Khớp biểu diễn mối liên hệ giữa các khâu. Nếu không có bất cứ ràng buộc nào, các khâu có thể chuyển động tự do trong không gian với 6 bậc tự do, trong đó có 3 bậc tịnh tiến và 3 bậc quay. Một khớp hạn chế một hoặc một số bậc tự do của khâu. Có nhiều loại khớp khác nhau với số bậc tự do bị hạn chế có thể bằng từ 1 đến 6. Bảng dưới đây mô tả một số loại khớp cơ bản. 

Chuyển động của khớp được xác định như là chuyển động tương đối của một (Action Link) đối với một khâu khác (Base Link). Base link có thể là một khâu chuyển động hoặc một khâu giá.
Chuyển động của khớp được xác định trong hệ tọa độ của khớp. Hệ tọa độ này sẽ xuất hiện khi tạo khớp và người dùng sẽ phải xác định gốc (origin) và hướng chuyển động (orientation) đặc trưng cho khớp. 
Khi đưa một cụm chi tiết đã được lắp ráp bởi các ràng buộc lắp ráp vào môi trường Motion Simulation, phần mềm có thể chuyển các ràng buộc thành các khớp tương ứng. Ví dụ: ràng buộc concentric có thể được chuyển thành khớp quay (revolute), ràng buộc touch giữa hai điểm có thể được chuyển thành khớp cầu (spherical)… Trong môi trường Motion Simulation, có thể tạo ra khớp bằng cách sử dụng lệnh Joint (trong tab Setup).
Sau khi được kích hoạt, hộp thoại của lệnh Joint xuất hiện như trên hình 1. 
Hình 1: Hộp thoại lệnh Joint

Tùy theo kiểu khớp được tạo, hộp thoại Joint có thể chứa 1 tab Definition hoặc 3 tab: Definition, Friction và Driver.
Sau đây là những thông tin cơ bản về các mục trong tab Definition:
- Mục Type: Chọn loại khớp;
- Mục Action: Chọn Action link:
+ Select Link: Chọn khâu. Có thể chọn bất cứ đối tượng hình học nào (như điểm, đường, mặt…) của khâu. Điểm gốc và hướng của khớp sẽ được chọn tự động dựa trên cơ sở đối tượng hình học được lựa chọn trong bước này;
+ Specify Origin: Chọn gốc của khớp. Hướng của khớp vẫn được giữ nguyên. Chức năng này được sử dụng khi gốc của khớp được chọn tự động trong bước Select Link không thỏa mãn yêu cầu của người dùng. Nên chọn gốc của khớp nằm trên trục quay hoặc dọc theo trục tịnh tiến của khâu chuyển động;
+ Orientation Type: Chọn phương pháp xác định hướng của khớp. Có hai phương pháp: Vector - Cho phép chọn một véc tơ để xác định hướng đặc trưng của khớp; CSYS - Cho phép xác định tất cả 3 trục của hệ tọa độ khớp. 
- Mục Base: Xác định Base Link. Nếu bỏ qua mục này thì Base Link sẽ là khâu giá:  
+ Select Link: Chọn Base Link;
+ Snap Links: Nếu không chọn chức năng Snap Links, gốc của Action Link và Base Link sẽ trùng nhau, vì vậy hướng đặc trưng đã được lựa chọn cho Action Link sẽ được sử dụng cho cả Action Link và Base Link. Khi muốn xác định gốc và hướng của khớp tương đối so với Base Link, phải chọn Snap Links. Ví dụ, nếu cụm chi tiết chưa được ràng buộc đầy, tức là các chi tiết trong của nó chưa nằm đúng vị trí, thì người dùng có thể sử dụng chức năng này để định vị lại các chi tiết trong quá trình chạy mô phỏng. Khi chức năng Snap Links được lựa chọn, người dùng cần thực hiện thêm các bước: xác định gốc và hướng của khớp. Trong trường hợp này, khi chọn đối tượng trong bước Select Link, gốc và hướng của khớp không được chọn tự động;
+ Limits: Giới hạn của khớp. Đối với khớp quay, khớp trược và khớp trụ, người dùng có thể xác định các giới hạn chuyển động của khớp.
- Mục Settings: Giá trị của thông số Display Scale xác định tỷ lệ hiển thị của khớp trên màn hình đồ họa;
- Mục Name: Nhập tên của khớp.
Tab Driver cho phép thiết lập Motion Driver – một tham số kiểm soát chuyển động của khớp xoay, khớp trượt và khớp trụ.

Trong ví dụ này, ngoài hai khớp cố định đã được tạo ra ngay từ khi tạo Khau_0a và Khau_0b, chúng ta sẽ tạo thêm 3 khớp quay và 1 khớp trượt như mô tả trên hình 2.

Hình 2: Các khớp của cơ cấu tay quay – con trượt
Các khớp quay: Khop_quay_10, Khop_quay_21, Khop_quay_32 được tạo ra theo cùng một trình tự giống nhau. 
Trong phần mềm Siemens NX, khớp quay là khớp nối hai khâu và chỉ cho phép các khâu chuyển động quay quay trục Z, còn 3 chuyển động tịnh tiến và hai chuyển động quay (quanh trục X và quanh trục Y) bị hạn chế (Hình 3).
Hình 3: Định nghĩa khớp quay

Để tạo Khop_quay_10, đầu tiên gọi lệnh Joint để hộp thoại Joint xuất hiện, sau đó thực hiện các thao tác theo trình tự như sau:
- Mục Type: Chọn Revolute;
- Mục Action: Xác định Action Link:
+ Select Link: Chọn Action Link. Action Link ở đây là Khau_1. Ta có thể chọn bất cứ đối tượng nào trên khâu 1. Để thuận tiện, ta chọn đường tròn tại vị trí tiếp xúc với Khau_0a. Khi đó, một hệ tọa độ có các trục màu đỏ sẽ xuất hiện với gốc tọa độ (gốc của khớp) nằm ở tâm đường tròn còn trục Z (hướng đặc trưng của khớp) hướng vuông góc với mặt phẳng chứa đường tròn đã chọn. Điều đó có nghĩa là gốc của khớp và hướng đặc trưng của khớp đã được xác định tự động, chúng ta không cần phải thực hiện các bước Specify Origin và Specify Vector.  
- Mục Base: Xác định Base Link. Base Link trong trường hợp này là Khau_0a. Do các khâu được dùng để tạo Khop_quay_10 là Khau_1 và Khau_0a đã nằm đúng vị trí của nó (do ta đã ràng buộc trong phần lắp ráp) nên ta không cần sử dụng chức năng Snap Link. Vì vậy, trong bước Select Link ta chỉ cần chọn Khau_0a. Một điểm cần chú ý là Khau_0a cũng chính là khâu giá nên ta có thể bỏ qua bước chọn Base Link. Khi đó, Base Link sẽ được mặc định là khâu giá;
- Mục Display Scale: Nhập 3.0000;
- Mục Name: Nhập Khop_quay_10.
Nhấp chọn OK. Khop_quay_10 được tạo ra. Biểu tượng của nó xuất hiện trên màn hình đồ họa và tên của nó xuất hiện trong mục Joints trong Motion Navigator.

Trong phần mềm Siemens NX, khớp trượt là khớp nối hai khâu và chỉ cho phép các khâu chuyển động tịnh tiến theo trục Z, còn 3 chuyển động quay và hai chuyển động tịnh tiến (theo trục X và trục Y) bị hạn chế, Hình 4.
Hình 4: Định nghĩa khớp trượt

Để tạo Khop_truot_30, đầu tiên gọi lệnh Joint để hộp thoại Joint xuất hiện, sau đó thực hiện các thao tác theo trình tự như sau:
- Mục Type: Chọn Slider;
- Mục Action: Xác định Action Link:
+ Select Link: Chọn Action Link. Action Link ở đây là Khau_3. Ta có thể chọn bất cứ đối tượng nào trên khâu 3. Để thuận tiện, ta chọn một cạnh song song với phương trượt của khớp. Khi đó, một hệ tọa độ có các trục màu đỏ sẽ xuất hiện với gốc tọa độ (gốc của khớp) nằm ở trung điểm của cạnh được chọn và còn trục Z (hướng đặc trưng của khớp) hướng dọc theo cạnh đã chọn. Điều đó có nghĩa là gốc của khớp và hướng đặc trưng của khớp đã được xác định tự động, chúng ta không cần phải thực hiện các bước Specify Origin và Specify Vector.  
- Mục Base: Xác định Base Link. Base Link trong trường hợp này là Khau_0b, Tương tự như khi tạo Khop_quay_10, ta cũng không cần sử dụng chức năng Snap Link. Trong bước Select Link ta chọn Khau_0b. Tương tự như khi tạo Khop_quay_10, Khau_0b cũng chính là khâu giá nên ta có thể bỏ qua bước chọn Base Link. Khi đó, Base Link sẽ được mặc định là khâu giá;
- Mục Display Scale: Nhập 3.0000;
- Mục Name: Nhập Khop_truot_30.
Nhấp chọn OK. Khop_truot_30 được tạo ra. Biểu tượng của nó xuất hiện trên màn hình đồ họa và tên của nó xuất hiện trong mục Joints trong Motion Navigator.

Như vậy, chúng ta đã tạo ra một cơ cấu theo yêu cầu của bài toán.



Theo dõi bài học tiếp theo:

Motion Simulation 6: Bậc tự do của cơ cấu
- - 0 bình luận
CHUYÊN MỤC

BÌNH LUẬN (0)

:)
:))
:D
=))
:(
:((
:o
^_^
^-^
/-f
^.^
/-g
;)
-_-
=_=
/-r
-.-
:p
/-o
/-hi
/-ok
/-clap
(y)
(3)

Một số lưu ý khi bình luận

Mọi bình luận sai nội quy sẽ bị xóa mà không cần báo trước (xem nội quy)

Bấm Thông báo cho tôi (Notify me) bên dưới khung bình luận để nhận thông báo khi admin trả lời