Unity铰链四杆机构设计和运动仿真

一、效果图

设定好各边长度和转速后，点击【设置并启动】，自动生成一个机构模型，并按照原理进行运转

二、铰链四杆机构介绍

机架：A和D是固定位置，叫做机架。

曲柄：B点绕A点旋转，构成曲柄。

连杆：C点和B点相连，构成连杆。

摇杆：C点绕着D点转动，构成摇杆。

三、运动原理

1、机构示意图

第一步：计算Φ1(∠BAD)

曲柄转动了多少度

第二步：计算BD的长度

已知B点和D点位置，计算BD的长度，可用机械公式计算，或者直接使用Vector3.Distance计算。

第三步：计算∠ΦDB(∠BDA’)

• （1）用机械原理公式计算的依据：

• （2）直接用Unity向量距离api计算：

  Vector3.Distance(A, D);//示例代码

  第四步：计算计算∠Φ3的值

  只能用机械原理的公式计算：

  第五步：根据∠Φ3计算C点位置

  ∠Φ3已知的时候，在射线DC上取C点

  四、关键代码实现

  代码为计算部分的代码，仅供交流学习之用。

      ///     /// 计算曲柄和摇杆位置    ///     ///     bool JiSuanWeiZhi()    {        //设定B的位置  AB = a        var posB = A.transform.position + (B.transform.position - A.transform.position).normalized * (float)a_AB;        B.transform.position = posB;              //计算Φ1(∠BAD)        double phi1 = Vector3.Angle(B.transform.position - A.transform.position, D.transform.position - A.transform.position);        //象限判断        if (B.transform.position.y  
  五、机械原理附录：
   
  1、平面示意图
    
  2、运动分析公式——位置计算
    
  3、运动分析公式——速度计算
    
  4、运动分析公式——加速度计算