Rigid Transform

フレーム間の固定された空間関係

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ライブラリ:
Simscape / Multibody / Frames and Transforms

説明

Rigid Transform ブロックは、シミュレーション中の 2 つのフレーム間の固定された空間関係を指定して維持します。空間関係には並進と回転を含めることができます。

このブロックには、base フレームに対する follower フレームの位置と向きを指定するためのさまざまな方法があります。詳細については、RotationとTranslationを参照してください。

例

Rigid Transform を使用したフレームの作成

この例では、座標フレームの、接続ラインおよびフレーム端子との対応を示します。同一でないフレームを剛性的に関連付ける基礎的な手法としての Rigid Transform ブロックに焦点を当てています。ネットワークの基準フレームはワールド フレームで、立方体の底面中央にあります。その他に、立方体の頂点に 8 つ、上面の中央に 1 つ、上部の曲面部分に 2 つのフレームがあります。

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端子

フレーム

B — base フレーム

フレーム

変換を指定する基準となるフレーム。

F — follower フレーム

フレーム

変換を適用するフレーム。

パラメーター

Rotation

Method — 相対回転を指定する方法

None (既定値) | Aligned Axes | Standard Axis | Arbitrary Axis | Rotation Sequence | Rotation Matrix | Quaternion

base フレームと follower フレームの間の相対回転を指定するために使用する方法。base フレームと follower フレームを同じ向きに拘束するには、パラメーターを [None] に設定します。

Pair 1:Follower — 指定された base フレームの軸と揃えるために使用される follower フレームの軸

+X (既定値) | -X | +Y | -Y | +Z | -Z

[Pair 1: Base] パラメーターで設定される base フレームの軸に揃えるために使用される follower フレームの軸。follower フレームの直交軸として指定します。follower フレームは base フレームを基準にして回転し、base フレームと follower フレームの選択した座標軸間の配置を有効にします。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Aligned Axis] に設定します。

Pair 1:Base — base フレームの軸

+Y (既定値) | +X | -X | -Y | +Z | -Z

[Pair 1: Follower] で指定される follower フレームに揃える base フレームの軸。base フレームの直交軸として指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Aligned Axis] に設定します。

Pair 2: Follower — 指定された base フレームの軸と揃えるために使用される follower フレームの軸

+Y | +X | -X | -Y | +Z | -Z

[Pair 2: Follower] で指定される follower フレームに揃える base フレームの軸。follower フレームの直交軸として指定します。follower フレームは base フレームを基準にして回転し、base フレームと follower フレームの選択した座標軸間の配置を有効にします。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Aligned Axis] に設定します。

Pair2: Base — base フレームの軸

+Z (既定値) | +X | -X | +Y | -Y | -Z

[Pair2: Follower] パラメーターで設定される follower フレームの軸を揃えるために使用される base フレームの軸。base フレームの直交軸として指定します。[Pair 2] の軸の選択肢は [Pair 1] での軸の選択によって異なります。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Aligned Axis] に設定します。

Axis — 相対回転の標準軸

+Z (既定値) | +X | -X | +Y | -Y | -Z

相対回転の軸。base フレームの直交軸として指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Standard Axis] に設定します。

Angle — 相対回転の角度

0.0 deg (既定値) | スカラー

相対回転の角度。スカラーとして指定します。この角度は、指定された軸を中心とした、base フレームに対する follower フレームの回転を示します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Standard Axis] に設定します。

Axis — 相対回転の軸

[0 0 1] (既定値) | 3 行 1 列のベクトル

相対回転の軸。3 行 1 列の単位ベクトルとして指定します。ベクトルは無次元で、base フレームで分解される回転軸を示します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Arbitrary Axis] に設定します。

Angle — 相対回転の角度

0.0 deg (既定値) | スカラー

相対回転の角度。スカラーとして指定します。この角度は、[Axis] パラメーターで指定された軸を中心とした、base フレームに対する follower フレームの回転を示します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Arbitrary Axis] に設定します。

Rotation About — follower フレームを回転させる軸のフレーム

Follower Axes (既定値) | Base Axes

follower フレームを回転させる軸のフレーム。[Follower Axes] または [Base Axes] として指定します。このパラメーターを [Follower Axes] に設定すると、follower フレームは自身の軸を中心に回転し、後続の各回転で follower フレームの向きが変わります。このパラメーターを [Base Axes] に設定すると、固定の base フレームの軸を中心に follower フレームが回転します。詳細については、回転の測定を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Rotation Sequence] に設定します。

Sequence — 回転軸のシーケンス

X-Y-X (既定値) | X-Y-Z | X-Z-X | X-Z-Y | Y-X-Y | Y-X-Z | Y-Z-X | Y-Z-Y | Z-X-Y | Z-X-Z | Z-Y-X | Z-Y-Z

連続する 3 つの基本回転に対する回転軸のシーケンス。詳細については、回転シーケンスの測定を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Rotation Sequence] に設定します。

Angles — 基本回転の角度

[0 0 0] deg (既定値) | 3 行 1 列のベクトル

基本回転の角度。3 行 1 列のベクトルとして指定します。詳細については、回転シーケンスの測定を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Rotation Sequence] に設定します。

Matrix — 回転行列

[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1] (既定値) | 3 行 3 列の行列

相対回転。3 行 3 列の行列として指定します。この行列は直交でなければならず、行列式は 1 でなければなりません。詳細については、回転の測定を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Rotation Matrix] に設定します。

Quaternion — 四元数を使用した相対回転

[1 0 0 0] (既定値) | 単位四元数ベクトル

相対回転。四元数のパラメーター化のベクトルとして指定します。四元数の詳細については、回転の測定を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Rotation] で、[Method] パラメーターを [Quaternion] に設定します。

Translation

Method — 並進を指定する方法

None (既定値) | Cartesian | Standard Axis | Cylindrical

base フレームと follower フレームの間の相対並進を指定するために使用する方法。次の表は使用可能なオプションをまとめたものです。

方法	説明
None	base フレームと follower フレームを同位置にします。この方法にはパラメーターは必要ありません。
Cartesian	直交座標で 3 次元並進を指定します。
Standard Axis	x、y、または z 軸に沿った 1 次元並進を指定します。
Cylindrical	円柱座標で 3 次元並進を指定します。

Cartesian Axis

base フレームに対する follower フレームの [Offset] を指定します。これは、base フレームを follower フレームと同位置にする 3 次元並進ベクトルです。物理単位を選択または入力します。

Standard Axis

base フレームの x、y、または z 軸に沿った base フレームに対する follower フレームのオフセットを指定します。物理単位を選択または入力します。

パラメーター	説明
Axis	follower フレームを並進させる軸
Offset	指定した軸に沿った base フレームを基準とする follower フレームの並進

Cylindrical

base フレームを follower フレームと同位置にする並進を円柱座標で指定します。物理単位を選択または入力します。

パラメーター	説明
Radius	follower フレームの原点と base フレームの z 軸の間の距離。これは円柱の半径の座標です。
Theta	base フレームと follower フレームの原点間を結ぶ線の base フレームの x 軸に対する回転角。これは円柱の方位角の座標です。
Z Offset	base フレームの z 軸に沿った base フレームと follower フレームの原点間の距離。これは円柱の長さの座標です。

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2012a で導入

参考

World Frame | Variable Brick Solid | Reference Frame | Transform Sensor

トピック

• 接続フレームの作成
• 単純なリンクのモデル化
• フレームの取り扱い
• Simscape Multibody のフレームの可視化