畢業(yè)設計（論文）-攝像機隨動跟蹤系統(tǒng)設計

全套圖紙加V信153893706或扣3346389411目錄TOC\o"1-3"\h\u10824摘要 29127Abstract 374901緒論 3123032.總體結(jié)構設計 6187683.俯仰回轉(zhuǎn)機構的詳細設計 839103.1回轉(zhuǎn)機構的設計 824893.1.1電機的選擇 8140973.1.2關于軸的設計 950903.1.3驅(qū)動電機的校核 11240823.1.4蓄電池的選用 15286843.2俯仰機構的設計 16289733.2.1蝸輪蝸桿選擇的材料 16282973.2.2強度計算 16170043.2.3關于齒面強度的詳細計算校核 19144163.2.4校核齒根的強度 20168154基于Solidworks的三維建模 22259504.1設備的三維建模 22307454.2裝置的運動仿真 23202254.2.1回轉(zhuǎn)機構的運動仿真 24173234.2.2俯仰機構的運動仿真 2917783致謝 3131976參考文獻 32

摘要攝像機固定在上端支架上，通過俯仰機構可以實現(xiàn)前后±90°調(diào)節(jié)，俯仰機構通過蝸輪蝸桿機構實現(xiàn)，該機構能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖、能夠很好的固定位置。在±90°的位置通過接近開關實現(xiàn)限位，同時采用機械限位的方式雙重保護，防止過角度旋轉(zhuǎn)損傷元器件。旋轉(zhuǎn)機構通過齒輪嚙合的方式驅(qū)動，電機輸出軸直接固定小齒輪、小齒輪轉(zhuǎn)動帶動大齒輪同時可以增大輸出扭矩，大齒輪連接著旋轉(zhuǎn)工作臺從而整個俯仰機構可以實現(xiàn)360°不間斷旋轉(zhuǎn)，采用24V直流馬達、蓄電池供電。文中對機構進行了詳細設計、強度校核等，通過SolidWorks進行了三維建模、并通過了仿真分析更加直觀的展示了設計成果，通過分析得到機構受力均勻、載荷平穩(wěn)、速度穩(wěn)定的結(jié)論。通過對裝置的運動仿真，得到俯仰機構和旋轉(zhuǎn)機構共同構成的隨動跟蹤系統(tǒng)滿足設計要求的結(jié)論。關鍵詞：攝像機；俯仰機構；旋轉(zhuǎn)；仿真；隨動跟蹤系統(tǒng)

AbstractThecameraisfixedontheupperbracket,thefrontandback±90°adjustmentcanberealizedbythepitchmechanism,andthepitchmechanismcanberealizedbythewormgearmechanism,whichcanachieveself-lockingandgoodfixedposition.Atthepositionof±90°,limitisrealizedbyproximityswitch,andatthesametime,doubleprotectionisadoptedbymechanicallimittopreventthecomponentsfrombeingdamagedbyoveranglerotation.Therotatingmechanismisdrivenbygearengagement.Theoutputshaftofthemotordirectlyfixesthepinion.Thepinionrotatesanddrivesthebiggeartoincreasetheoutputtorqueatthesametime.Thebiggearisconnectedwiththerotatingworkbenchsothattheentirepitchmechanismcanachieve360°continuousrotation.The24Vdirectcurrentmotorandbatteryareusedforpowersupply.Inthispaper,thedetaileddesignandstrengthcheckofthemechanismarecarriedout,andthe3DmodelingiscarriedoutthroughSolidWorks,andthedesignresultsaredisplayedmoreintuitivelythroughsimulationanalysis，Throughtheanalysis,theconclusionthattheforceisuniform,theloadisstableandthespeedisstableisobtained.Throughthemotionsimulationofthedevice,itisconcludedthattheservotrackingsystemcomposedofpitchmechanismandrotationmechanismcanmeetthedesignrequirements.Keywords:camera;pitchmechanism;rotation;simulation；Trackingsystem

1緒論攝像機廣泛用于影視行業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、商場監(jiān)控等各行各業(yè)，如果攝像機僅僅是固定就只能拍攝一個角度的視頻，通過設計俯仰回轉(zhuǎn)機構可以實現(xiàn)360度無死角拍攝，能夠達到更好的效果，俯仰回轉(zhuǎn)機構如同自動化結(jié)構自動化程度很高、定位精度準確。普通的自動化結(jié)構的發(fā)展是在多種社會因素和科學發(fā)展的基礎上發(fā)展起來的，縱觀改造自然的歷史過程中，人類為了省時省力而不斷創(chuàng)造各種工具，從工具的材質(zhì)上看，從木質(zhì)工具發(fā)展為金屬工具，發(fā)展為機械工具，都是在不算的發(fā)展和改變的，通過不斷的優(yōu)化和改革，使得生產(chǎn)效率不斷的提升，更加促進了經(jīng)濟的發(fā)展和不斷對科學的探索。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，原有的生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足人們的需求，人們需要更加有效率、更加安全、更加智能的設備來輔助生產(chǎn)[1]。信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得機械發(fā)展越來越自動化、智能化。通過將不同的機構組裝起來，通過使用控制系統(tǒng)控制不同的機構完成不同的作業(yè)，更加智能化成為了發(fā)展趨勢，在市場經(jīng)濟的今天，誰掌握了自動化和智能化誰就掌握了先機，更加順應時代的發(fā)展。自動化結(jié)構的概念是上世紀末提出的，雖說發(fā)展的時間不是很長，但是發(fā)展的進程和發(fā)展的速度非?？欤畛醯募夹g不是很成熟，應用的領域和行業(yè)也很有限，但是隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和進步，科技的發(fā)展和應用，自動化結(jié)構的技術越來越成熟，也越來越精密，靈活度也非常高，可以應用的領域和行業(yè)也越來越多，其在工業(yè)行業(yè)的應用效果使得人們更加感受到其在生產(chǎn)效率[2]，生產(chǎn)安全和產(chǎn)品標準化方面的優(yōu)勢，也越發(fā)探索在工業(yè)企業(yè)中還有哪些工序是可以應用工業(yè)自動化結(jié)構來減少和降低人員工作強度和人工成本的。自動化結(jié)構的發(fā)展不僅僅得益于機械行業(yè)的不斷發(fā)展，還和計算機技術，材料科學等學科的發(fā)展密不可分。同時自動化結(jié)構的應用也不僅僅是加工制造型企業(yè)，在很多高精度要求的領域也在應用。在醫(yī)療行業(yè)的應用即醫(yī)療自動化結(jié)構是自動化結(jié)構技術發(fā)展的重要方向之一。自動化結(jié)構是一種高精度的機電一體化生產(chǎn)裝備，通過氣動、液壓等進行控制可以實現(xiàn)自動化結(jié)構的高精密度及自動化性能[3]，在自動化結(jié)構的設計和開發(fā)中需要有力矩，材料,強度，傳動等機械相關的知識，除此之外，還需要綜合應用很多學科的知識，包括液壓、電子、電路、材料力學等各學科，是綜合學科運用的產(chǎn)物。將各學科先進的技術和前沿的發(fā)展結(jié)果應用在自動化結(jié)構的設計和開發(fā)中，可以使自動化結(jié)構更智能化，可以完成的作業(yè)項目越多，可以完成的動作更加精準和標準化。標準化的生產(chǎn)可以減少不良產(chǎn)品的發(fā)生，提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平[4]。自動化結(jié)構可以完成的動作和操作很多，在很多工作和工位上可以替代人工的操作。減少了人力成本的消耗，同時可以提高生產(chǎn)的效率，提高企業(yè)的生產(chǎn)競爭力。

總體結(jié)構設計攝像機固定在上端支架上，通過俯仰機構可以實現(xiàn)前后±90°調(diào)節(jié)，俯仰機構通過蝸輪蝸桿機構實現(xiàn)，該機構能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖、能夠很好的固定位置。在±90°的位置通過接近開關實現(xiàn)限位，同時采用機械限位的方式雙重保護，防止過角度旋轉(zhuǎn)損傷元器件。旋轉(zhuǎn)機構通過齒輪嚙合的方式驅(qū)動，電機輸出軸直接固定小齒輪、小齒輪轉(zhuǎn)動帶動大齒輪同時可以增大輸出扭矩，大齒輪連接著旋轉(zhuǎn)工作臺從而整個俯仰機構可以實現(xiàn)360°不間斷旋轉(zhuǎn)。俯仰機構和旋轉(zhuǎn)機構共同構成了隨動跟蹤系統(tǒng)，通過跟蹤裝置對目標定位，兩個機構進行360度無死角式定位拍攝。為方便設計，兩個機構的動力源可以選取相同的電機，采用24V直流馬達、蓄電池供電。具體的結(jié)構如圖2-1所示，相關的零部件明細見表2-1。圖2-1俯仰回轉(zhuǎn)機構結(jié)構圖表2-1零部件明細表序號名稱數(shù)量材料1攝像機1組件2俯仰機構裝配1組件3直齒M1X501454電機1組件5面板1Q235-A6立板2Q235-A7中心軸1458深溝球軸承6203-2Z1組件9轉(zhuǎn)盤1Q235-A10軸承壓座1Q235-A11直齒M1X11014512擋片14513箱體1SUS30414內(nèi)六角圓柱頭螺釘M4×814515固定板1Q235-A16防護罩1SUS304T=1.0

3.俯仰回轉(zhuǎn)機構的詳細設計3.1回轉(zhuǎn)機構的設計3.1.1電機的選擇根據(jù)使用情況初選型號為東方馬達AZ系列DC電源輸入內(nèi)藏定位型AZM46MK-HP9+AZD-KD+CC020VZFB2電機，電機的具體型號和參數(shù)如表3-1所示，負載扭矩特性如圖3.1所示，后續(xù)對電機進行強度校核。表3-1AZM46MK-HP9+AZD-KD+CC020VZFB2電機參數(shù)安裝尺寸40mm軸型單軸電磁制動有電纜線2m（標準電纜線）驅(qū)動器型內(nèi)藏定位型勵磁最大靜止轉(zhuǎn)矩2.5N?m轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量J71×10^-7kg?m^2齒隙3arcmin(0.05°)速度范圍0～600r/min減速比5分辨率000P/R設定時0.04°/脈沖容許轉(zhuǎn)矩2.5N?m電源輸入電壓DC24V/DC48V電源輸入電壓容許范圍±5%電源輸入電流1.8ACE標志是的PC設定程序MEXE02電動機部質(zhì)量0.88kg電路部質(zhì)量0.15kg

圖3.1負載扭矩特性圖3.1.2關于軸的設計根據(jù)末端執(zhí)行機構的設計及電機的相關參數(shù)，此設計的預期使用條件：負載的重量W=5Kg，通過結(jié)合電機的相關參數(shù)進行設計校核，最終得出結(jié)論。（1）步進距離的設計步進距離的大小取決于電機的最大轉(zhuǎn)速和行動速度（3.1）式中：L—步進距離；Vmax—最大的運行速度，參照100mm/s；Nmax—電機的最大轉(zhuǎn)速，600r/min。（2）軸向負載的計算①加速時：加速度a為：（3.2）式中：t—加速及減速的時間，0.15s將Vmax=100mm/s，t=0.15s代入得。加速時，軸向負載為（3.3）式中：μ—線性運動零件與零件之間的摩擦系數(shù)，取μ=0.02。勻速運動時，軸向負載為（3.4）②減速時：軸向負載（3.5）各動作模式1次循環(huán)所需的時間（s）如表3-2所示：表3-2循環(huán)所需時間動作模式A（同時俯視）B（慢）C（快）共需時間所需時間0.31.40.32負載條件如表3-3所示：表3-3步進距離為4的負載條件動作模式ABC軸向負載P（N）4.330.982.37轉(zhuǎn)速N300600300所需時間比例t15%70%15%軸向平均負載及平均轉(zhuǎn)動速度的大小可以根據(jù)上述兩個表格中的相關參數(shù)進行計算:（3.6）（3.7）動態(tài)額定負載C的計算與使用壽命相關，實際使用壽命需要在設計壽命中去除非運行時間，設計使用壽命Lh=30000h。（在此公式中1代表預計夾緊的時間，代表上下運動的時間）將運行系數(shù)帶入公式中（3.8）（3）計算屈曲載荷及危險速度屈曲載荷的公式：（3.9）式中：—開始引起壓曲的負載；n—由旋轉(zhuǎn)軸的支撐方式?jīng)Q定，鉸支形式—鉸支形式n=1，固定形式—鉸支形式n=2，固定形式—鉸支形式n=4，固定形式—自由形式n=0.25；E—楊氏模量，為常數(shù)；I—旋轉(zhuǎn)軸軸向最小的慣性矩，；—負載作用點的距離。所以PK=1019.45N。（3.10）式中：—安全系數(shù)，0.5。在此設計中電機的運行速度較慢，沒有危險，不需要對危險速度進行校核。3.1.3驅(qū)動電機的校核（1）轉(zhuǎn)動慣量的詳細計算電機中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，旋轉(zhuǎn)軸的計算轉(zhuǎn)動慣量（3.11）工作臺是可以移動的部件，可以按照如下的公式將工作臺的移動質(zhì)量折算到旋轉(zhuǎn)軸軸上下移動的慣量上：（3.12）式中：L—步進距離，cm；M—工作臺的質(zhì)量，kg。將數(shù)據(jù)代入到公式（3.12）中：聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量（2）計算轉(zhuǎn)矩特性為電機的最大靜轉(zhuǎn)矩，是電機的定位轉(zhuǎn)矩，其值可以在資料中查得為電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩，與具有線性關系，可以表達為（3.13）在資料中[5]查得。將數(shù)據(jù)代入到公式中：電機在沒有負載的情況下啟動，這種情況叫做空載啟動，其具體的扭矩計算為：（3.14）式中—空載啟動時的力矩，N.m；—空載啟動時，可移動部件的速度由0升速到最大時，折算到電機軸上的加速力矩，N.m；—在電機上的摩擦力矩（空載啟動時），N.m。計算的各相關項的力矩值如下：加速力矩（3.15）（3.16）式中：—機械結(jié)構中等效的轉(zhuǎn)動慣量值；—電機加速度的最大值；—當機構運動最大速度的時電機的輸出轉(zhuǎn)速值；T—運動機構從靜止狀態(tài)下啟動加速到最大快進速度所需的時間；—執(zhí)行機構的最大速度；—初選電機的步距角；—脈沖當量；空載摩擦力矩（3.17）式中：M—運動部件的總重量；—導軌摩擦系數(shù)；—傳動系統(tǒng)總效率；（）L—旋轉(zhuǎn)軸的最大行程；所以附加摩擦力矩（3.18）式中：—使用的旋轉(zhuǎn)軸的預緊壓力值（為最大軸向負載的1/3）；—旋轉(zhuǎn)軸未預緊時的傳動效率，現(xiàn)取通過以上得到馬達啟動的空載轉(zhuǎn)矩為：初選電機型號應滿足電機所需空載啟動力矩小于電機名義啟動轉(zhuǎn)矩，即。所以電機初步滿足要求。（3）校核電機的啟動矩頻特性通常情況下說的啟動速度是指電機從靜止狀態(tài)啟動時候的速度，很少會使用到電機的跳轉(zhuǎn)啟動[6]。電機啟動后，其速度在一段時間內(nèi)是有規(guī)律的，當電機的的工作轉(zhuǎn)速會在結(jié)束啟動時達到最高。圖3.2為電機的啟動力矩與頻率特性之間的關系曲線。圖3.2矩頻特性圖在此圖中，縱軸為空載啟動力矩，單位為N.cm,橫軸為對應的啟動頻率，單位為KHz.根據(jù)以上的計算可知空載啟動力矩。在圖3.3中可以查的對應的允許啟動頻率。其相應的啟動頻率，符合設計要求，可以選用。（4）運行矩頻特性校核電機的最高快進運行頻率fkz（3.19）式中：—機構運動的最大速度柱；—脈沖當量；快進力矩為：（3.20）式中：—快進時，折算到電機軸上的摩擦力矩；—附加摩擦力矩。由圖3.3可知對應的允許快進頻率；所以東方馬達AZ系列DC電源輸入內(nèi)藏定位型AZM46MK-HP9+AZD-KD+CC020VZFB2電機滿足快速進給運行矩頻特性要求，可以使用。3.1.4蓄電池的選用裝置使用可以用蓄電池供電、使用更隨機可以不用考慮現(xiàn)場電源的問題，很方便。為滿足裝置在室內(nèi)外均能使用的要求，為了實現(xiàn)自主供電，需要在裝置上安裝電池，本設計中的電源為可充電池。在選擇電池時需要充分考慮成本價格、使用壽命、電壓大小、電池容量等要素。就市面上現(xiàn)有的蓄電池來看，其常見的有：鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、金屬氧化物鎳蓄電池、鐵鎳蓄電池、鋅銀蓄電池、鋅鎳蓄電池和鋰離子蓄電池[8]。從節(jié)省成本方面考慮，選用鉛酸蓄電池最為合算，但缺點也很明顯。比能量低，在電動汽車中所占的質(zhì)量和體積較大，一次充電后的行駛里程短。使用壽命短，導致了使用成本高。充電時間長。鉛是重金屬，存在污染。比較而言，鋰電池可以算作是更好的選擇。鋰電池的優(yōu)點有超長的壽命、使用安全、能夠?qū)崿F(xiàn)大電流快速充電、容量大行程長、體積小質(zhì)量輕以及綠色環(huán)保等優(yōu)點。電池成本隨著鋰液提純技術的提高也能夠接受。因此，本裝置選用高效環(huán)保的鋰電池作為供電能源。電源采用24V充電式電源，充滿一次電可連續(xù)24個小時使用。3.2俯仰機構的設計俯仰機構采用蝸輪蝸桿傳動方式，該機構能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖，能夠很好的鎖定位置、保證精度[7]。3.2.1蝸輪蝸桿選擇的材料結(jié)合使用情況選擇兩齒輪材料為：40Cr，加工工藝都為：調(diào)質(zhì)處理、表面淬火硬度為HRC46-55，為滿足使用需要加工等級定位六級[9]。取其最低值保證滿足使用需要，的MQ級質(zhì)量指標查得；查機械設計手冊圖8－3－9（d）中的MQ級質(zhì)量指標查得；。3.2.2強度計算蝸輪蝸桿的計算需要計算中心距、模數(shù)齒數(shù)等，具體步驟如下所示。中心距a的計算（3.21）式中：參數(shù)具體查閱機械設計手冊得到如下修正系數(shù)Cm＝1.2（配材料）螺旋角系數(shù)Aa＝454載荷系數(shù)K＝1.5高度端齒輪的扭矩計算是：（3.22）齒寬的補償參數(shù)＝0.5齒數(shù)比u=i=2.5查閱國家標準應力為所以為了安全起見這里取a＝80mm(2)關于模數(shù)m的確定m=(0.007~0.02)a=0.56~1.6,取m=1.5mm(3)確定齒數(shù)z,z螺旋角度的初始確認＝13z===29.4（3.23）取整這里按照z=30z=μz=2.530=75，這里就按照z=75關于螺旋角的重新計算如下部分（3.24）(4)其他主要幾何尺寸的計算z/cos=1.530/cos=45.7mm（3.25）d=mz/cos=1.5*75/cos=114.3mm（3.26）齒頂圓直徑d=d+2h=45.7+21.6=48.9mmd=d+2h=114.3+21.6=117.5mm（3.27）壓力角（端面）（3.28）分度圓直徑d=dcos=cos20.292=40.2mmd=dcos=348cos20.292=107.2mm壓力角（齒頂圓）=arccos=34.365=arccos=23.951端面重合度=[z（tg-tg）+z(tg-tg)]=1.9（3.29）齒形寬度b=.a＝0.4*80＝32（3.30）取b＝32mm；b＝40mm齒寬系數(shù)===0.7（3.31）縱向重合度=1.2（3.32）當量齒數(shù)＝31.45＝78.628（3.33）3.2.3關于齒面強度的詳細計算校核齒面的強度校核非常重要，基于強度條件：[]關于應力的校核：=ZZZZZ（3.34）=（3.35）式中：切向力F===2034N（3.36）使用系數(shù)K=1動載系數(shù)=（）式中V=A=83.6B=0.4C=6.57=1.2齒間載荷分配系數(shù)節(jié)點區(qū)域系數(shù)=1.5重合度的系數(shù)螺旋角系數(shù)彈性系數(shù)單對齒齒合系數(shù)Z=1=＝＝245.5MPa許用應力：[]=（3.37）式中：極限應力=1120MPa最小安全系數(shù)=1.1壽命系數(shù)=0.92潤滑劑系數(shù)=1.05（按油粘度等于350）速度系數(shù)=0.96（按）粗糙度系數(shù)=0.9齒面工作硬化系數(shù)=1.03（按齒面硬度45HRC）尺寸系數(shù)=1則：[]==826MPa滿足[]3.2.4校核齒根的強度強度條件：[]許用應力：=（3.38）（3.39）式中：齒形系數(shù)=2.61，=2.2應力修正系數(shù)，重合度系數(shù)=1.9螺旋角系數(shù)=1.0齒向載荷分布系數(shù)==1.3（其中N=0.94）齒間載荷分配系數(shù)=1.0則=94.8MPa==88.3MPa許用應力：[]=（按較小齒輪值檢驗）式中：極限應力=350MPa安全系數(shù)=1.25應力修正系數(shù)=2壽命系數(shù)=0.9齒根圓角敏感系數(shù)=0.97齒根表面狀況系數(shù)=1尺寸系數(shù)=1則[]=滿足，〈〈[]通過計算是符合要求的，合格。

4基于Solidworks的三維建模4.1設備的三維建模Solidworks是目前機械行業(yè)的主流軟件，相比較于平面二維設計軟件，Solidworks更加直觀。工程師使用Solidworks進行機械結(jié)構設計時，操作簡單便捷，因為在Solidworks中自帶一些模型和結(jié)構，可以在設計的時候直接調(diào)用，也可以通過簡單的數(shù)字修改使其變更自己需要的模型，同時用戶還可以將自己平時經(jīng)常使用的模型等保存在數(shù)據(jù)庫中，備平時的調(diào)用[10]。設計出的零部件，在加工的過程中就不會因為結(jié)構的不良，反復反復不斷的回去確認產(chǎn)品的設計，提高零部件的加工效率。零件設計生產(chǎn)的符合要求，也會在很大程度上方便產(chǎn)品的組裝和加工，使得產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)周期大大的縮短。同時在設計圖完成以后也方便業(yè)務人員與客戶方進行溝通，更加直觀的展示產(chǎn)品的結(jié)構和外觀，還可以通過給客戶演示產(chǎn)品的運行，確認是否滿足客戶的需求。做客戶滿足的產(chǎn)品，才能增強企業(yè)的競爭力，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益[11]。通過Solidworks對每個零件進行三維建模，然后將每個零部件組裝起來，具體如下圖4-1所示。圖4-1三維裝配圖圖4-2三維裝配透視圖Solidworks最受歡迎的一個原因就是可以三維立體的展示產(chǎn)品，設計師設計完結(jié)構后可以在Solidworks通過計算和演示操作，確認機械結(jié)構合理性[12]，通過演示實際的操作確認是否有設計的不夠完善的地方，是一個可以自檢的工具，通過使用Solidworks軟件，設計師可以提早的發(fā)現(xiàn)在設計過程中考慮不周到的地方，及時的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，這樣可以有效的的減少產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。4.2裝置的運動仿真Animator是SolidWorks軟件中自帶的一個插件，是需要在SolidWorks環(huán)境中應用的，用來進行運動仿真的一種插件。使用Animator做出的動畫效果，可以將設計的機構動態(tài)的展示出，讓三維的模型動態(tài)的展示出，使機構可視化，可以在模型出來未投產(chǎn)的時候給客戶展示產(chǎn)品的性能與產(chǎn)品的外觀，對于客戶端非技術的人員也可以很直觀的看到產(chǎn)品的使用效果，并可以直接與設計人員進行交流。同時此插件還可以將模擬出來的裝配及拆卸過程錄制下來，發(fā)給客戶及相關的人員進行了解，可以與相關的設計人員交流設計的思路，組裝的要點等。在進行運動仿真的過程中，還可以發(fā)現(xiàn)一些設計中考慮不足的地方，如干涉、包含等[13]~[16]。發(fā)現(xiàn)問題后可以精準的找出需要改善的地方，避免在生產(chǎn)中的材料和時間浪費，可以更有效的節(jié)省成本。下圖4-3為進行運動仿真的流程圖。新建運動仿真新建運動仿真環(huán)境設置創(chuàng)建模型定義材料創(chuàng)建運動副添加載荷和接觸創(chuàng)建驅(qū)動指定封裝選項創(chuàng)建解算方案求解執(zhí)行分析工作圖4-3運動仿真流程圖4.2.1回轉(zhuǎn)機構的運動仿真打開裝配模型，左下角選擇運動算例，進入后可進行相關設置，如圖4-4所示。圖4-4選擇運動算例選擇Motion分析，然后可進行動畫仿真、參數(shù)設置等，如圖4-5所示。圖4-5選擇Motion分析打開Motion分析后選擇添加馬達按鈕，如圖4-6所示。圖4-6選擇馬達選擇小齒輪為馬達旋轉(zhuǎn)中心，選擇轉(zhuǎn)速為10RPM，也就是10轉(zhuǎn)/分鐘，6秒/轉(zhuǎn)的角速度。具體如圖4-7所示。圖4-7設定馬達參數(shù)設定阻尼如圖4-8所示，負載為5Kg，相當于49N，阻尼主要是兩個齒輪之間的嚙合。圖4-8設定阻尼完成之前的設置之后，可以點擊結(jié)果和圖解進行相關的圖表輸出，如圖4-9。圖4-9選擇結(jié)果和圖解這里以角位移為例，先選擇“位移/速度/加速度”大項，然后選擇下面子項目角位移，選擇分析幅值，并選擇需要分析的項目（這里為攝像頭前端中心點），相關設置完成后、確定完成。具體如圖4-10所示。圖4-10設定角速度運動仿真的界面如圖4-11，通過輸出視頻功能可以保存為仿真運動視頻，見視頻文件。圖4-11運動仿真截圖各種圖表可通過結(jié)果中查詢、并輸出見圖4-12、圖4-13。圖4-12圖解位置

圖4-13回轉(zhuǎn)機構角位移圖4.2.2俯仰機構的運動仿真根據(jù)相同方法進行俯仰機構的仿真，設置最終截圖如下所示。圖4-14俯仰機構仿真截圖具體的俯仰機構角速度關系見圖4-15，通過數(shù)據(jù)分析可知：機構受力均勻、載荷平穩(wěn)、速度穩(wěn)定。具體的俯仰機構線性位移Z分量見圖4-16所示，通過Z分量線性位移圖可知線性位移平穩(wěn)過度、機構穩(wěn)定。圖4-15俯仰機構角速度圖圖4-16俯仰機構線性位移Z分量圖通過旋轉(zhuǎn)機構和俯仰機構的仿真，對整個裝置的隨動跟蹤系統(tǒng)進行了校驗，結(jié)論是設備能夠完成360度無死角式轉(zhuǎn)動，滿足設計要求，后續(xù)可通過生產(chǎn)加工出實物進行實驗。

致謝畢業(yè)設計是一次系統(tǒng)地對大學所學專業(yè)知識的梳理和檢測的過程，在平時的學習過程中一些學科的知識是相對分散的，很多知識我們學習了，但在實際的設計活動中需要在什么階段使用什么樣的方法進行分析，我們經(jīng)驗不是很足。通過畢業(yè)設計可以更系統(tǒng)地將所學的相關知識聯(lián)系起來，