1。4 三维建模软件Pro/e简介

1。4。1 三维建模软件Pro/e的发展过程

Pro/engineer指的是一款有2D图纸向3D转换的建模工具，该软件的产生极大的方便了三维建模过程。也是目前市场上应用最广泛的几款大型商业化三维建模软件之一[9]。PTC三维建模软件公司大约在上世纪八十年代成立，其第一代三维设计软件产品在上世纪90年代末上式，由于该软件全新的三维建模理念和参数化模型生成方式很快使得该软件得到了全球范围内的广泛应用，尤其是工业设计以及产品建模领域的使用者更是用起来得心应手，其三维建模理念更加直观的展示零件模型的效果，并且可以进行二维图纸之间的转化，打通了2D与3D之间的通道，其灵活的建模方式和简洁的使用界面、参数化的模型特性都使得其在设计、建模领域独领风骚。后来经过市场的实用反馈以及设计工程应需求，该软件进行了一系列的功能升级和优化[10]。

1。4。2 三维建模软件的主要功能介绍

本毕业设计中所使用的三维建模软件主要为pro/e软件，该软件是一款十分成熟的商业化建模软件。整个软件功能较为全面，涵盖了工业设计、制造的主要部分。针对产品开发的整个流程，从开始的产品概念设计阶段到后来的具体零部件结构以及尺寸的设计，不同零部件之间相对位置的表达和运动副之间的关系的装配，乃至后续的运动结构仿真和运动学以及力学的分析。在整个产品设计周期中，该软件均可以辅助设计者进行完成[11]。

三维建模软件pro/e在工业设计领域的应用主要指其建模、着色、渲染等功能模块的实用。主要表现在在产品设计周期中的概念设计和模型初步定型阶段，利用二维草图功能进行零件的尺寸设计，通过三维建模指令将二维草图转化为三维模型。

除了概念设计阶段，pro/e三维建模软件广泛的应用之外，在进行零件机械结构设计的时候，也需要广泛的应用该软件。该三维建模软件的参数化建模使得所建出来的模型尺寸与理论设计尺寸完全吻合，没有任何误差，因此模型精度十分高。对后续其加工制造以及配合关系的确定和工程图的生成都起到了重要的作用。为利用该三维建模软件设计建模出来的减速箱的三维模型。

Pro/e另一个重要的特色功能即其机构运动仿真功能。相比于其他软件的动力学碰撞求解分析，pro/e三维建模软件可以快速的模拟出装置中机构件的相对运动关系和机构之间运动状态，并且可以以动画的形式进行回放展示，同时还可以同步输出动力学和运动学的参数以及变化趋势图。文献综述

此外，pro/e三维建模软件还有一个在加工制造领域的应用功能。对建好的三维零件毛坯模型进行虚拟加工走刀轨迹仿真，并确定材料加工切除参数，和加工工艺过程。

  在四轮电动轮椅装置的设计过程中也必不可少的用到了上述pro/e的诸多功能模块，比如利用其草图建模模块进行小车外形支架的尺寸设计和结构设计；利用参数化建模功能进行标准件零件，如齿轮、轴承等零件的参数化模型的建模和调用；运动仿真功能，对小车进行运动分析仿真，并且导出小车仿真运动录像和不同轮子的速度、加速度、位移等运动学参数变化图。

第二章  四轮电动轮椅主要参数的选择

2。1 四轮电动轮椅车轮的选择

按照本设计的要求，采用全向移动麦克纳姆轮作为本四轮电动轮椅的车轮。麦克纳姆轮的全方位移动方式，其原理是在一个含有很多轮轴的中心轮旁边，周边轮轴分别成一定的角度，其中周边轮轴让一些机轮的转向力变成其中一只机轮的法向力上面，从而在不更变机轮自己的方向的同时，依赖每个轮子的方向和速率，法向力的最后集成在终极一个协力矢量的方向上，进而保障机身能够在终极的合力方向自由的移动，同时还不改变轮椅的方向，在麦克纳姆轮的轮毂边上倾斜布置着很多小轴，所以车轮能够进行横侧的移动。那些小转子的母线比较特别，当车轮围绕中心轮轴旋转的同时，其中的每个小转子的整体包络线为圆柱面，因此车轮可以不停的转动，从而带动轮椅移动。麦克纳姆轮具有很紧的构造设计，移动便利，是一款很方便的全方向移动轮。本轮椅上设置四个麦克纳姆轮，分别位于轮椅的地盘四个角落，更加方便了使用者在移动过程中的操作，灵动多变的麦克纳姆轮深受很多设计者的喜爱。