CN104217053A - 一种航天器设备三维模型的建模控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种航天器设备三维模型的建模控制方法，规范航天器设备三维数字化建模的内容，提高了进行后续总体布局及总装分析的可用性，包括如下步骤：1)为所述的每台航天器设备设置R点；2)确定所述的每台航天器设备的坐标系，包括R坐标系与设备安装面中心坐标系；3)定义设备层。本发明提高了设备建模的工作效率和准确性，大大提高了后续进行设备视场分析、精测光路分析、操作空间分析的工作效。

Description

一种航天器设备三维模型的建模控制方法

技术领域

本发明属于三维数字化建模领域，具体涉及一种航天器单机设备数字化建模控制方法。

背景技术

航天器工程是复杂的系统工程。实现航天器数字化建模对航天器设计至关重要。设备建模是航天器数字化建模的基础之一。设备建模包括设备本体建模、接插件建模、单机分析特征建模等内容。在以往航天器设备数字化建模过程中，根据设备的外形图进行建模，设备模型一般为装配结构：主体零件是设备本体，还包括管接头、电缆插座、接地桩等附着在设备本体上的接插件。以往航天器的单机设备数字化模型存在以下问题：

单机设备安装方向不易表达；

单机设备基准坐标系不明确，与基准坐标系相关特征信息存在歧义；

单机设备后续视场分析、精测光路分析、操作空间分析所需模型信息来源不统一，控制不方便。

发明内容

本发明针对现有航天器设备建模技术的不足之处，提出一种航天器设备三维模型的建模控制方法，规范航天器设备三维数字化建模的内容，提高了进行后续总体布局及总装分析的可用性，包括如下步骤：

1)为所述的每台航天器设备设置R点；

2)确定所述的每台航天器设备的坐标系，包括R坐标系与设备安装面中心坐标系；

3)定义设备层。

所述的航天器设备分为规则设备和非规则设备，所述的规则设备指设备本体为长方体的设备，所述的非规则设备指设备本体为圆柱体、球体或其它外形复杂的设备；

将所述的规则设备安装地面置于水平面上，从设备顶面指向设备底面，将设备左下角安装耳片的安装孔定义为R孔，R孔轴线与安装地面的交点定义为设备R点；根据非规则设备的具体情况指定一个R孔，该孔的轴线与安装底面的交点定义为R点。

所述的每台设备均设置R坐标系，将设备安装地面置于水平面上，从设备顶面指向设备底面，R点位于左下角，将R点作为R坐标系的原点，将设备较长的边与R坐标系X轴平行，X轴指向设备本体的长度方向，Z轴指向设备的高度方向，Y轴与X轴、Z轴成右手直角坐标系，R坐标系命名为“RSYS”；安装面中心坐标系应用于侧壁布局的设备中，侧壁布局的设备地面印迹以及安装面中心坐标系通过“载体”形式发布给设备支架设计方，坐标系的Z轴指向设备本体一侧，表明设备的安装方位。

有视场要求的设备在设备三维模型中建立设备的视场曲面，设备视场采用曲面造型工具进行建模，并将视场曲面放置在“SCH”层中；有精测光路要求的设备在设备三维模型中建立设备的精测光路曲面，设备精测光路采用曲面造型工具进行建模，并将精测光路曲面放置在“JCGL”层中；有操作空间要求的设备在设备三维模型中建立设备的操作空间曲面，设备操作空间采用曲面造型工具进行建模，并将操作空间曲面放置在“DLCZ”层中。

本发明明确了设备R点的定义，在设备安装面上标识出R点后，可以避免设备安装方向的二义性；明确了设备的坐标系定义，对规则设备而言，通过统一的R坐标系，能够通过表格数据完全确定设备三维造型所需的信息，提高了设备建模的工作效率和准确性，对非规则设备而言，能够明确“载体”所表达的设备安装面方向和设备安装面中心信息；明确了设备视场、精测光路、操作空间建模要求，统一了层定义，大大提高了后续进行设备视场分析、精测光路分析、操作空间分析的工作效。

附图说明

图1某设备R点建模示意图；

图2布局在侧壁设备的安装面中心坐标系建模示意图；

图3某设备层信息建模示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3，对本发明做具体介绍：

(1)明确设备R点建模要求，在设备三维模型上创建R点

航天器设备一般分两类：规则设备和非规则设备。规则设备指设备本体为长方体的设备，非规则设备指设备本体为圆柱体、球体或其它外形复杂的设备，一般而言，每台设备均需设置R点，R点在三维模型中命名为“R”。

对规则设备而言，将设备安装地面置于水平面上，观察者视线从设备顶面指向设备底面，将设备左下角安装耳片的安装孔定义为R孔，R孔轴线与安装地面的交点定义为设备R点。

非规则设备而言，根据设备具体情况指定一个R孔，该孔的轴线与安装底面的交点定义为R点。

在设备建模要求文件中规定设备R点的定义，并在设备三维模型中创建R点特征。某个规则设备三维模型上的R点如图1所示。

(2)明确规定设备坐标系

设备坐标系包括R坐标系与设备安装面中心坐标系。

一般而言，每台设备均需设置R坐标系，将设备安装地面置于水平面上，观察者视线从设备顶面指向设备底面，R点位于左下角，将R点作为R坐标系的原点，将设备较长的边与R坐标系X轴平行，X轴指向设备本体的长度方向，Z轴指向设备的高度方向，Y轴与X轴、Z轴成右手直角坐标系，R坐标系命名为“RSYS”

安装面中心坐标系一般应用于侧壁布局的设备中，侧壁布局的设备地面印迹以及安装面中心坐标系通过“载体”形式发布给设备支架设计方，坐标系的Z轴指向设备本体一侧，表明设备的安装方位。安装面中心坐标系命名为“CSYS_设备简号”。

对规则设备，在设备接口数据单中图示说明R坐标系的准确位置，在设备插座安装点信息、接地桩安装点信息中以R坐标系为基准进行说明。

对安装在侧壁的设备，应在设备模型中建立设备安装面中心坐标系，表明设备的安装方向和安装面中心，某个布局在侧壁设备的安装面中心坐标系如图2所示。

(3)设备层定义

有视场要求的设备需要在设备三维模型中建立设备的视场曲面。设备视场采用曲面造型工具进行建模，并将视场曲面放置在“SCH”层中。有视场要求的设备都完成曲面建模和层设置后，在设备布局模型中就可以方便地进行各设备之间视场的遮挡分析。

有精测光路要求的设备需要在设备三维模型中建立设备的精测光路曲面。设备精测光路采用曲面造型工具进行建模，并将精测光路曲面放置在“JCGL”层中。有精测光路要求的设备都完成曲面建模和层设置后，在设备布局模型中就可以方便地进行设备的精测光路遮挡分析。

有操作空间要求的设备需要在设备三维模型中建立设备的操作空间曲面。设备操作空间采用曲面造型工具进行建模，并将操作空间曲面放置在“DLCZ”层中。有操作空间要求的设备都完成曲面建模和层设置后，在设备布局模型中就可以方便地进行个设备的操作空间分析。

根据设备对视场分析、精测光路分析和操作空间分析的需求，按照设备建模要求分别进行视场、精测光路、操作空间曲面建模，并按照层信息的统一命名要求创建层并添加相应的曲面。

以某个有视场要求和操作空间要求的设备为例，设备视场层与操作空间层如图3所示，其中图上方的曲面为视场曲面，图下方的曲面为操作空间曲面。

本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。

Claims (5)

1.一种航天器设备三维模型的建模控制方法，其特征是，包括如下步骤： 

1)为所述的每台航天器设备设置R点； 

2)确定所述的每台航天器设备的坐标系，包括R坐标系与设备安装面中心坐标系； 

3)定义设备层。 

2.根据权利要求1所述的一种航天器设备三维模型的建模控制方法，其特征是，所述的航天器设备分为规则设备和非规则设备，所述的规则设备指设备本体为长方体的设备，所述的非规则设备指设备本体为圆柱体、球体或其它外形复杂的设备。 

3.根据权利要求2所述的一种航天器设备三维模型的建模控制方法，其特征是，将所述的规则设备安装地面置于水平面上，从设备顶面指向设备底面，将设备左下角安装耳片的安装孔定义为R孔，R孔轴线与安装地面的交点定义为设备R点；根据非规则设备的具体情况指定一个R孔，该孔的轴线与安装底面的交点定义为R点。 

4.根据权利要求1所述的一种航天器设备三维模型的建模控制方法，其特征是，所述的每台设备均设置R坐标系，将设备安装地面置于水平面上，从设备顶面指向设备底面，R点位于左下角，将R点作为R坐标系的原点，将设备较长的边与R坐标系X轴平行，X轴指向设备本体的长度方向，Z轴指向设备的高度方向，Y轴与X轴、Z轴成右手直角坐标系，R坐标系命名为“RSYS”；安装面中心坐标系应用于侧壁布局的设备中，侧壁布局的设备地面印迹以及安装面中心坐标系通过“载体”形式发布给设备支架设计方，坐标系的Z轴指向设备本体一侧，表明设备的安装方位。 

5.根据权利要求1所述的一种航天器设备三维模型的建模控制方法，其特征是，有视场要求的设备在设备三维模型中建立设备的视场曲面，设备视场采用曲面造型工具进行建模，并将视场曲面放置在“SCH”层中；有精测光路要求的设备在设备三维模型中建立设备的精测光路曲面，设备精测光路采用曲面造型工具进行建模，并将精测光路曲面放置在“JCGL”层中；有操作空间要求的设备在设备三维模型中建立设备的操作空间曲面，设备操作空间采用曲面造型工具进行建模，并将操作空间曲面放置在“DLCZ”层中。