exponenta event banner

Катушка ремня-кабеля

Источник и поглотитель шнура в системе шкива

  • Библиотека:
  • Simscape/Multibody/Ремни и кабели

  • Belt-Cable Spool block

Описание

Блок катушек ремня-кабеля представляет собой цилиндрический барабан, на который наматывается (и из которого разматывается) шнур шкивной системы. Катушка отмечает конец шнура и точку, в которой двигатель или другой источник питания часто тянет за собой нагрузку. Блок конца ремня-кабеля обычно обозначает второй конец шнура, к которому обычно прикрепляется сама нагрузка. В зависимости от того, является ли она намоткой или разматыванием, катушка может вести себя как бесконечный источник шнура или как бесконечный поглотитель того же самого.

Катушка служит в качестве интерфейса между областью ремень-кабель, характерной для систем шкивов, и областью рамы, общей для всех других компонентов корпуса. Порт (А) ременного кабеля идентифицирует кончик шнура, который должен наматываться на катушку, и относительное расположение этого кончика в системе шкива. Порт кадра (R) идентифицирует опорную рамку катушки и ее размещение в более широкой многофюзеляжной модели.

Степени свободы катушки являются функцией соединения, с помощью которого катушка соединяется с другими компонентами. Обычно соединение вращения обеспечивает эти степени свободы; в этом случае они уменьшаются до поворота вокруг одной оси (оси катушки). Приводные входы, определяемые непосредственно через соединение посредством сигналов крутящего момента или движения, служат для привода золотника и для намотки (или разматывания) шнура.

Шнур входит и выходит из барабана по касательной с окружностью барабана. В соответствии с правилом правой руки обмотка находится в направлении против часовой стрелки вокруг оси вращения барабана. Эта ось по определению является осью Z локальной системы координат (R). Чтобы обратить направление обмотки, необходимо развернуть локальную опорную рамку так, чтобы ось Z указывала в противоположном направлении - например, путем применения поворота рамки через блок жесткого преобразования.

Поверхность катушки (гладкая или рифленая) в модели не учитывается. Кроме того, предполагается, что шнур обвит вокруг катушки по окружности, которая имеет постоянный радиус (радиус начальной окружности) и копланарную с поперечным сечением лебедки. Изменения радиуса катушки из-за намотки игнорируются.

По умолчанию шнур может входить в катушку и выходить из нее под углом к ее центральной плоскости ( Этот угол может изменяться во время моделирования - например, из-за поступательного перемещения катушки на призматическом соединении. Хотя точка контакта всегда находится в центральной плоскости катушки, катушка может перемещаться при установке на соединение. Шнур также может быть ограничен для входа и выхода из катушки в ее центральной плоскости. Применение этого ограничения зависит от настроек блока «Свойства ремня-кабеля».

Инерция катушки и намотанного на нее шнура также игнорируются. Чтобы зафиксировать инерцию катушки фиксированной массы, используйте блок Цилиндрическое тело (Cylindrical Solid) или Инерция (Inertia). Рассмотрим блок Цилиндрическое тело (Cylindrical Solid), если твердотельная геометрия важна в модели. Чтобы зафиксировать свойства переменной массы шнура при его наматывании и разматывании из катушки, используйте блок из библиотеки переменных тел, например Переменное цилиндрическое тело (Variable Cylindrical Solid) или Общая переменная масса (General Variable Mass).

Порты

Структура

развернуть все

Опорная рамка для присоединения катушки к остальной части модели с несколькими телами.

Ремень-кабель

развернуть все

Точка касания между центральной линией шнура и начальной окружностью катушки.

Параметры

развернуть все

Расстояние от центра катушки до оси движения шнура, измеренное в дуге, внутри которой происходит контакт. В сложных системах шкивов различия в радиусах тангажа часто определяют отношение, при котором скорость снижается или увеличивается крутящий момент.

Выбор кинематических переменных для считывания. Установите флажок, чтобы открыть физический сигнальный порт для соответствующей переменной. Для зондирования доступны следующие переменные:

  • Угол катушки A (Spool Angle A) - угол, измеренный в плоскости xy опорной рамки от локальной оси X до линии между началом координат рамки и точкой контакта A.

    Если точка контакта находится над xz-плоскостью (в + y-области опорной рамки), угол является положительным. Если точка контакта находится ниже плоскости xz, угол будет отрицательным. Когда точка контакта находится точно в плоскости xz, угол равен нулю.

    Угол не является модульным. Вместо ограничения на 360-градусный диапазон - привязка к началу диапазона после завершения поворота - измеренное значение изменяется непрерывно с повторными поворотами. Каждый поворот, который делает барабан, добавляет (или вычитает) 2δ к измерению.

    Для этого измерения используйте порт qpa.

  • Угол автопарка A - угол от плоскости xy опорной рамы до шнура в точке контакта A. Плоскость xy совпадает с центральной плоскостью барабана.

    Если шнур приближается к точке контакта сверху плоскости xyобласти + z опорной рамки), угол положительный. Если шнур приближается снизу, угол отрицательный. Угол равен нулю, когда шнур приближается к точке контакта в центральной плоскости барабана.

    Угол является модульным, что означает, что его значение ограничено - здесь, между -λ/2 до + δ/2. Этот диапазон открыт. Измеренное значение может изменяться в диапазоне от -λ/2 до + δ/2, но не может достичь ни одного из пределов.

    Обратите внимание, что если для параметра «Выравнивание барабанного ремня - кабеля» блока «Свойства ремня - кабеля» задано значение Monitored Planar, узел шкива должен быть плоским, и поэтому угол поворота всегда равен нулю. Для моделирования неплоской сборки используйте настройку по умолчанию для этого параметра: Unrestricted.

    Для этого измерения используйте порт qfa.

Примеры модели

Forklift

Грузоподъемник

Моделирует вилочный погрузчик, который использует гидравлические и шкивные механизмы для выполнения подъемного действия. Наклон мачт также регулируется гидроцилиндрами. Автопогрузчик содержит 3 мачты, а именно главную мачту, верхнюю мачту и вилочную мачту. Основная мачта соединена с шасси поворотными шарнирами, а ее наклон регулируется гидроцилиндрами наклона. Верхняя мачта скользит по основной мачте, и ее движение регулируется гидроцилиндрами подъема. Вилочная мачта скользит по верхней мачте и висит через цепи ремень-трос, который приводит в движение вилочную мачту. В этом примере показано обычное складское приложение, в котором цель вилочного погрузчика заключается в захвате коробки, прохождении через нее и размещении коробки в стойках. Блоки пространственной силы контакта используются во всех местах контакта для моделирования контакта между телами. Контакт между поверхностью земли и колесами моделируется с использованием бесконечного плоского блока, а контакт между вилками и коробкой моделируется с использованием точечных блоков.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2018a