让“神光棒”动起来！——草图的平面运动机构仿真应用

会用各种三维CAD软件的朋友肯定对于“草图”功能不会陌生，这几乎是任何工业CAD软件标配的基础模块。在二维草图界面中绘制完成各种轮廓造型后，进入三维环境进行拉伸、旋转……大家对于“草图”模块真是再熟悉不过了。

那么，你是否知道，这个软件中最最基本的模块，还能在运动组件机构的设计中起到仿真模拟的先验作用，并指导后续的设计建模呢?

笔者在不久前送给家里痴迷奥特曼的小子一个特别的礼物，一根迪迦变身用的“神光棒”。儿子享受结果而我喜欢过程，所以我是用Caita软件自行绘图建模、3D打印零部件最后加上电路元件组装完成这根“神光棒”的。

为确保产品制作一次过关，设计结构时我小心谨慎，也反复使用了软件的“剖切面视图、干涉碰撞检测”等功能，为求万无一失，完成主体部分建模后我还使用了DMU运动仿真功能进行了三维模型的运动仿真进行观察。功夫不负有心人，最终所有零件都没有返工，神光棒如愿在装配完成后，第一次就顺利被打开并点亮了。

不过，回顾整个设计过程，让我感觉起到最关键作用的，其实是第一张草图中的区区几根线条。

如图所示，设计伊始，我在导入背景图片后，首先对照图片构建了运动零件的骨架线条。不仅确定了实现运动的机构类型，更是确定了臂长、轴点位置等关键尺寸，还确定了驱动部分的滑块行程（右侧两根虚线即上、下止点的位置），这对于后续的设计起到了极大的帮助。比起做到一半甚至快做完了才发现问题，在一开始就理清头绪其实更为重要、更加高效！

草图对于平面机构的模拟其实在实际工程中也有着广泛的应用。比起专门的三维运动仿真模块，在草图里面做模拟有两点明显的优势：

1.操作更为方便，线条几分钟就能画出来，驱动靠鼠标直接拖动即可；

2.可以先做验证后建模，很大程度上避免了后面再走弯路；

因此，这种方法虽然只适用于平面机构，但贵在简单实用，依然在很多地方能够用到。例如，下图所示即为某模拟器部件的平面草图骨架，在该草图中完成了对此部件内支臂摆动、滚轮转动、推杆滑动这三种运动的模拟。

完成整个部件的设计建模大约耗时10小时以上，而该草图方案的确定仅用时不到1个小时。并且，这1个小时很大程度确保了后面的9个小时能够高效、不浪费地被使用，实在是一笔非常划算的买卖了。

草图，这个任何三维设计软件中最基础的模块，你是否把它用透了呢？