Das Ch Mechanism Toolkit wurde zur Analyse und Konstruktion von Getrieben entwickelt. Das Toolkit ist ein Package für Ch Professional, ein eingebetteter C/C++ Interpreter mit hochentwickelten Erweiterungen. Das Toolkit besteht aus dem Animationsprogramm QuickAnimation™ und einer Sammlung von Klassen zur Konstruktion und Analyse von allgemein benutzten Getrieben. Das Ch Mechanism Toolkit erlaubt Benutzern das schreiben einfacher Programme zum lösen komplizierter ebener Getriebeprobleme. Das Toolkit kann Koppelgetriebe handhaben vom einfachen Viergelenk bis zu verschiedenen Sechsgelenken. Es kann ebenso benutzt werden um Nockenfolgesysteme zu konstruieren. Diese Hauptstudienarbeit beschreibt die Installation, den Umgang und das eigene Erstellen eines Getriebes mit Animation mit dem Ch Mechanism Toolkit.
Inhaltsverzeichnis
Einführung
Installation von Ch
Einführung in Ch
Probleme mit Ch
Einführung zum Ch Mechanism Toolkit
Ch Mechanism Toolkit
QuickAnimation
Scheibenwischer
Ch und Excel
Sonstiges
Anlage 1
Anlage 2
Zielsetzung & Themen
Diese Hauptstudienarbeit befasst sich mit der Anwendung des „Ch Mechanism Toolkit“, einer Erweiterung für den C/C++ Interpreter Ch, zur Analyse und Konstruktion von Getrieben. Das Ziel besteht darin, den praktischen Umgang mit dem Toolkit zu erläutern und ein komplexeres, nicht standardmäßig enthaltenes Getriebebeispiel – einen Scheibenwischer – mittels Programmierung und Animation zu implementieren.
- Installation und Konfiguration der Ch-Entwicklungsumgebung
- Einführung in die Programmierung mit dem Ch Mechanism Toolkit
- Erstellung und Animation von Getriebemechanismen mittels QuickAnimation
- Implementierung eines Scheibenwischer-Modells als Kopplungsgetriebe
- Datenexport und Weiterverarbeitung der Simulationsergebnisse in Microsoft Excel
Auszug aus dem Buch
Scheibenwischer
Im Rahmen der Hauptstudienarbeit sollte ein Mechanismus mit Ch umgesetzt werden, der vorher noch nicht Bestandteil des Ch Mechanism Toolkit war. Als Mechanismus wurde ein Scheibenwischer gewählt, da er quasi die Kopplung von zwei Viergelenken darstellt.
Zusammenfassung der Kapitel
Einführung: Der Abschnitt erläutert den Zweck des Ch Mechanism Toolkit zur Getriebeanalyse und beschreibt den Aufbau dieser Arbeit.
Installation von Ch: Es wird detailliert beschrieben, wie Ch Professional und das Mechanism Toolkit heruntergeladen und korrekt unter Windows installiert werden.
Einführung in Ch: Dieses Kapitel verweist auf weiterführende Dokumentationen und Lehrmaterialien zur schnellen Einarbeitung in die Ch-Programmierumgebung.
Probleme mit Ch: Es wird auf eine typische Problematik beim Programmieren mit Ch hingewiesen, die bei der Migration von C-Quellcode aus Fachliteratur auftreten kann.
Einführung zum Ch Mechanism Toolkit: Das Kapitel gibt einen Überblick über die webbasierten Möglichkeiten des Toolkits und führt in die Arbeit von Cheng und Trang ein.
Ch Mechanism Toolkit: Hier werden weiterführende Ressourcen und der grundlegende Aufbau von Animationsdateien innerhalb des Toolkits beschrieben.
QuickAnimation: Anhand kleiner Beispiele wie einem „Blaulicht“ oder „Pacman“ werden die Möglichkeiten und die Syntax der Animations-Engine aufgezeigt.
Scheibenwischer: Die Umsetzung des spezifischen Getriebebeispiels wird mathematisch hergeleitet und im Quelltext dokumentiert.
Ch und Excel: Es wird erklärt, wie die von Ch generierten CSV-Daten in Excel importiert und grafisch ausgewertet werden können.
Sonstiges: Ein Hinweis auf die existierende „Yahoo Ch User Group“ als Support-Plattform.
Anlage 1: Übersetzung eines wissenschaftlichen Fachartikels zur objektorientierten Getriebekonstruktion.
Anlage 2: Übersetzung des Kapitels 7 zur Detailbeschreibung von Quick Animation und seinen Grundelementen.
Schlüsselwörter
Ch Mechanism Toolkit, Getriebekonstruktion, Getriebeanalyse, Animation, QuickAnimation, Viergelenk, Scheibenwischer, Programmierung, C/C++, Modellbildung, Koppelkurve, Kinematik, Simulation, CSV-Export, Software-Tool
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Nutzung des Ch Mechanism Toolkit zur automatisierten Analyse und Simulation ebener Getriebesysteme.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Felder sind die Installation der Software, die syntaktische Programmierung von Getriebemechanismen und die anschließende Visualisierung durch Animationen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist der Nachweis, dass mit dem Toolkit komplexe Bewegungsabläufe – demonstriert an einem Scheibenwischer – effizient programmiert und visualisiert werden können.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es wird die objektorientierte Programmierung in C/C++ in Verbindung mit mathematischen Methoden zur Kinematik und Getriebesynthese eingesetzt.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil umfasst Anleitungen zur Software, die Lösung technischer Probleme beim Programmieren, sowie eine praktische Fallstudie zur Simulation eines Scheibenwischermechanismus.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind Ch Mechanism Toolkit, Getriebekonstruktion, Animation, QuickAnimation, Viergelenk, Kinematik und Simulation.
Wie werden die Animationsdaten in eine externe Datei exportiert?
Das Programm erzeugt über Dateiströme (FILE *out) spezifische .qnm-Dateien oder CSV-Dateien, die von der QuickAnimation-Applikation oder Excel verarbeitet werden.
Warum wird im Beispiel ein Scheibenwischer gewählt?
Der Scheibenwischer eignet sich besonders gut als Demonstrationsmodell, da er als Kopplungsgetriebe zweier Viergelenke eine komplexere Bewegung darstellt als ein Standard-Viergelenk.
Was ist bei der Weiterverarbeitung der Daten in Excel zu beachten?
Da Ch Dezimalzahlen mit Punkten statt Kommas ausgibt, müssen die Daten in Excel manuell bearbeitet werden, um sie als Zahlen und nicht als Text zu interpretieren.
Welche Rolle spielt die „QuickAnimation“-Sprache?
Sie dient als Beschreibungssprache für grafische Elemente und deren Bewegungsabläufe in der Simulation, die direkt aus C-Programmen heraus befüllt werden kann.
- Arbeit zitieren
- Stefan Beck (Autor:in), 2008, Bewegungssimulation ebener Getriebe mit Ch Mechanism Toolkit 2.0, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/269754
