CN104182559B - 一种加油口铰链轴布置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加油口铰链轴布置方法，包括步骤：S1、获得加油口盖总成的设计输入信息；S2、根据所述设计输入信息确定中间截面和关键截面；S3、以建立的参考坐标系为基准确定铰链轴点取值范围，获得所述中间截面和关键截面上的边界点坐标；S4、在所述取值范围内按设定步长选择多个铰链轴点，根据所述多个铰链轴点和所述边界点坐标，迭代计算所述中间截面和关键截面上各个铰链轴点对应的加油口盖开启过程中的最小运动间隙值，获取所述中间截面和关键截面上的最佳铰链轴点；S5、根据中间截面上的最佳铰链轴点和关键截面上的最佳铰链轴点，拟合获得最佳铰链轴线。本发明提供的加油口铰链轴布置方法，能缩短铰链轴线的布置时间周期，避免重复工作。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种加油口铰链轴布置方法。
背景技术
加油口盖总成虽然为白车身总成的一个小系统，但是作为外观组件，其质量好坏会直接影响到顾客的满意度。现有加油口盖总成包括加油口盖和加油口盒，其中加油口盖包括加油口盖外板、加油口盖铰链、加油口铰链轴和开启弹簧，所述加油口铰链轴将加油口盖铰链、加油口盖外板的转轴和开启弹簧穿接起来，开启弹簧的两端分别固定在加油口铰链和加油口盖外板上，加油口盖铰链固定在加油口盒上，加油口盒与车身侧围通过焊接装配而成。
在加油口盖总成中，加油口铰链轴的布置是实现加油口盖功能的关键，如何获得满足加油口盖开闭功能并保证其内部结构设计空间充足的铰链轴是加油口总成设计的基础。
目前，关于加油口铰链轴的布置并没有形成系统的分析方法，一般是根据参考车型定铰链轴线的中心点，然后再根据参考车型的铰链轴布置位置反复试错，进行轴线的前倾、后倾、外倾和内倾角度的调整，最后获得加油口铰链轴的轴线，并根据该轴线完成对加油口铰链轴的布置。其中，加油口铰链轴的布置与加油口的形面、形状、大小和结构类型都有直接的关系，设计车型与参考车型的形状、大小和结构类型可能相同，但是形面完全一样却很困难，所以要想获得铰链轴的布置参数往往需要反复的调整才能满足要求。因此，通过现有方法获得铰链轴线来完成加油口铰链轴的布置，需要花费大量的时间周期，且反复调整所带来的重复工作量很大。
发明内容
针对前述现有方法获得铰链轴线来完成加油口铰链轴的布置，需要花费大量的时间周期，且反复调整所带来的重复工作量很大的技术问题，本发明提供一种新型的加油口铰链轴布置方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种加油口铰链轴布置方法，包括以下步骤：
S1、获得加油口盖总成的设计输入信息；
S2、根据所述设计输入信息确定加油口盖的中间截面和关键截面；
S3、以建立的参考坐标系为基准确定所述中间截面和关键截面上的铰链轴点取值范围，获得所述中间截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标、所述关键截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标；
S4、在所述铰链轴点取值范围内按设定步长选择多个铰链轴点；
根据所述多个铰链轴点和所述边界点坐标，迭代计算所述中间截面和所述关键截面上各个铰链轴点对应的加油口盖开启过程中的最小运动间隙值；
在所述中间截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值中，将最大值对应的铰链轴点作为所述中间截面的最佳铰链轴点；
在所述关键截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值中，将最大值对应的铰链轴点作为所述关键截面的最佳铰链轴点；
S5、根据所述中间截面上的最佳铰链轴点和所述关键截面上的最佳铰链轴点，拟合获得最佳铰链轴线。
本发明提供的加油口铰链轴布置方法中，根据设计输入信息确定出加油口盖的中间截面和关键截面，以建立的适用于所有截面的参考坐标系为基准，确定中间截面和关键截面止的铰链轴点取值范围以及获得中间截面和关键截面的边界点坐标，在确定铰链轴点取值范围内按设定步长选择多个铰链轴点，迭代计算中间截面和关键截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值，并将最大值对应的铰链轴点作为所述中间截面和关键截面的最佳铰链轴点，最终拟合所述中间截面和关键截面上的最佳铰链轴点，获得布置加油口铰链轴的最佳铰链轴线。因此，本发明归纳总结出了系统的方法和步骤来布置加油口铰链轴线，缩短了布置时间周期，避免重复工作，最终获得稳定可靠的最优铰链轴线结果；同时，本发明的方法是基于截面法来布置加油口轴线的，即是将三维空间轴线转化成二维平面的数学问题，可适用于不同形状、形面、大小和结构类型的加油口铰链轴线布置，具有通用性，简单直观。
附图说明
图1是本发明实施例提供的加油口铰链轴布置方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的绘制中间截面示意图；
图3是本发明实施例提供的参考坐标系示意图；
图4A是本发明实施例提供的合页式加油口轴线与锁舌结构关系示意图；
图4B是本发明实施例提供的悬臂式加油口轴线与锁舌结构关系示意图；
图5A是本发明实施例提供的悬臂式加油口盖外板开启运动轨迹示意图；
图5B是本发明实施例提供的合页式加油口盖外板开启运动轨迹示意图；
图6是本发明实施例提供的位于中间截面两侧的上截面和下截面示意图；
图7是本发明实施例提供的加油口开启角度与运动间隙曲线示意图。
其中，21、第一平面；22、第二平面；23、第三平面；41、锁舌；42、加油口轴线；43、铰链臂布置空间；44、拉索布置空间；61、中间截面；62、上截面；63、下截面；64最佳铰链轴线。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1所示，一种加油口铰链轴布置方法，包括以下步骤：
S1、获得加油口盖总成的设计输入信息；
S2、根据所述设计输入信息确定加油口盖的中间截面和关键截面；
S3、以建立的参考坐标系为基准确定所述中间截面和关键截面上的铰链轴点取值范围，获得所述中间截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标、所述关键截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标；
S4、在所述铰链轴点取值范围内按设定步长选择多个铰链轴点；
根据所述多个铰链轴点和所述边界点坐标，迭代计算所述中间截面和所述关键截面上各个铰链轴点对应的加油口盖开启过程中的最小运动间隙值；
在所述中间截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值中，将最大值对应的铰链轴点作为所述中间截面的最佳铰链轴点；
在所述关键截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值中，将最大值对应的铰链轴点作为所述关键截面的最佳铰链轴点；
S5、根据所述中间截面上的最佳铰链轴点和所述关键截面上的最佳铰链轴点，拟合获得最佳铰链轴线。
本发明提供的加油口铰链轴布置方法中，根据设计输入信息确定出加油口盖的中间截面和关键截面，以建立的适用于所有截面的参考坐标系为基准，确定中间截面和关键截面上的铰链轴点取值范围以及获得中间截面和关键截面的边界点坐标，在确定铰链轴点取值范围内按设定步长选择多个铰链轴点，迭代计算中间截面和关键截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值，并将最大值对应的铰链轴点作为所述中间截面和关键截面的最佳铰链轴点，最终拟合所述中间截面和关键截面上的最佳铰链轴点，获得布置加油口铰链轴的最佳铰链轴线。因此，本发明归纳总结出了系统的方法和步骤来布置加油口铰链轴线，缩短了布置时间周期，避免重复工作，最终获得稳定可靠的最优铰链轴线结果；同时，本发明的方法是基于截面法来布置加油口轴线的，即是将三维空间轴线转化成二维平面的数学问题，可适用于不同形状、形面、大小和结构类型的加油口铰链轴线布置，具有通用性，简单直观。
作为具体实施例，在定义设计输入信息不是非常成熟的条件下，为了设计出能够真正满足工程要求的最佳加油口铰链轴，所述加油口铰链轴布置方法还包括以下步骤：
在步骤S1之后步骤S4之前还包括，设置加油口盖开启过程中的最小运动间隙目标值；
在步骤S4之后还包括，判断中间截面和关键截面上是否存在满足最小运动间隙值大于所述最小运动间隙目标值的铰链轴点；如果存在，则执行步骤S5，否则转至步骤S1。
具体地，在加油口盖开启的过程中，加油口盖总成与周边件（主要是侧围外板）容易发生干涉，为了避免发生干涉，需要对加油口盖与周边件间隙的最小距离进行设置，即设置加油口盖开启过程中的最小运动间隙目标值；其中，设置最小运动间隙目标值的具体顺序可在步骤S1之后步骤S4之前完成即可。相应地，在步骤S4之后，还增加了判断最佳铰链轴点步骤，即以所述最小运动间隙目标值为判定基准，判断所述中间截面和关键截面上是否存在满足最小运动间隙值大于所述最小运动间隙目标值的铰链轴点，如果存在，说明此前定义的设计输入信息和设置的运动间隙目标值是合理的，即能够在中间截面和关键截面上找到满足输入条件的最佳铰链轴点，此时则执行步骤S5，以获得最佳铰链轴线；相反，如果所述中间截面和关键截面上不存在满足最小运动间隙值大于最小运动间隙目标值的最佳铰链轴点，说明此前定义的设计输入信息和设置的运动间隙目标值不合理，此时则执行步骤S1，即返回最初的步骤，重新优化定义设计输入信息和最小运动间隙目标值。本实施例中通过新增设置最小运动间隙目标值和判断最佳铰链轴点步骤，可以对此前所述的定义设计输入信息和运动间隙目标值进行判定，以检验是否合理并优化。
作为具体实施例，为了定义加油口盖的运动轨迹，更好保证加油口盖在整个开启和过开过程中都满足运动间隙的要求，在所述步骤S1之后步骤S4之前还包括：设置加油口盖完全开启角度和过开角度。具体地，所述加油口盖完全开启角度是指加油口盖无干涉条件下全部打开的最大角度，实际可根据加油口的加油枪操作空间和加油口的安装操作空间定义，可由结构设计校核获得；所述过开角度是指当加油口盖完全开启后再过开的范围，一般可参照经验设定。相应地，在前述设置加油口盖开启过程中的最小运动间隙目标值时，可以根据要求考虑过开或者不考虑过开。
作为具体实施例，在所述步骤S1中，所述设计输入信息包括以下信息：加油口盖总成的位置、形面、形状和大小，一般由总布置和造型确定；侧围外板与加油口盖外板的静止间隙，一般由造型确定；侧围外板与加油口盖外板的形面断差，一般由造型确定；侧围外板与加油口盖外板的冲压方向及拔模角度，一般由工艺和设计确定；侧围外板与加油口盖外板的外观圆角，一般由造型确定；侧围外板与加油口盖外板的第一道翻边长度，一般由工艺和设计确定。其中，所述侧围外板与加油口盖外板的第一道翻边长度是指侧围外板和加油口盖外板上除去焊接边和其他特征对翻边长度有更高要求的部位的最低要求翻边长度。其中，前述设计输入信息的具体设置方法为本领域普通技术人员所熟知，在此不再一一说明；当然，本领域的技术人员在前述设计输入信息的基础上，还可以根据实际需要进行定义，以实现设计输入信息的合理化。
作为具体实施例，请参考图2所示，所述步骤S2根据所述设计输入信息确定加油口盖的中间截面和关键截面的步骤具体包括：
S21、确定第一平面，所述第一平面为过加油口盖外造型面上的任意一点a所作的一竖直平面21；
S22、确定中间截面，获得所述加油口盖外造型面与所述第一平面21相交的交线MN，去除所述交线MN的倒圆角和翻边特征获得一条曲线段PQ，过该曲线段PQ的中点R作第二平面22垂直于该曲线段PQ，所述第二平面22即为加油口盖的中间截面；
S23、确定关键截面，获得所述加油口盖外造型面与所述第一平面21相交的交线MN，去除所述交线MN的倒圆角和翻边特征获得一条曲线段PQ，过该曲线段PQ除中点R外的其它点T作第三平面垂23直于该曲线段PQ，所述第三平面23即为加油盖的关键截面。
在本实施例中，需要根据步骤S1中的所述设计输入信息，确定出加油口的具体结构，然后在该加油口盖具体结构的基础上，确定出所述加油口盖的中间截面和关键截面，且所述关键截面的绘制与中间截面的绘制基本类似，其主要区别在于：通过更改中点R在曲线段PQ上的不同位置（即是本实施例中所述的除中点以外的其它点），来定义出不同于第二平面22的第三平面23，然后根据所述第三平面23绘制出关键截面。其中，所述关键截面的个数可根据加油口形状和形面的变化趋势来定。
作为具体实施例，请参考图3所示，所述步骤S3中，参考坐标系的建立步骤具体包括：
根据所述第二平面22确定出加油口盖的中间截面图，以所述中间截面图为基准建立参考坐标系XOY；其中，所述参考坐标系的X轴为侧围外板的外形面轮廓线的拟合直线，Y轴为过侧围外板翻边最里点与X轴垂直的直线，X轴沿拉锁方向为正，Y轴沿车里方向为正。
具体地，在本实施例中，发明人在设计加油口盖总成结构时，会先定义好X轴和Y轴，本实施例中就是发明人的一种具体定义方式，且本实施例中以侧围外板外形面轮廓线的拟合直线定义为X轴，以过侧围外板翻边最里点与X轴垂直的直线定义为Y轴，具体可理解为：车前方为X轴的负方向，车后方为X轴的正方向，车外为Y轴的负方向，车内为Y轴的正方向，具体请参考图3所示。在本实施例中，所述参考坐标系是建立在所述中间截面图上，有利于限定所述中间截面和关键截面上铰链轴点的取值范围；同时，估计内部结构空间，所述参考坐标系可以定义为易于定义内部结构的系统，即所述参考坐标系还可以建立在关键截面图上或者其它位置上。采用本实施例中提供的所述参考坐标系，使用时可将该参考坐标系XOY直接投影到关键截面上，即所述参考坐标系可以适用于包括中间截面和关键截面的所有截面，由此保证所有截面适用的坐标系唯一，有利于确定铰链轴点的空间绝对位置。
作为具体实施例，所述步骤S3中，确定所述中间截面和关键截面上的铰链轴点取值范围，具体为：
所述铰链轴点距离侧围外板的Y轴向空间，需要满足加油口盖铰链轴、侧围内板和加强板布置后，与侧围外板仍留有空间；
所述铰链轴点距离锁舌的X轴向空间，需要满足加油口盖铰链臂的布置空间，以及锁舌距离加油口轴线的臂长限制；其中，所述锁舌是指将加油口锁止的机构，通过伸缩来控制加油口的开闭。具体地，请参考图4A所示，对于合页式加油口结构而言，锁舌41距离加油口轴线42的长度主要由加油口X轴向尺寸决定，一般为加油口X轴向的2/3，保证加油口铰链臂布置空间43和拉索布置空间44即可；对于悬臂式加油口结构而言，请参考图4B所示，对于悬臂式加油口结构而言，锁舌41距离加油口轴线42的长度主要由加油口X轴向尺寸、铰链臂布置空间43和拉索布置空间44决定，此处在满足布置的条件下尽可能减少此长度来保证刚度。
作为具体实施例，所述步骤S3中，获得所述中间截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标、所述关键截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标的步骤具体包括：
根据加油口盖外板开启运动轨迹，确定中间截面和关键截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点，所述边界点包括第一边界点、第二边界点、第三边界点、第四边界点和第五边界点；
根据所述参考坐标系，获得所述第一边界点、第二边界点、第三边界点、第四边界点和第五边界点的坐标值。
在本实施例中，所述边界点包括危险点和关键点，具体是指加油口盖外板开启过程中最容易与侧围外板发生干涉的点和区域。具体地，请参考图5A和图5B所示，为不同结构形式的加油口盖外板开启运动轨迹图。在图5A所示的悬臂式加油口盖外板轨迹图中，加油口盖外板上的A点和C点是最危险点，在加油口盖外板开启过程中最容易与侧围外板发生干涉，而D点和E点为侧围外板上的危险点，圆弧FG为侧围外板上的危险区域，最容易与开启过程中的加油口盖外板发生干涉；而在图5B所示的合页式加油口盖外板轨迹图中，加油口盖外板上的C点为危险点，圆弧FG为危险区域，在加油口盖外板开启过程中，最容易与侧围外板发生干涉，而A点、D点和E点是侧围外板上的危险点，最容易与开启过程中的加油口盖外板发生干涉。设加油口盖外板危险圆弧FG的圆心为B点，B点到圆弧FG的距离即圆弧FG的半径设为R。
基于前述危险点和关键点的定义，以及对悬臂式和合页式加油口盖外板开启运动轨迹图分析可知：在悬臂式结构中，所述A点和C点为加油口盖外板上的危险点，D点和E点为侧围外板上的危险点，圆弧FG为侧围外板上的危险区域，而与所述圆弧FG对应的圆心B是后续计算最小运动间隙需要知道的点，称之为关键点；与悬臂式结构类似，所述合页式结构中包括加油口盖外板上的危险点C和关键点B，以及侧围外板上的危险点A、D和E。据此，可以确定中间截面和关键截面上的边界点，所述边界点包括第一边界点A、第二边界点B、第三边界点C、第四边界点D和第五边界点E。进一步，在获得前述边界点的基础上，然后根据所述参考坐标系，可以从各个截面上直接获得各个边界点的坐标值。
作为具体实施例，在所述步骤S4中，通过迭代计算已获得各个截面上各个链轴点对应的最小运动间隙值，且当某个截面上满足所述最小运动间隙值大于所述最小运动间隙目标值对应的铰链轴点有多个时，选择最大值（即最大运动间隙值）对应的铰链轴点作为该截面的最佳铰链轴点，而如何获得各个截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值计算公式是推导出最佳铰链轴点的关键。其中，所述截面上的最佳铰链轴点是指该铰链轴点在此截面上能够使得加油口盖外板在开启过程中的运动间隙最大，能够获得最大的容差能力。请参考图5A和图5B所示，在加油口盖外板的开启过程中，所述最小运动间隙值可能为第一边界点A运动过程中到圆弧FG的最短距离Z1，或者第三边界点C运动过程中到第四边界点D的最短距离Z2，或者第三边界点C运动过程中到第五边界点E的最短距离Z3；其中
因此，可以采用函数MIN来返回最短距离Z1、Z2和Z3中的最小值，从而得到每个铰链轴点的最小运动间隙值；而为了便于迭代优化算法方便，本实施例中将第一边界点A运动过程中到圆弧FG的最短距离Z1通过到圆弧FG的圆心即第二边界点B来表达。
具体地，所述步骤S4中，所述中间截面和所述关键截面上各个铰链轴点对应的加油口盖开启过程中的最小运动间隙值根据以下公式获得：
其中，Z为最小运动间隙值；MIN函数表示取最小值；（X1，Y1）为第一危险点A的坐标；（X2，Y2）为第二危险点B的坐标；（X3，Y3）为第三危险点C的坐标；（X4，Y4）为第四危险点D的坐标；（X5，Y5）为第五危险点E的坐标；S为铰链轴点取值范围内各个铰链轴点o的坐标集合；参数R为第二边界点B对应圆弧FG的半径。其中，所述中间截面和关键截面上的铰链轴点有多个，即有多个（X，Y）坐标值，将不同的坐标值代入上述公式中进行计算，就实现了不同截面上各个铰链轴点的迭代计算；同时，所述迭代计算过程中，相邻铰链轴点之间的步长一般按铰链轴点坐标增加集中的长度进行设定。
作为具体实施例，所述步骤S4中迭代计算为数据库平台自动迭代优化，具体包括以下步骤：
获得所述第一边界点A、第二边界点B、第三边界点C、第四边界点D和第五边界点E的坐标值，以及所述参数R的值；
获得所述铰链轴点取值范围内各个铰链轴点o的X坐标值和Y坐标值；
根据所述最小运动间隙值计算公式，进行迭代计算。
在本实施例中，所述铰链轴点的迭代计算采用数据库平台自动进行，提高了迭代计算的进程，由此进一步缩短了加油口铰链轴布置的时间周期，快捷方便。
作为优选实施方式，为了便于所述数据库平台管理方便，所述数据库平台包括数据表模块和功能查询模块，所述数据表模块用于存储迭代优化前的设计信息，所述功能查询模块用于查询迭代优化后的结果信息，从而有利于铰链轴点坐标等数据的存储和查询，根据查询结果可以对最初设置的限定条件进行判定，以确定其设置的限定条件是否合理，进而确定是否需要优化。
作为具体实施方式，所述数据表模块包括：
X坐标值单元，用于存储各个铰链轴点的X坐标值；即X坐标值单元中存储有铰链轴点o的所有从最小值到最大值的X坐标值，且相邻X坐标值按预定的步长（例如0.1毫米）增加。
Y坐标值单元，用于存储各个铰链轴点的Y坐标值；即Y坐标值单元中存储有铰链轴点o的所有从最小值到最大值的Y坐标值，且相邻Y坐标值按预定的步长（例如0.1毫米）增加。据此，所述X坐标值单元中的X坐标值和Y坐标值单元中的Y坐标值，就构成了铰链轴点o的所有坐标数据集，以供铰链轴点迭代优化时选择各个铰链轴点。
参数表单元，用于存储加油口盖开启过程中的最小运动间隙目标值，以及设定取值范围内铰链轴点的最大X坐标值、最大Y坐标值、最小X坐标值、最小Y坐标值；即所述参数表单元中，根据设计实际需要，定义有最小运动间隙目标值，铰链轴点选择的最大X坐标值、最大Y坐标值、最小X坐标值和最小Y坐标值。当所述数据库平台自动迭代优化时，会在定义的铰链轴点数值范围内选择铰链轴点且运动间隙大于最小运动间隙目标值（即运动间隙基准值）的条件下，按铰链轴点数据集中的步长例如0.1毫米进行迭代优化。
输入值单元，用于存储第一边界点、第二边界点、第三边界点、第四边界点和第五边界点的坐标值，以及参数R的值；其中，前述各个边界点的坐标值和参数R的值，根据所述参考坐标系可从各个截面上直接获得，然后输入到所述输入值单元中，以供铰链轴点迭代优化时选择。
校核表单元，用于输入需要校核的铰链轴点的X和Y坐标值；其中，在所述校核表单元中，输入需要校核的铰链轴点的X和Y坐标值后，可与后续的校核结果单元一起，可以快速判定输入的铰链轴点是否满足设计要求。
作为具体实施方式，所述功能查询模块包括：
第一查询单元，为各个截面上满足输入条件的铰链轴点的汇总表；即所述第一查询单元中，存储有经迭代优化后，各个截面上满足参数表单元中输入条件的所有铰链轴点的坐标值汇总表，根据此坐标值汇总表可以获知不同截面对于限制条件的影响，同时判定限制条件的合理性。具体地，如果一个截面上没有满足要求的点，则需要放宽最小运动间隙目标值的要求或者调整步骤S1中定义的设计参数；相反，如果一个截面上满足要求的点很多，则可适当提高最小运动间隙的目标值或者改善步骤S1中定义的设计参数的限制，据此可以判定限制条件的合理性。
第二查询单元，为根据第一查询单元得到的各个截面的铰链轴点，获得的最大运动间隙值的汇总表；即所述第二查询单元中，存储有各个截面上根据铰链轴点优化获得的最大运动间隙值汇总表，根据此汇总表可以直观地获知最危险的截面位置，从而设定合理的最小运动间隙目标值。同时，前述最危险的截面是指在最大运动间隙值汇总表中，其间隙值最小所对应的那一个截面。
最佳值单元，为各个截面上得到的最佳铰链轴点的汇总表；即在所述最佳值单元中，存储有各个截面上能得到最大运动间隙值的最佳铰链轴点汇总表，根据此汇总表，可以直观地获知各个截面的最佳铰链轴点坐标值，以及最佳铰链轴点对应的最小运动间隙值。
结果分析单元，用于对各个截面上的最佳铰链轴点进行分析，根据分析结果可对最佳铰链轴点进行线性拟合；即根据所述结果分析单元，可以获得加油口铰链轴的轴线。
校核结果单元，用于根据输入需要校核的铰链轴点的坐标值，获得各个截面上该铰链轴点对应的最小运动间隙值。具体地，所述校核结果单元与前述数据表模块中的校核表单元结合，用于对需要校核的铰链轴点进行校核，查看该需要校核的铰链轴点的运动间隙是否满足要求。因此，根据所述校核结果单元，能够快速检验某个经验点是否满足设计的轴线位置。
为了更好的理解本发明提供的加油口铰链轴布置方法，以下将结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
一种加油口铰链轴布置方法，所述方法包括以下步骤：
S1、定义加油口盖总成的设计输入信息，所述设计输入信息包括：加油口盖总成的位置、形面、形状和大小；侧围外板与加油口盖外板的静止间隙；侧围外板与加油口盖外板的形面断差；侧围外板与加油口盖外板的冲压方向及拔模角度；侧围外板与加油口盖外板的外观圆角；侧围外板与加油口盖外板的第一道翻边长度；
S2、根据所述设计输入信息，按照前述具体步骤S21-S23，确定加油口盖的中间截面和关键截面；所述关键截面包括位于中间截面61两侧的上截面62和下截面63，具体请参考图6所示；
S3、建立参考坐标系，所有截面统一使用该参考坐标系，所述关键截面可将该参考坐标系投影到关键截面上使用，根据所述参考坐标系获得中间截面和关键截面上的边界点坐标；即在数据库平台的输入值单元中，添加各个截面的边界点坐标值和参数R值，具体信息请参见下表1：
并根据所述参考坐标系，确定铰链轴点的取值范围；即在数据库平台的参数表单元中，定义铰链轴点的最大值、最小值以及运动间隙目标值（z），具体信息请参见下表2：
S4、根据所述中间截面和关键截面上边界点的坐标，以及确定铰链轴点取值范围内选择铰链轴点，迭代计算所述中间截面和关键面上各个铰链轴点对应的加油口盖开启过程中的最小运动间隙值；其中，X坐标值的取值范围为：-25≤X≤-15，Y坐标值的取值范围为：8≤Y≤20；所述X坐标值和Y坐标值的步长为0.1毫米，即相邻X坐标值和Y坐标值按步长0.1毫米增加，所述X坐标值单元中存储有铰链轴点o的所有从最小值到最大值的X坐标值，所述Y坐标值单元中存储有铰链轴点o的所有从最小值到最大值的Y坐标值，所述X坐标值单元中的X坐标值和Y坐标值单元中的Y坐标值，构成了铰链轴点o的所有坐标数据集；迭代优化时，中间截面和关键截面分别选择坐标数据集中的所有X坐标值和Y坐标值，完成铰链轴点的迭代计算，从而获得各个截面上的最佳铰链轴点；运行数据库平台的最佳值单元，可以获得各个截面上的最佳铰链轴点及其对应的最小运动间隙值，具体信息请参见下表3：
同时，运行数据库平台的第二查询单元，可以获得各个截面得到的所有最小运动间隙值中，最大的运动间隙值，具体信息请参见下表4：
由所述表4可以直接得出，最危险的截面为中间截面，因为所述中间截面对应的最大运动间隙值最小。
S5、根据所述中间截面和关键截面上的最佳铰链轴点，拟合获得最终的最佳铰链轴线，所述最佳铰链轴线64为过轴线点（-24.9，8.1）且垂直于各个截面的轴线，具体可参考图6所示。其中，所述过轴线点（-24.9，8.1）表示在各个截面上均满足最小运动间隙目标值，而且在危险截面上此点最佳，故连接各个截面上的点（-24.9，8.1），确定轴线为过此点且垂直于中间截面的轴线。
附加地，先在数据库平台的校核表单元中输入轴线点（-24.9，8.1）的坐标值具体信息请参见下表5：
再运行数据库平台的校核结果单元，可获得各个截面上此轴线点对应的最小运动间隙值，根据参数表单元中的运动间隙目标值，可以快速判定此轴线点在各个截面上的运动间隙值是否满足目标值，具体信息请参见下表6：
请参考图7所示，通过对比可知，运用本发明提供的布置方法与现有一般方法获得的铰链轴线结果，本发明提供的加油口铰链轴布置方法的结果更加稳定可靠，具体为在具有相同加油口开启角度的情况下，本发明提供的布置方法能保证加油口盖外板具有更大的运动间隙。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种加油口铰链轴布置方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获得加油口盖总成的设计输入信息；
S2、根据所述设计输入信息确定加油口盖的中间截面和关键截面，所述步骤S2中具体包括以下步骤：
S21、确定第一平面，所述第一平面为过加油口盖外造型面上的任意一点所作的一竖直平面；
S22、确定中间截面，获得所述加油口盖外造型面与所述第一平面相交的交线，去除所述交线的倒圆角和翻边特征获得一条曲线段，过该曲线段的中点作第二平面垂直于该曲线段，所述第二平面即为加油盖的中间截面；
S23、确定关键截面，获得所述加油口盖外造型面与所述第一平面相交的交线，去除所述交线的倒圆角和翻边特征获得一条曲线段，过该曲线段除中点外的其它点作第三平面垂直于该曲线段，所述第三平面即为加油盖的关键截面；
S3、以建立的参考坐标系为基准确定所述中间截面和关键截面上的铰链轴点取值范围，获得所述中间截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标、所述关键截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标；
S4、在所述铰链轴点取值范围内按设定步长选择多个铰链轴点；
根据所述多个铰链轴点和所述边界点坐标，迭代计算所述中间截面和所述关键截面上各个铰链轴点对应的加油口盖开启过程中的最小运动间隙值，所述中间截面和所述关键截面上各个铰链轴点对应的加油口盖开启过程中的最小运动间隙值根据以下公式获得：
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其中，Z为最小运动间隙值；MIN函数表示取最小值；(X1，Y1)为第一边界点坐标；(X2，Y2)为第二边界点坐标；(X3，Y3)为第三边界点坐标；(X4，Y4)为第四边界点坐标；(X5，Y5)为第五边界点坐标；S为铰链轴点取值范围内的各个铰链轴点坐标集合；参数R为第二边界点对应的圆弧半径；
在所述中间截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值中，将最大值对应的铰链轴点作为所述中间截面的最佳铰链轴点；
在所述关键截面上各个铰链轴点对应的最小运动间隙值中，将最大值对应的铰链轴点作为所述关键截面的最佳铰链轴点；
S5、根据所述中间截面上的最佳铰链轴点和所述关键截面上的最佳铰链轴点，拟合获得最佳铰链轴线。
2.根据权利要求1所述的加油口铰链轴布置方法，其特征在于，
在步骤S1之后步骤S4之前还包括，设置加油口盖开启过程中的最小运动间隙目标值；
在步骤S4之后还包括，判断所述中间截面和所述关键截面上是否存在满足最小运动间隙值大于所述最小运动间隙目标值的铰链轴点；如果存在，则执行步骤S5，否则转至步骤S1。
3.根据权利要求1或2所述的加油口铰链轴布置方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述设计输入信息包括下述信息：
加油口盖总成的位置、形面、形状和大小；
侧围外板与加油口盖外板的静止间隙；
侧围外板与加油口盖外板的形面断差；
侧围外板与加油口盖外板的冲压方向及拔模角度；
侧围外板与加油口盖外板的外观圆角；
侧围外板与加油口盖外板的第一道翻边长度。
4.根据权利要求1或2所述的加油口铰链轴布置方法，其特征在于，所述步骤S3中，参考坐标系的建立步骤具体包括：
根据所述第二平面确定出加油口盖的中间截面图，以所述中间截面图为基准建立参考坐标系；其中，所述参考坐标系的X轴为侧围外板的外形面轮廓线的拟合直线，Y轴为过侧围外板翻边最里点与X轴垂直的直线，X轴沿拉锁方向为正，Y轴沿车内方向为正。
5.根据权利要求4所述的加油口铰链轴布置方法，其特征在于，所述确定所述中间截面和关键截面上的铰链轴点取值范围包括：
确定所述铰链轴点距离侧围外板的Y轴向空间时，需要满足加油口盖铰链轴、侧围内板和加强板布置后，与侧围外板仍留有空间；
确定所述铰链轴点距离锁舌的X轴向空间时，需要满足加油口盖铰链轴臂的布置空间，以及锁舌距离加油口轴线的臂长限制。
6.根据权利要求1或2所述的加油口铰链轴布置方法，其特征在于，所述步骤S3中，获得所述中间截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标、所述关键截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点坐标的步骤具体包括：
根据加油口盖外板开启运动轨迹，确定所述中间截面和所述关键截面上加油口侧围翻边和加油口盖翻边的边界点，所述边界点包括第一边界点、第二边界点、第三边界点、第四边界点和第五边界点；
根据所述参考坐标系，获得所述第一边界点、第二边界点、第三边界点、第四边界点和第五边界点的坐标。
7.根据权利要求1所述的加油口铰链轴布置方法，其特征在于，所述步骤S4中迭代计算为数据库平台自动迭代优化，具体包括以下步骤：
获得所述第一边界点、第二边界点、第三边界点、第四边界点和第五边界点的坐标值，以及所述参数R的值；
获得所述铰链轴点取值范围内各个铰链轴点的X坐标值和Y坐标值；
根据所述最小运动间隙值计算公式，进行迭代计算。
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