point Cloud blocks to model contacts between complex shaped bodies.

この例では、複動式油圧シリンダーによって駆動されるダンプ トレーラーを説明します。シリンダーによって、ダンプ荷台を昇降させるはさみホイスト機構が作動します。このモデルでは、Simscape™ Multibody™ のジョイントを、機械ドメイン端子をもつ Simscape コンポーネントとインターフェイスで接続する方法の例を示します。

この例では、摩擦をもつ親ねじをモデル化します。親ねじの拘束力が測定され、それを使用して親ねじでの摩擦トルクが計算されます。連続スティックスリップ摩擦モデルを使用して、親ねじによって接続されている 2 つの部品の相対回転速度を基に摩擦係数を決定します。

この例では、自動ロック式のウォーム ギア拘束をモデル化します。このモデルは、ウォームに与えられたトルクで駆動される機械式ジャッキを示しています。モデルに含まれる 2 つの Worm Jack サブシステムは、ウォームのリード角の値を除いてすべて同一です。両方のサブシステムで、摩擦モデルが Worm and Gear Constraint ブロックに適用されています。

このモデルでは、1 自由度の電動ブレッド スライサー機構のシミュレーションを実行します。電気回路とモーターは Simscape™ でモデル化していますが、ブレッド スライサー機構は Simscape Multibody™ でモデル化しています。モデルでは Rotational Multibody Interface ブロックを使用して、Simscape コンポーネントを Multibody の Revolute Joint ブロックに接続します。

この例では、ジョイントに働く力とトルクを検出する方法を示します。ろくろは、中央からずれた位置で粘土を支えながら、区分線形速度プロファイルで回転します。粘土は動的な不均衡をもたらすため、ジョイントにかかる周期的な拘束力が生じます。粘性減衰は、軸におけるエネルギー散逸を考慮します。

このモデルでは、5 気筒星型エンジンのシミュレーションを実行します。気筒内の圧力のダイナミクスは、Simscape™ Foundation ライブラリの気体ドメインと機械並進ドメインを使用してモデル化されます。3D 機械コンポーネントは、Simscape Multibody™ を使用してモデル化されます。モデルの 1D Simscape パーツと 3D Multibody パーツ間のインターフェイスがどのようにとられているかを確認するには、"Force Model" というブロックのいずれかの内部を確認してください。圧力モデルは、クランク角度に基づいて圧力を適用する、理想化された圧力源です。このモデルは、より現実的な気筒チャンバーの圧力モデルと置き換えることができます。気筒は A、C、E、B、D の順に点火し、クランク回転 144 度ごとに動力工程が発生します。

この例では、断続的に衝突しながら一連のランプを下って行くおもちゃのバンパー カーについて説明します。Spatial Contact Force ブロックを使用して、シミュレーション中に接触する可能性のある形状のペアごとに、ペア間 (車輪の 1 つとレールの間など) の摩擦力と垂直抗力をモデル化します。各 Spatial Contact Force ブロックは、衝突をモデル化するための短時間で衝撃の大きい接触力と、転がりと滑りをモデル化するための持続的な接触力を生成できます。