尽管机械工程领域确实有大量天才设计师，但即使是我们最好的作品，通常也无法与大自然的杰作相提并论。就拿金枪鱼来说， 它能够以大约 60 mph 的速度游动，转向 180 度，然后在不到其身体两倍长度的距离内加速大约 22 mph。 利用大自然的设计 这就是 Boston Engineering 的开发人员为美国海军设计水下机器人时从金枪鱼着手的原因。该公司的 GhostSwimmer 基于一条捕捉自马萨诸塞州 Gloucester 海岸的 40 英寸长的鱼来建模。该团队将该样本带到实验室，进行扫描，然后在 CAD 系统中复制出其形状。 制作出的机器人保持了金枪鱼适合在海中生存的外形，并配备一个推进系统、一个摆动翼片、一对安放在适当位置的鳍和一个经过细致调整的肌肉和感觉控制系统。 该技术使机器金枪鱼（技术上称为“无人自主水下航行器”）能够在各种速度下高效运行，与传统的推进器推进系统不同，后者通常只针对一个速度下的航行进行了优化。 美国海军可能如何使用 GhostSwimmer？举一个例子，它可以用于搜寻浅水下的矿藏，例如在海港中、海岸线上或河流中发现的矿藏。 利用 PTC 解决方案制造出栩栩如生的机器金枪鱼Boston Engineering 的工程师之所以选择使用 PTC Creo，是因为它是 3D CAD 建模方面的权威软件。Boston Engineering 团队表示，PTC Creo 的某些功能无与伦比。包括： 曲面设计：有时候，大自然不会遵循简单的几何公式 - 而 PTC Creo 可以为此提供帮助。 “如果您将简单的曲面视为具有恒定半径的弧，那么金枪鱼的外形随着长度和宽度的变化而变化，”机械工程师 Will Ober 说，“如果您截取了一个横截面，您就会看到它没有产生可通过数学方式轻松预测的外形。” 因此，GhostSwimmer 项目的设计师使用了 PTC Creo Interactive Surface Design Extension (ISDX)。通常，PTC Creo ISDX 用于制作外形美观、引人注目的消费品。但对于仿生学，它的作用远不止于实现美观。该软件将参数化建模与自由形状曲面的灵活性相结合。它使设计师能够同时在多个平面上构建曲线。然后，他们可以轻松在曲线之间添加曲面并修改它们，直到获得合适的形状。 模拟：就像您可能猜到的，设计师需要模拟机器人运动以确保模型能解决摩擦、负载等问题。在 Boston Engineering，Ober 说，PTC 工具正好提供了他们需要的程度的模拟。 使用其他分析工具时，需要在测试前加载模型，并且通常需要简化它们，而 PTC 模拟工具则不同，在 CAD 系统中很容易获得它们。事实上，Ober 说他每次运行模拟时都节省了一个小时，因为他不必在其他应用程序中设置它。 “我们不需要 ANSYS 级别的工具，而其他 CAD 软件包中的模拟工具却差强人意”，Ober 说道。“在 PTC Creo 中，我们可以在设计时运行模拟并在同一个位置进行修改。” 数据管理：GhostSwimmer 包含了大量零件。尽管它体积小巧，但装配很复杂。利用 PTC Windchill，用户可在与 PTC Creo 连接的存储库中管理 CAD 和其他产品数据。通过控制和自动执行产品开发过程，该软件消除了有关设计、使用它们的情况以及上次更新它们的时间的困惑。 例如，在设计周期的开始阶段，PTC Windchill 为 Boston Engineering 的团队提供了巨大的帮助。 “当我们开始新项目时，我们可以选择一个旧项目并在此基础上构建”，Ober 说，“在使用 PTC Windchill 前，当我们在文件系统中管理数据时，我们将总是面对丢失作品的风险。没有人可以跟踪所有这些方面。结果，新项目可能需要数周的时间才能装配。现在，只需要几分钟就行了。” 围绕设计周期的成果从项目建议到测试，都会用到 PTC 解决方案。 下面是 Boston Engineering 获得的一些好处和成果： 建议更详细，因为 RFP 包含来自 PTC Mathcad 的易于阅读的计算。 模拟的速度提高了 60%。 PTC Windchill 确保了制件不保留在模型中，使模拟更可靠 可利用 PTC Creo 中的动画来进行营销展示。 当然，最大的好处是：提高了河流和海港的安全性，减少了人员伤亡。这全都归功于 Boston Engineering、PTC 以及在 Gloucester 附近捕捉到的 40 英寸长的大自然奇迹。 |
