丝杠接头
具有耦合转动和平动自由度的关节
图书馆
关节
描述
该块表示具有一个旋转自由度和一个平动自由度的关节。两个自由度之间的耦合确保每当关节框架相对于彼此旋转时,它们也平移了相应的量,反之亦然。关节引线决定了与单位旋转角度相关的平移距离,而关节方向决定了正角度是否会导致正或负平移。
在装配和仿真过程中,关节对准其端口框架的Z轴。常用的Z轴作为旋转和平移轴。当关节坐标系旋转时,它们围绕公共Z轴转动,当关节坐标系平移时,它们沿着公共Z轴转动。您可以通过刚性变换块将旋转变换应用到关节帧,从而将运动轴定向到不同的方向。
联合自由度
一组可选的状态目标指导关节原语的组装。目标包括位置和速度。您可以根据关节框架之间的相对旋转或平移来指定这些参数。优先级级别设置状态目标的相对重要性。如果两个目标不兼容,优先级决定满足哪个目标。
每个关节基元都有一组可选的传感端口。这些端口提供测量关节原始运动的物理信号输出。你能感觉到的变量包括那些描述平移运动、旋转运动、约束力和扭矩的变量。
参数
丝杠原始结构
- 方向
-
关节坐标系之间运动的偏向性。如果正旋转导致正平移,则运动为右旋,如果正旋转导致负平移,则运动为左旋。默认设置为
右手
. - 引领
-
关节帧之间的平移距离由于单位旋转角度。引线越大,在完成一个完整的旋转之前,帧必须平移的时间就越长。默认值为
1.0
毫米/牧师。
丝杠原语:状态目标
指定丝杠基元状态目标及其优先级。状态目标是关节状态变量之一(位置或速度)的期望值。优先级级别是状态目标的相对重要性。它决定了目标必须满足的精确程度。
- 指定职位目标
-
模拟开始时期望的关节原始位置。这是相对位置,旋转或平移,从动件框架相对于基础框架。选择此选项将公开优先级和值字段。
- 指定速度目标
-
模拟开始时期望的关节速度。这是相对速度,旋转或平动,从动架相对于基础架。选择此选项将公开优先级和值字段。
- 优先级
-
选择状态目标优先级。这是分配给状态目标的重要级别。如果不能同时满足所有状态目标,则优先级级别决定首先满足哪些目标以及满足它们的紧密程度。此选项适用于位置和速度状态目标。
优先级 描述 高(期望)
精确满足状态目标 低(近似)
近似满足状态目标 请注意
在组装过程中,高优先级目标充当精确的向导。低优先级目标就像一个粗略的向导。
- 基于
-
状态目标所基于的运动类型。选项包括
旋转
而且翻译
.默认设置为翻译
. - 价值
-
目标位置或速度状态的期望值。默认值为
0
.
丝杠原语:传感
在丝杠原语中选择要感知的变量。选择一个变量将暴露一个物理信号端口,该端口输出作为时间函数的测量量。每个量是衡量的从动件框架相对于基础框架。它是在基本框架中解决的。
变量 | 描述 |
---|---|
旋转 :位置 |
从动架相对于基架围绕公共Z轴的旋转角度。选中复选框会暴露一个标记为q的物理信号端口。 |
旋转 :速度 |
从动架相对于基架围绕公共Z轴的转速。选中复选框会暴露一个标记为w的物理信号端口。 |
旋转 :加速度 |
从动架相对于基架关于公共Z轴的旋转加速度。选中复选框会暴露一个标记为b的物理信号端口。 |
翻译 :位置 |
从动框相对于基框沿公共Z轴的偏移距离。选中复选框会显示一个标记为p的物理信号端口。 |
翻译 :速度 |
从动架相对于基架沿公共Z轴的平移速度。选中复选框会暴露一个标记为v的物理信号端口。 |
翻译 :加速度 |
从动架相对于基架沿公共Z轴的平移加速度。选中复选框会暴露一个标记为a的物理信号端口。 |
模式配置
指定关节的模式。在整个模拟过程中,关节模式可以是正常的或脱离的,也可以在模拟过程中提供一个输入信号来改变模式。
- 模式
-
选择以下选项之一以指定关节的模式。默认设置为
正常的
.方法 描述 正常的
关节在整个模拟过程中表现正常。 空闲的
关节在整个模拟过程中是脱离的。 Input提供
此选项公开模式在模拟过程中,您可以连接到输入信号以改变连接模式的端口。当输入信号为时,关节模式正常 0
当输入信号是-1
.在仿真过程中可以多次改变关节模式。
复合力/扭矩传感
选择要感知的复合力和扭矩。他们的测量包含了所有的关节原语,没有一个是特定的。它们有两种:约束和完全。
约束测量给出了关节锁定轴上的运动阻力。例如,在禁止在xy平面上移动的移动关节中,该阻力平衡了x和y方向上的所有扰动。总测量值给出了由于驱动输入、内部弹簧和阻尼器、关节位置限制和限制关节自由度的运动学约束而产生的所有力和扭矩的总和。
- 方向
-
从基础帧和跟随帧之间的动作-反应对中感知的向量。这对产生于牛顿第三运动定律,对于一个关节块,要求从动架上的力或扭矩伴随在基础架上的相等和相反的力或扭矩。指示是感应所述基框对所述从动框施加的力,还是感应所述从动框对所述基框施加的力。
- 决议框架
-
用来解析测量值的矢量分量的坐标系。对于相同的测量,不同方向的坐标系给出不同的矢量分量。指示是否从基帧的轴或从从动帧的轴获取这些组件。这种选择只在有转动自由度的关节中起作用。
- 约束力
-
测量的动态变量。约束力在关节的锁定轴上反平移,同时允许它在其原语的自由轴上平移。选择通过端口输出约束力矢量足球俱乐部.
- 约束力矩
-
测量的动态变量。约束扭矩在关节的锁定轴上反向旋转,同时允许它在其原语的自由轴上旋转。选择通过端口输出约束扭矩矢量tc.
- 总力
-
测量的动态变量。总力是所有关节基元对所有源的和——驱动输入、内部弹簧和阻尼器、关节位置限制和运动学约束。选择通过端口输出总力矢量英国《金融时报》.
- 总转矩
-
测量的动态变量。总扭矩是所有关节基元对所有源的和——驱动输入、内部弹簧和阻尼器、关节位置限制和运动学约束。选择通过端口输出总扭矩矢量tt.
港口
这个块有两个帧端口。它还具有可选的物理信号端口,用于感知动力变量,如力、扭矩和运动。通过选择与该端口对应的传感复选框,可以公开可选端口。
帧的港口
B -底座框架
F -从动框
感应端口
丝杠接头原语提供以下传感端口:
q -角位置
w -角速度
b -角加速度
p -线性位置
v -线速度
a -线性加速度
以下传感端口提供作用在关节上的复合力和扭矩:
fc -约束力
tc -约束力矩
ft -总力
tt -总扭矩
模式的港口
模式配置提供如下端口:
mode -关节模式的值。如果输入等于
0
时,关节行为正常。如果输入等于-1
时,关节表现为脱离。
扩展功能
版本历史
在R2015a中引入