CN103971017A - 一种用于卫星管路中的自动弯管的预判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于卫星管路中的自动弯管的预判定方法，涉及卫星管路技术领域。1)确定管路坯件进给方向；2)折弯点编号；3)在各弯折处绘制弯折方向示意箭头，任意弯折处的箭头均指向进给方向；4)分别在偶数弯折点绘制虚箭头组；5)分别在除1点外的奇数弯折点绘制虚箭头组；6)分别对除1点外的各奇数弯折点虚箭头组进行平移。本发明采用图形化判定方式，避免了复杂的数学计算，比数学计算的方法更加直观；该方法适用于设计的早期阶段，可以利用该方法边设计边判断，可尽早发现设计中存在的问题；本方法的判定过程不需要计算器或计算机软件辅助。

Description

一种用于卫星管路中的自动弯管的预判定方法

技术领域

本发明涉及一种用于卫星管路中的自动弯管的预判定方法，涉及卫星管路技术领域。

背景技术

卫星的推进系统管路设计是卫星总装设计过程的重要一环，其设计的结果将直接决定卫星上管路的走向及连接关系。

目前卫星上的推进系统管路设计采用CAD软件进行模型设计，所设计的管路模型根据卫星舱内空间要求具有不同的形状(几种典型的管路形状如图1所示)。管路设计完成后，生产制造单位根据设计方提供的模型，利用型号为VB-100P的自动弯管机进行自动弯管。根据该型号弯管机工作的原理，其对可进行自动弯管的管路模型形状具有一定的限制，因此，实际生产过程中经常产生自动弯管不能满足模型需求的情况，进而退回到手工弯管。

现有技术中公开了一种利用计算管路模型中各直段间的弯折角关系的方法判断管路是否能适用于VB-100P进行自动弯管，但该方法的计算复杂且只适用于二维管路(管路各段轴线处于同一平面内的管路)。该方法的问题在于其判定基于复杂的数学计算，很难在设计过程中被设计人员及时方便地应用，且不能适用于所有形状的管路判断。

北京卫星制造厂通过三维软件开发自研了一套自动判弯软件，该软件通过读取管路模型的中间格式文件(如.STP文件)，获得管路信息，并通过计算机算法模拟管路在自动弯管机上的成型过程，并进行相关的干涉检查，若检查到管路制作过程中与机器本体或地面干涉，则给出不适用的判定结果，将设计返回修正。该方法的问题在于其只能适用于管路设计完成后，不能提早发现设计错误。

发明内容

本发明的目的是为了克服现存方法的不足，基于VB-100P自动弯管机的工作原理，提供了一种图形化的、快速、准确的自动弯管预判定方法，抛开了复杂的数学计算，可为设计人员在设计过程及时使用，为减少管路设计迭代次数，提高了适用于自动弯管的管路设计成功率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种用于卫星管路中的自动弯管的预判定方法，步骤为：

1)确定管路坯件进给方向：定义管路两端代号并规定装卡点及进给方向；

2)折弯点编号：沿进给方向反向依次对各折弯点从1开始按阿拉伯数字顺序进行编号；

3)在各弯折处绘制弯折方向示意箭头，任意弯折处的箭头均指向进给方向；

4)分别在偶数弯折点绘制虚箭头组：对于二维管路为正交双向虚箭头组，对于三维管路为正交三向虚箭头组，箭头指向均为弯折方向反向；

5)分别在除1点外的奇数弯折点绘制虚箭头组：对于二维管路为正交双向虚箭头组，对于三维管路为正交三向虚箭头组，各箭头组由其前一个偶数点箭头组沿管轴线平滑移动得到；

6)分别对除1点外的各奇数弯折点虚箭头组进行平移：对除1点外的各奇数弯折点虚箭头组向其下一个偶数点沿管路轴线平滑移动，若能重合，则维持原虚箭头组状态，若不能重合则在奇数点根据目标偶数点的虚箭头组位置绘制延管路轴线转动后的虚箭头组，要求新绘制的新箭头组能沿管路轴线平滑移动与目标偶数点的虚箭头组重合；

7)干涉判定标准：对所有虚箭头组包络的范围无限扩延，若包络范围与所处弯折点之前成型的管路不干涉，则适用于自动弯管，否则，不适用。

虚箭头组所包括的区域所代表自动弯管机本体所占据的区域，所以认为凡是进入虚箭头组区域的物体即是与自动弯管机本体产生干涉。

有益效果

(1)本发明采用图形化判定方式，避免了复杂的数学计算，比数学计算的方法更加直观；

(2)该方法适用于设计的早期阶段，可以利用该方法边设计边判断，可尽早发现设计中存在的问题；

(3)本方法的判定过程不需要计算器或计算机软件辅助。

附图说明

图1为现有技术中几种典型的管路模型；

图2为几字型管路进给方向的选定；

图3为几字型管路弯折点编号；

图4为几字型管路弯折方向示意；

图5为几字型管路偶数点虚箭头组绘制；

图6为几字型管路奇数点虚箭头组绘制；

图7为几字型管路奇数点镜像虚箭头组绘制；

图8为一种典型立体管路；

图9为立体管路进给方向的选定；

图10为立体管路弯折点编号；

图11为立体管路弯折方向示意；

图12为立体管路偶数点虚箭头组绘制；

图13为立体管路奇数点虚箭头组绘制；

图14为立体管路奇数点转动虚箭头组及转动区域绘制。

具体实施方式

本发明的管路预判定方法，主要包括：确定管路坯件进给方向、折弯点编号、折弯方向绘制、偶数弯折点虚箭头绘制、奇数弯折点虚箭头绘制、虚箭头平移、干涉判定等步骤。

实施例1

以图1中所示几字形管路为例，本发明的实现步骤如下：

1)如图2所示，定义该根管路的两个端头分为为1端和2端，并定义1端为装卡点，则向2端进给，箭头为进给方向；

2)定义沿进给方向反向顺序的弯折拐点依次编号为①号～⑧号，如图3所示，即每弯开头结尾处各一个拐点。第一个弯对应①号、②号拐点。并按照编号分别归类于偶数弯折点和奇数弯折点；

3)在各弯折处绘制弯折方向示意箭头，如图4所示，任意弯折处的箭头均指向进给方向；

4)在②号、④号、⑥号、⑧号偶数点处绘制如图5所示虚箭头组，每个虚箭头组由相互正交的两个箭头组成，箭头方向均指向折弯箭头的反向；

5)在除①号外的③号、⑤号、⑦号奇数点处绘制如图6所示虚箭头组，每个虚箭头组由相互正交的两个箭头组成，每组虚箭头均由前一个偶数点的箭头沿管轴线平滑移动得到；

6)判断③号、⑤号、⑦号奇数点虚箭头组到各自下一偶数点虚箭头组是否通过沿管轴线平滑移动得到，若不能则在相应奇数点处绘制相对于管轴线的镜像虚箭头组，如图7所示，③号、⑦号奇数点虚箭头组就不能平滑过渡至④号、⑧号偶数点，因此需绘制③、⑦号奇数点相对于管轴线的镜像虚箭头组，而⑤号奇数点虚箭头组能平滑过渡至⑥号偶数点，不用绘制；

7)判断③号、⑦号镜像虚箭头组以及①号、②号、④号、⑤号、⑥号、⑧号各点处虚箭头组两箭头无限延长上是否与所处弯折点之前已成型的管路干涉，若无干涉，既说明可适用于自动弯管，如图7所示，各点处虚箭头组无干涉，适用于自动弯管。

实施例2

以图8中所示立体管路为例，本发明的实现步骤如下：

1)如图9所示，定义该根管路的两个端头分为为1端和2端，并定义1端为装卡点，则向2端进给，箭头为进给方向；

2)定义沿进给方向反向顺序的弯折拐点依次编号为①号～④号，如图10所示，即每弯开头结尾处各一个拐点。第一个弯对应①号、②号拐点。并按照编号分别归类于偶数弯折点和奇数弯折点；

3)在各弯折处绘制弯折方向示意箭头，如图11所示，任意弯折处的箭头均指向进给方向；

4)在②号、④号偶数点处绘制如图12所示虚箭头组，每个虚箭头组由相互正交的三个箭头组成，箭头方向均指向折弯箭头的反向；

5)在除①号外的③号奇数点处绘制如图13所示虚箭头组，每个虚箭头组由相互正交的两个箭头组成，每组虚箭头均由前一个偶数点的箭头沿管轴线平滑移动得到；

6)判断③号奇数点虚箭头组到下一偶数点虚箭头组是否通过沿管轴线平滑移动得到，若不能则在相应奇数点处绘制绕管轴线转动的虚箭头组及转角区域，要求转动后的虚箭头组能够与下一偶数点的虚箭头组实现沿轴线平滑过度。如图14所示，③号奇数点虚箭头组就不能平滑过渡至④号偶数点，因此需绘制③号奇数点绕管轴线转动的虚箭头组及转角区域；

7)判断③号转动后的虚箭头组和①号、②号、④号各点处虚箭头组三条箭头及转角区域无限延长线上所包络的空间是否与所处弯折点之前已成型的管路干涉，若无干涉，既说明可适用于自动弯管，如图14所示各点处虚箭头组无干涉，适用于自动弯管。

以上两实例分别代表了二维管路和三维管路的判定步骤，可适用于所有形状的管路判定。本发明中的所有虚箭头组所包括的区域所代表自动弯管机本体所占据的区域，所以认为凡是进入虚箭头组区域的物体既是与自动弯管机本体产生干涉。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (1)

1.一种用于卫星管路中的自动弯管的预判定方法，其特征在于步骤为：

1)确定管路坯件进给方向：定义管路两端代号并规定装卡点及进给方向；

2)折弯点编号：沿进给方向反向依次对各折弯点从1开始按阿拉伯数字顺序进行编号；

3)在各弯折处绘制弯折方向示意箭头，任意弯折处的箭头均指向进给方向；

4)分别在偶数弯折点绘制虚箭头组：对于二维管路为正交双向虚箭头组，对于三维管路为正交三向虚箭头组，箭头指向均为弯折方向反向；

5)分别在除1点外的奇数弯折点绘制虚箭头组：对于二维管路为正交双向虚箭头组，对于三维管路为正交三向虚箭头组，各箭头组由其前一个偶数点箭头组沿管轴线平滑移动得到；

6)分别对除1点外的各奇数弯折点虚箭头组进行平移：对除1点外的各奇数弯折点虚箭头组向其下一个偶数点沿管路轴线平滑移动，若能重合，则维持原虚箭头组状态，若不能重合则在奇数点根据目标偶数点的虚箭头组位置绘制延管路轴线转动后的虚箭头组，要求新绘制的新箭头组能沿管路轴线平滑移动与目标偶数点的虚箭头组重合；

7)干涉判定标准：对所有虚箭头组包络的范围无限扩延，若包络范围与所处弯折点之前成型的管路不干涉，则适用于自动弯管，否则，不适用。