Extruded Solid
R2026bジオメトリ、慣性、および色をもつ固体押し出し要素
Extruded Solid block
To add a block to a model, double-click the canvas and start typing the block name. Then, select the block from the list.
ライブラリ:
Simscape /
Multibody /
Body Elements
説明
Extruded Solid ブロックは、基準フレームの原点を中心とする押し出し固体をモデル化します。この固体の押し出しは z 方向であり、固体は正および負の z 軸に対して対称に押し出されます。断面の辺の数と外半径を定義するには [正多角形] 押し出しタイプを使用し、カスタムの断面を指定するには [一般] 押し出しタイプを使用します。
既定では、このブロックには、固体の位置と向きを定義する 1 つの基準フレームだけが含まれています。ボディに追加のフレームを作成するには、[Frames] セクションで [Create] ボタン 
を選択します。
このブロックは、単一の剛体のモデル化に使用できます。また、Rigid Transform ブロックを使用して剛性的に結合および配置された他の固体と結合することで複合剛体を作成することもできます。
慣性特性の計算
[慣性]、[タイプ] パラメーターを [ジオメトリから計算] に設定すると、固体の慣性特性を計算できます。この設定により、プロパティ インスペクターのツールストリップに [Inertia] ボタンが表示されます。慣性特性を計算するには [Inertia] ボタンをクリックします。計算された値が可視化ペインに表示されます。
このブロックでは、固体の基準フレームで重心を定義し、分解の慣性フレームで慣性モーメントと慣性乗積を指定しています。この慣性フレームは、座標軸が基準フレームと一致し、原点の位置は固体の重心になります。
ジオメトリの特性のエクスポート
Extruded Solid ブロックは、押し出し固体から凸包ジオメトリ表現を生成できます。この幾何学的データを使用して、空間接触力をモデル化できます。
次の図に示すように、凸包ジオメトリは実際のジオメトリの近似です。実際のジオメトリに基づいて、質量や慣性などの物理特性がブロックで計算されることに注意してください。
固体の可視化
プロパティ インスペクターには、固体の視覚的なフィードバックを即座に提供する可視化ペインがあります。このペインを使用して、固体の形状や色を確認して調整します。さまざまな角度から固体を検証するには、標準ビューを選択するか、ビュー選択キューブまたは方向トライアドを操作するか、表示の回転、パン、ズームを使います。
固体のジオメトリに対する最新の変更を可視化ペインに表示するには、ツールストリップの [Refresh] をクリックします。ツールストリップの [Frames] と [Background] をクリックして、固体のフレームを表示したり、可視化ペインの背景色を変更したりすることもできます。
例
複雑なパーツの作成
この例では、両端に 1 つずつのフレームと、中心に基準フレームがある、中程度に複雑な機械的リンクを示します。このリンクには、一方の端に穴があり、もう一方の端にペグがあります。リンクは 3 つの単純な固体の複合です。
二重振子へのパーツの組み立て
この例では、モジュールとして設計されたリンクのインスタンスを二重振子に組み立てる方法を説明します。Upper Link と Lower Link は同じリンクのコピーで、長さ、密度、色のパラメーターが異なります。これらのリンクは、CompoundBodyExample の例から再利用されています。二重振子は初期状態で開始し、重力の影響下で動きます。
Common Gear ブロックの使用 - カルダン歯車機構
この例では、リンクや滑り面を使用せずに回転運動を線形往復運動に変換するカルダン歯車機構を示します。この機構は、太陽歯車 1 つ、遊星歯車 2 つの、合計 3 つの歯車を使用します。太陽歯車は遊星歯車の 2 倍の大きさで、遊星歯車同士は同じ大きさです。リンクの赤いポインターは、歯車の回転に伴って直線をトレースします。
制限
Mac では、生成されたジオメトリに三角形や頂点が多数含まれていると、可視化ペインの実行が遅くなります。この問題を軽減するには、断面の点の数を減らします。
端子
フレーム
ジオメトリ
パラメーター
ジオメトリ
使用する形状パラメーター表現。[正多角形] または [一般] を選択します。
正多角形— ジオメトリの中心が基準フレームの原点と一致し、押し出し軸が基準フレームの z 軸と一致する正多角形断面の並進スイープ。
一般— ジオメトリの中心が断面の XY 平面上の [0 0] 座標と一致し、押し出し軸が基準フレームの z 軸と一致する一般的な断面の並進スイープ。
指定した押し出し断面をスイープする長さ。押し出し軸は、固体の基準フレームの z 軸です。断面は正方向と負方向に同じだけスイープされます。
押し出し断面の辺の数。定義上、断面は正多角形です。つまり、各辺の長さは等しくなります。指定する数値は 2 より大きくなければなりません。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[押し出し形状のタイプ] を [正多角形] に設定します。
押し出し断面を完全に内接させる円の半径。定義上、断面は正多角形です。つまり、各辺の長さは等しくなります。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[押し出し形状のタイプ] を [正多角形] に設定します。
断面形状。各行が断面プロファイルの点に対応する [x,y] 座標行列として指定します。指定する座標は、自己交差するセグメントのない閉ループを定義しなければなりません。
座標は、ある点から次に進むときに固体の領域が常に左側に位置するような配置にしなければなりません。ブロックは、指定された断面形状を z 軸に沿って押し出して、押し出し固体を生成します。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[押し出し形状のタイプ] を [一般] に設定します。
[ジオメトリ全体] を選択すると、Extruded Solid ブロックの実際のジオメトリがエクスポートされ、Spatial Contact Force ブロックなどの他のブロックに使用できます。
依存関係
このオプションを有効にするには、[押し出し形状のタイプ] を [正多角形] に設定し、[エクスポート] で [ジオメトリ全体] を選択します。
実際のジオメトリの凸包表現を生成するには、[凸包] を選択します。この凸包は、Spatial Contact Force ブロックを接続することで、接触に使用できます。
依存関係
このオプションを有効にするには、[押し出し形状のタイプ] を [一般] に設定し、[エクスポート] で [凸包] を選択します。
慣性
使用する慣性パラメーター表現。回転慣性は無視できるものとして集中質量をモデル化するには、[Point Mass] を選択します。慣性モーメントと慣性乗積を指定して分布質量をモデル化するには、[Custom] を選択します。既定の設定の [Calculate from Geometry] では、回転慣性の特性を固体のジオメトリと指定した質量または質量密度からブロックで自動的に計算できます。
慣性の計算で使用するパラメーター。ブロックは、固体のジオメトリと選択されたパラメーターから慣性テンソルを取得します。材料特性がわかっている場合は [Density] を使用します。固体の総質量がわかっている場合は [質量] を使用します。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[タイプ] を [ジオメトリから計算] に設定します。
材料の単位体積あたりの質量。密度の単位のスカラーで、正と負の値をとります。固体ボディの中空の影響をモデル化するには、負の質量密度を指定します。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、次のように設定します。
[タイプ] を
[ジオメトリから計算][Based on] を
[Density]
固体要素による総質量。このパラメーターは正と負をとります。複合ボディ (複数の固体と慣性で構成されるボディ) の中空の影響を取得するには、負の値を使用します。ボディの質量が全体で正になるように注意してください。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[タイプ] を [カスタム] または [質点] に設定します。あるいは、[タイプ] を [ジオメトリから計算] に設定し、[ベース] を [質量] に設定します。
グラフィックス
固体の視覚的表現のタイプ。[From Geometry]、[Marker]、または [None] として指定します。固体の視覚的表現を表示するには、パラメーターを [From Geometry] に設定します。固体をマーカーとして表現するには、パラメーターを [Marker] に設定します。モデルの可視化で固体を非表示にするには、パラメーターを [None] に設定します。
固体の可視化に使用するマーカーの形状。マーカーの動きは固体そのものの動きを反映します。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[タイプ] を [マーカー] に設定します。
マーカーの幅 (ピクセル)。この幅はズーム レベルでスケーリングされません。マーカーの表示サイズは画面の解像度に部分的に依存することに注意してください。解像度が高いほど、単位長さあたりのピクセル数が多くなり、それによってアイコンが小さくなります。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[タイプ] を [マーカー] に設定します。
直接白色光の下でのグラフィックスの色。0 ～ 1 のスケールの [R G B] または [R G B A] ベクトルとして指定します。オプションの 4 番目の要素 (A) は色の不透明度を 0 ～ 1 のスケールで指定します。不透明度の要素を省略した場合、値 1 を指定したのと同じになります。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[タイプ] を [ジオメトリから] または [マーカー] に設定します。
鏡面反射による光の色。0 ～ 1 の範囲の値をもつ [R,G,B] または [R,G,B,A] ベクトルとして指定します。ベクトルは行ベクトルまたは列ベクトルを使用できます。オプションの 4 番目の要素は色の不透明度を指定します。不透明度の要素を省略した場合、値 1 を指定したのと同じになります。このパラメーターは、反射ハイライト (光源からの光の反射によって描画固体上に生じる明るいスポット) の色を変更します。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、次のように設定します。
[タイプ] を
[ジオメトリから]または[マーカー]にします。[視覚特性] を
[詳細]にします。
自己発光による色。0 ～ 1 の範囲の [R,G,B] または [R,G,B,A] ベクトルとして指定します。ベクトルは行ベクトルまたは列ベクトルを使用できます。オプションの 4 番目の要素は色の不透明度を指定します。不透明度の要素を省略した場合、値 1 を指定したのと同じになります。
発光色は、外部のソースからの色ではない、固体自体から放たれているように見える色です。固体に放射色があれば、外部の光源がなくても固体を認識できます。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、次のように設定します。
[タイプ] を
[ジオメトリから]または[マーカー]にします。[視覚特性] を
[詳細]にします。
フレーム
選択すると端子 R が表示されます。
[Create] ボタン をクリックすると、ボディに付加される新しいフレームを作成するためのペインが開きます。このペインで、フレームの名前、原点、および向きを指定できます。
カスタム フレームに名前を付けるには、[Frame Name] パラメーターのテキスト フィールドをクリックします。名前によって、固体ブロックおよび Multibody Explorer のツリー ビュー ペインで対応する端子が識別されます。
カスタム フレームの [Frame Origin] を選択するには、次のいずれかの方法を使用します。
At Reference Frame Origin: 新しいフレームの原点を固体の基準フレームの原点と一致させます。
At Center of Mass: 新しいフレームの原点を固体の重心と一致させます。
Based on Geometric Feature: 新しいフレームの原点を選択した特徴の中心と一致させます。有効な特徴には、表面、ライン、点があります。可視化ペインから特徴を選択し、[Use Selected Feature] をクリックして原点の位置を確定します。このオプションの下のフィールドに、原点の位置の名前が表示されます。
カスタム フレームの向きを定義するには、[Frame Axes] セクションでカスタム フレームの [Primary Axis] および [Secondary Axis] を選択し、それらの向きを指定します。
次の方法を使用して、主軸と副軸の向きを指定するベクトルを選択します。主軸は、選択したベクトルと平行になり、残る 2 つの座標軸を主軸の法平面に制約します。副軸は、選択したベクトルを法平面上に投影したものと平行になります。
Along Reference Frame Axis: 固体の基準フレームの軸が選択されます。
Along Principal Inertia Axis: 固体の慣性の主軸のいずれかが選択されます。
Based on Geometric Feature: 固体の選択したジオメトリの特徴に関連付けられたベクトルが選択されます。有効な特徴には、表面とラインがあります。対応するベクトルは、可視化ペインで白の矢印で示されます。可視化ペインから特徴を選択し、[Use Selected Feature] をクリックして選択を確定できます。このオプションの下のフィールドに、選択した特徴の名前が表示されます。
作成済みのフレーム。N は、それぞれのカスタム フレームを一意に識別する番号です。
既存のカスタム フレームの名前を編集するには、テキスト フィールドをクリックします。
カスタム フレームのその他の項目 (原点や座標軸など) を編集するには、編集ボタン
をクリックします。カスタム フレームを削除するには、削除ボタン
をクリックします。
依存関係
このパラメーターを有効にするには、[New Frame] をクリックしてフレームを作成します。
拡張機能
バージョン履歴
R2019b で導入
