ADAMS开锁过程仿真

ADAMS模拟开锁过程

1.动力学模型的建立

   首先来看一下，开锁的动态原理图：钥匙进入锁芯前，锁芯中的驱动锁销在弹簧的作用下插入锁芯顶在内壁上，并阻止锁芯的转动，当钥匙进入锁芯时，钥匙上的齿驱动弹子，然后使驱动锁销平齐并脱离锁芯，从而能使锁芯转动，继而打开锁。

（1）驱动锁芯与弹子的建立

    如下图，首先建立锁壳，然后建立四个驱动销以及不同长度的弹子，并在驱动锁销与锁壳之间建立弹簧。由于在初始状态下(无钥匙进入时)，弹簧处于压缩状态，所以四个弹簧都有初始的预载。为确保驱动锁销的水平运动，在锁销与锁壳之间建立水平的移动副。最后弹子与驱动销之间建立接触关系(可不添加摩擦)。

（2）锁芯的建立

  锁芯的结构图如下：从图中可以看出，锁芯在径向有4个可使弹子、驱动锁销穿梭的孔，在轴向上有可以供钥匙插入的槽孔，并且径向的孔要穿过一部分轴向的孔，这样钥匙在插入的时候才会起作用。

   经过一系列的布尔操作，锁芯的结构如下图所示：其中弹子和驱动锁销已经进入锁芯径向的孔，并且弹子顶在钥匙槽里。最后建立弹子与锁芯的接触关系(这个接触需要添加摩擦力，防止在运动过程中弹子掉出锁芯)、驱动锁销与锁芯的接触关系，这样在这种状态下，锁芯是不能转动的，实现了“锁住”的效果。

由于锁芯是可以绕轴向旋转的，因此需要在锁芯与锁壳间加一个旋转副：

（3）锁梁的建立

  首先也是通过布尔操作，画出锁梁结构，然后在锁梁与锁壳之间建立竖直方向的移动副，并加上弹簧（锁紧状态下，锁梁与锁壳的弹簧应是压缩状态，也需要添加预载）。

（4）锁舌的建立

    锁舌的作用主要是勾住锁梁，是锁梁上下运动的开关，如下图所示：锁舌与锁壳之间首先建立水平方向的移动副，然后在两者之间建立弹簧（锁紧状态时，弹簧应为压缩状态，使得锁舌与锁梁相扣）。最后在锁舌与锁梁之间建立接触关系。

（5）拨销的建立

  在锁芯上部建立一个拨销并在拨销与锁芯之间建立固定副，同时在拨销与锁舌之间建立接触关系，这样当锁芯转动的时候，拨销带动锁舌往左运动，当运动到一定程度后，锁舌与锁梁脱离，锁梁弹开，这样就实现了锁的开启。

（6）钥匙的建立

   钥匙的轮廓要保证钥匙插入时，正好将所有驱动锁销推出锁芯，并且钥匙头部要有一定的倾角以便进入锁芯从而推动弹体（建模过程中，通过折线、拉伸、倒角功能建立钥匙）。开锁过程中钥匙共有两个动作，一是钥匙的插入，二是钥匙进入锁芯后钥匙的旋转，两者需保证前后时间差，具体设置如下：

通过两个step函数建立时间先后关系：

2.运动仿真

  第一阶段，钥匙插入阶段，如下图：在钥匙的作用下弹体推动驱动锁销逐渐离开锁芯：

  第二阶段，钥匙带着锁芯旋转，同时拨销带动锁舌，使其脱离锁梁实现开锁。

钥匙插入，锁芯转动的局部图：

完整过程图：

    整个仿真过程中，主要是接触关系的设置，由于接触关系比较多，计算时间比较长，所以设置接触时要选择合适的参数。

END