Position & Orientierung im Raum
Jede physikalische Komponente im Getriebe und die gear_unit verfügt über ein lokales Koordinatensystem. Die Position und Orientierung (Pose) dieses Koordinatensystems im Raum wird relativ zum Koordinatensystem einer anderen Komponente beschrieben. Eine globale Angabe der Pose wird realisiert, wenn die gear_unit-Komponente als Bezugskomponente gewählt wird. Ein Nutzer der Schnittstelle muss sicherstellen, dass sich aus diesen relativen Angaben die Posen aller Komponenten eindeutig bestimmen lassen. Dies wird in Abschnitt Bedingungen für eine eindeutige Positionierung näher erläutert.
Verwendetes Koordinatensystem
Es wird ein dreidimensionales, rechtshändiges, rechtwinkliges, kartesisches Koordinatensystem verwendet. Die Maßeinheit ist Millimeter (mm).
Jede Komponente besitzt ein lokales Koordinatensystem mit den Achsen u, v, w. Ein Vektor im lokalen Koordinatensystem wird durch drei Koordinaten beschrieben, die mit u, v, w bezeichnet werden.
Relevante Attribute
Um die Position und Orientierung (Pose) des lokalen Koordinatensystems im Raum zu beschreiben, erhält jede Komponenten folgende vier Attribute:
reference_component_for_position
support_vector
u_axis_vector
w_axis_vector
Das Attribut reference_component_for_position enthält die ID der Komponente, auf deren Koordinatensystem sich die Koordinaten der Pose beziehen.
Der support_vector gibt die Position des Ursprungs des lokalen Komponenten-Koordinatensystem bzgl. des Koordinatensystems der Bezugskomponente an.
Damit ist die Position der Komponente eindeutig festgelegt.
Der u_axis_vector gibt die Orientierung der Achse u bzgl. des Bezugskoordinatensystems an.
Der w_axis_vector gibt die Orientierung der Achse w bzgl. des Bezugskoordinatensystems an.
Damit ist die Orientierung der Komponente eindeutig festgelegt. Die beiden Vektoren haben eine Länge von 1 mm.
Jedes der Vektor-Attribute enthält ein Array mit den drei floating_point-Werten u, v, w in der Reihenfolge, z.B. support_vector = {u, v, w}.
Positionsrelevante Verzahnungsdaten
Die Ortsbeschreibung der Komponenten muss mit positionsrelevanten Verzahnungsdaten konsistent sein, z.B. mit dem Achsabstand einer Stirnradstufe. Das bedeutet bspw., dass der aus den Positionsdaten berechnete Achsabstand bis auf eine Berechnungstoleranz mit dem Attribut Achsabstand übereinstimmen sollte. Für die Verzahnungsberechnung kann dann der exakte Wert aus dem Attribut verwendet werden.
Bedingungen für eine eindeutige Positionierung
Um eine eindeutige Bestimmung der Pose aller Getriebekomponenten im Raum zu gewährleisten, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
Mindestens eine Komponente muss als Bezugskomponente die gear_unit-Komponente führen.
Die gear_unit-Komponente sollte sich selbst als Bezugskomponente führen.
Hinweis
Änderung ggü. REXS Version 1.3
Neue Bedingung für eine eindeutige Positionierung: Die gear_unit-Komponente sollte sich selbst als Bezugskomponente führen.
Wenn man das Beziehungsgeflecht aller Komponenten eines Getriebes als Graphen darstellt, muss dieser zusammenhängend und kreisfrei (entsprechend einer Baumstruktur) sein. Jede Komponente entspricht dabei einem Knoten, welche genau dann durch eine Kante verbunden ist wenn sich die Pose der einen Komponente auf die andere bezieht.
Mit anderen Worten: Wenn man von einer beliebigen Komponente die Kette der Bezugskomponenten zurückverfolgt, muss man bei der gear_unit-Komponente ankommen. Insbesondere sind keine Kreise in der Kette zulässig.