自由度

一個未受限制的剛性本體在空間中有六個自由度: 三個平移的與三個旋轉的自由度。 自由度可沿其 X、Y、及 Z 軸移動,並繞其 X、Y、及 Z 軸旋轉。

在兩個剛性本體間加入一個限制時 (例如同軸心結合),您即移除了本體間的自由度。 兩個本體會保持為受限制,無論機械結構中的動作或力,兩本體會相對於彼此定位。 您可以使用結合來移除不同的自由度以限制動作。

例如,同軸心結合會移除兩個剛性本體間的兩個平移自由度及兩個旋轉自由度。 在面上加入平行相距或重合/共線/共點結合會移除最終的旋轉自由度。

如果每個剛性本體在同軸心結合中心線的接合上有一個點,則這兩個點會固定以相同的距離分開。 只能繞著軸 (同軸心結合的中心線) 相對於另一個本體旋轉。 此結合組合產生一個單一自由度的接合,因為其只允許在剛性本體間單一的旋轉。

當您使用動作分析研究來計算動作時,會計算在您機械結構中自由度的數量,以移除多餘的結合,並決定及解出組合件的動作關係式。

當機械裝置有一封閉的迴圈時 (例如四根棒子的連接裝置),可能會有多餘的結合。 當所有的結合都是同軸心時,在四根棒子的連接裝置會有三個多餘的結合。 這是因為迴圈的每個邊 (從地面開始) 限制連接桿留在組合件的平面上。

軟體嘗試自動解出由多餘的結合造成的限制,並輕易地為四根棒子的連接裝置解出。

檢查自由度與多餘情況

對於「動作分析」類型的研究,您可以計算模型中的自由度數量以及因結合所引發的多餘情況。

  1. 按一下計算 Tool_Calculate.gif (MotionManager 工具列)。
  2. 用右鍵按一下結合 (MotionManager 樹狀結構),然後按一下自由度
    自由度對話方塊提供模型中的自由度,以及多餘限制結合的清單。
多餘限制會產生不正確的動作計算。 要解決此問題,請根據您模型的適用情況依序嘗試以下一或多項操作:
  1. 為相對於組合件動作固定的零組件產生剛性次組合件與剛性群組。
  2. 取代多餘的結合配對,這些配對使用鉸鏈結合形成一個鉸鏈。
  3. 以結合本原取代多餘的結合。
  4. 以套管取代結合。