CN104217273A - 一种航天器三维数字化模型特征管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复杂航天器三维模型的管理方法，将复杂航天器三维模型骨架模型自顶向下分为构型层骨架模型和布局层骨架模型，构型层骨架模型是第一层骨架模型，由表达航天器与大系统接口、整器构型、舱段分界面的顶层坐标系组成；布局层骨架模型是第二次骨架模型，在接收构型层信息的基础上，用于表达航天器中各分系统的单机设备、载荷、结构机构的布局信息，建立单机设备坐标系，通过整个航天器三维模型统一的坐标系进行自顶向下的传递，建立的统一的数据传递和装配基准，实现了三维模型信息的管理，提升航天器三维模型的可更改性、提高三维模型的准确性。

Description

一种航天器三维数字化模型特征管理方法

技术领域

本发明属于机械设计领域，具体涉及一种航天器三维数字化模型特征管理方法。

背景技术

航天器三维数字化建模是一个复杂的系统工程，航天器三维模型是由机械总体、结构与机构分系统、热控分系统及其他分系统和工艺设计部门等多个研制单位协同设计共同完成的。在航天器全生命周期的协同设计环境中，机械总体负责整个航天器系统三维模型设计与状态管控，完成航天器三维模型体系的建立、完成航天器构型设计、舱内外布局设计及总装设计工作；结构与机构分系统完成航天器三维模型体系的建立、完成舱段尺寸设计、部件(含壁板、结构框)设计及工装接口设计工作；热控分系统完成航天器三维模型体系的建立，完成辐射器尺寸及开口设计工作；工艺设计部门完成航天器工装接口设计与三维建模工作；所有分系统还需完成分系统单机设备设计与三维建模工作。

整个航天器系统三维模型包含航天器构型模型、管路模型、电缆模型、接插件模型(管接头、电连接器、接地桩等)、紧固件模型、单机设备本体模型等。这些模型记录了设计、工艺、维护等各方面模型特征，针对模型特征种类繁多复杂不便于管理的现状，航天器三维模型特征通过层来管理。层是指在三维模型建模过程中将产品不同类别的信息分别建立在不同的层中，通过对层的关联组合控制，实现对产品元素信息的分类。虽然层在一定程度上实现了不同种类模型特征的分类管理，但目前的航天器三维模型特征管理仍存在以下问题：

航天器三维模型由总体单位、几十个分系统、上百个产品研制单位共同建模完成，每个单位的建模软件、模型特征定义不尽相同，软件系统默认的层名称不尽相同，模型特征默认的层存储位置也不相同，故宜导致模型特征的不能规范有序的管理；

航天器三维模型特征种类未细分到位，不能满足航天器特有的三维模型协同设计要求，设计师往往在模型中不能很好地找到需要的特征；

航天器三维模型层命名五花八门，没有通过层对不必要的特征进行隐藏控制，导致在对航天器整体三维模型进行操作时，工作界面常出现很多不必要的参考面、坐标系等信息，且设计师无法很好找到相关的层来隐藏这些信息，影响工作效率。

发明内容

本发明的目的是克服传统航天器三维模型特征定义无序混乱的问题，对模型特征进行有效规划和管理，提供一种航天器三维模型特征的管理方法，包括如下步骤：

1)机械总体根据需求制定选用标准的统一模板，下发给总体、结构与机构分系统、热控分系统及其他分系统和工艺设计部门，并由各分系统单位下发到相关单机单位；

2)机械总体针对航天器三维模型特征的特点，规划并制定三维模型特征的分类，包含几何元素、注释元素、特有元素，并对这些元素的层命名进行规范；

3)机械总体对各个分系统及工艺设计部门提出航天器三维模型特征定义技术要求，包含模型特征的分类、层命名规则及层显示状态定义；

4)相关单位根据模型特征定义技术要求，在完成产品设计后，基于统一的三维模板，对三维模型特征进行归类，实现模型特征的规范定义。

本发明提出的方法通过航天器各研制单位采用统一的三维模型标准模板，为后续的特征定义规范提供基础和保障；对航天器三维模型特征种类和层命名进行了规范，避免了特征种类定义不够全面、层命名杂乱无章的现象，三维模型具有很强的可读性，降低了模型管理和操作的门槛；对航天器三维模型层显示状态进行了规范，避免了不必要特征在显示窗口的出现，减少了信息读取时间，尤其对于大型航天器整器及组合体三维模型，通过层隐藏和显示操作，设计师可以很快地找到相关的信息，提高了工作效率。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明：

机械总体根据需求制定选用标准的统一模板，下发给总体、结构与机构分系统、热控分系统及其他分系统和工艺设计部门等多个研制单位，并由各分系统单位下发到相关单机单位，标准模板中包含点、坐标系、参考平面、轴、曲面等默认层信息；

机械总体针对航天器三维模型特征的特点，规划并制定三维模型特征的分类，包含几何元素、注释元素、特有元素等几大类，机械总体和其他三维模型层命名规则如下：

机械总体三维模型层命名

机械总体三维模型的层命名分为几何元素和注释元素两大类。几何元素采用TZH(特征)为前缀，包含轴、点、坐标系、参考平面、曲线、曲面；注释元素采用BZH(标注)为前缀，包含轴测图、其他视图，机械总体三维模型层命名如表1所示。

表1  机械总体三维模型层命名汇总

其他三维模型层命名

其他三维模型层命名分为几何元素、注释元素和特有元素三大类。几何元素采用D_TZH(设备特征)为前缀，包含轴、点、坐标系、参考平面、曲线、曲面；注释元素采用D_BZH(设备标注)为前缀，包含轴测图、其他视图；特有元素采用SCH(视场)，表示设备的视场，采用DBL(动包络)，表示设备的动包络，航天器其他三维模型层命名如表2所示。

表2  其他三维模型层命名汇总

机械总体对各个分系统及工艺设计部门提出航天器三维模型特征定义技术要求，包含模型特征的分类、层命名规则及层显示状态定义，对于机械总体三维模型，系统默认和注释元素的层为隐藏状态，对于其他三维模型，系统默认、注释元素、视场、动包络的层为隐藏状态，几何元素的点、轴、参考平面、曲线的层为隐藏状态；

相关单位根据模型特征定义技术要求，在完成产品设计后，基于统一的三维模板，对三维模型特征进行归类，通过层分类管理，实现模型特征的规范定义；

机械总体组织相关分系统及工艺设计部门针对三维模型特征开展验收工作，对于不符合要求的三维模型，相关单位需进一步完善模型，直到满足要求，并最后完成设备的入库及受控。

本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。

最后应说明的是：以上实施例应用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明了进行修改或者等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种航天器三维数字化模型特征管理方法，其特征是，包括如下步骤：

1)机械总体根据需求制定选用标准的统一模板，下发给总体、结构与机构分系统、热控分系统及其他分系统和工艺设计部门，并由各分系统单位下发到相关单机单位；

2)机械总体针对航天器三维模型特征的特点，规划并制定三维模型特征的分类，包含几何元素、注释元素、特有元素，并对这些元素的层命名进行规范；

3)机械总体对各个分系统及工艺设计部门提出航天器三维模型特征定义技术要求，包含模型特征的分类、层命名规则及层显示状态定义；

4)相关单位根据模型特征定义技术要求，在完成产品设计后，基于统一的三维模板，对三维模型特征进行归类，实现模型特征的规范定义。

2.根据权利要求1所述的一种航天器三维数字化模型特征管理方法，其特征是，所述的标准模板中包含点、坐标系、参考平面、轴、曲面默认层信息。

3.根据权利要求1所述的一种航天器三维数字化模型特征管理方法，其特征是，所述的三维模型的层命名分为几何元素和注释元素两大类，所述的几何元素采用TZH为前缀，包含轴、点、坐标系、参考平面、曲线、曲面；注释元素采用BZH为前缀，包含轴测图、其他视图；所述的TZH表示特征；所述的BZH表示标注。

4.根据权利要求1所述的一种航天器三维数字化模型特征管理方法，其特征是，其他三维模型层命名分为几何元素、注释元素和特有元素三大类，所述的几何元素采用D_TZH为前缀，包含轴、点、坐标系、参考平面、曲线、曲面；所述的注释元素采用D_BZH为前缀，包含轴测图、其他视图；所述的特有元素采用SCH，表示设备的视场，采用DBL，表示设备的动包络；所述的D_TZH表示设备特征；所述的D_BZH表示设备标注；所述的SCH表示视场。