CN104268321B - 卫星电缆轻量化建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星电缆轻量化建模方法，基于计算机辅助设计技术、Pro/E二次开发技术，包括以下步骤：1、在Pro/E中建立电连接器轻量化三维模型；2、在计算机系统中，编制电缆接点表；3、利用Pro/E二次开发工具生成轻量化电缆接点表；4、在Pro/E中设计电缆走向路径；5、在Pro/E中读入轻量化电缆接点表，创建电缆轻量化三维模型；6、在Pro/E中进行模型检查；7、在Pro/E中装配电缆模型与电连接器模型。本发明采用轻量化思想，保留电缆建模的主要信息，忽略次要无关信息，可极大降低电缆三维模型文件的大小，提高卫星电缆三维模型建模效率，精确控制电缆的长度和重量，提高卫星电缆设计的效率和质量。

Description

卫星电缆轻量化建模方法
技术领域
本发明属于航天器电缆网数字化设计技术领域，具体涉及一种卫星电缆轻量化建模方法。
背景技术
随着CAD技术的发展，三维建模已经在各行业、各领域内成熟应用。在航天领域，特别是卫星许多分系统设计工作中已广泛采用三维建模手段。然而对于电缆网来讲，由于其具有接点信息复杂、接点数量庞大等特殊性，导致电缆建模对计算机硬件资源要求非常高，直接运用Pro/E进行卫星电缆三维建模存在一些困难。
随着卫星功能和结构越来越复杂，所涉及的电缆数量也不断增加，对电缆的长度和重量指标也提出了更苛刻的要求。因此，需要通过三维建模手段，准确模拟电缆的空间走向，精确控制电缆的长度和重量。目前，缺少一种电缆三维建模方法，既能够满足电缆的长度、重量等指标要求，又能克服电缆三维建模对计算机的要求。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种卫星电缆轻量化建模方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种卫星电缆轻量化建模方法，基于计算机辅助设计技术和Pro/E二次开发技术，包括以下步骤：
步骤1，统计多个电连接器规格，建立电连接器轻量化三维模型库，在Pro/E中建立电连接器轻量化三维模型；
步骤2，在计算机系统中，编制电缆接点表；
步骤3，将步骤2中编制的电缆接点表导入Pro/E中，利用Pro/E二次开发工具对电缆接点表信息进行转化，生成轻量化电缆接点表；
步骤4，在Pro/E中设计电缆走向路径；
步骤5，在Pro/E中读入轻量化电缆接点表，创建电缆轻量化三维模型；
步骤6，在Pro/E中分别对电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型进行模型检查；
步骤7，在Pro/E中对电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型进行自动装配。
优选地，所述步骤1中，电连接器轻量化三维模型包括安装坐标系、接线坐标系以及准确的外形尺寸和质量属性，忽略插针插孔等其他具体几何信息。
优选地，所述步骤2中，电缆接点表包括如下信息：导线规格、电缆编号、电缆起点以及电缆终点。
优选地，所述导线规格包括导线截面积和线密度。
优选地，所述步骤3中，轻量化电缆接点表是由步骤2中的电缆接点表将每个电连接器中的若干芯导线合并为一根电缆得到的，电缆截面积为若干芯导线的截面积之和，电缆线密度为若干芯导线的线密度之和。
优选地，所述轻量化电缆接点表包括电缆连接信息、电缆线规信息以及连接器信息。
优选地，所述步骤4具体为：在Pro/E中，利用二次开发工具中，将电缆卡箍布局到各个舱板上，将电缆卡箍上的两个控制基准点和单机电连接器的接线坐标系信息收集并用曲线连接，形成一个参考骨架模型，即电缆走向路径。
优选地，所述步骤7中，所述电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型在Pro/E二次开发工具中通过坐标系对齐方式进行装配。
与现有技术相比，本发明具有如下技术特点：
1、采用电连接器轻量化三维模型，可极大降低电缆设计对计算机硬件性能的要求；
2、用两个基准点来控制路径走向，避免了Pro/E单点控制引起的路径畸变，造成电缆建模失败。
本发明提供的卫星电缆轻量化建模方法，采用轻量化思想，保留电缆建模的主要信息，忽略次要无关信息，可极大降低电缆三维模型文件的大小，提高卫星电缆三维模型建模效率，精确控制电缆的长度和重量，提高卫星电缆设计的效率和质量。
本发明可以简单快速的建立卫星电缆的三维轻量化模型，减小模型文件的大小，实现整星电缆网三维设计，提升设计质量和准确度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明卫星电缆轻量化建模方法的流程示意图；
图2为本发明中建立的电连接器轻量化三维模型示意图；
图3为某舱板完成电缆路径设计模型图；
图4为Pro/E中读入轻量化接点表过程示意图；
图5为Pro/E中创建电缆轻量化模型过程示意图；
图6为Pro/E中生成的电缆轻量化模型示意图；
图7为模型自动装配示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
请同时参阅图1至图7。
本实施例提供了一种卫星电缆轻量化建模方法，基于计算机辅助设计技术和Pro/E二次开发技术，包括以下步骤：
步骤1，统计各型号常用的电连接器规格，建立完备的电连接器轻量化三维模型库，在Pro/E中建立电连接器轻量化三维模型；
步骤2，在计算机系统中，编制电缆接点表；
步骤3，将步骤2中编制的电缆接点表导入Pro/E中，利用Pro/E二次开发工具对电缆接点表信息进行转化，生成轻量化电缆接点表；
步骤4，在Pro/E中设计电缆走向路径；
步骤5，在Pro/E中读入轻量化电缆接点表，创建电缆轻量化三维模型；
步骤6，在Pro/E中分别对电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型进行模型检查；
步骤7，在Pro/E中对电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型进行自动装配。
进一步地，所述步骤1中，电连接器轻量化三维模型包括安装坐标系、接线坐标系以及准确的外形尺寸和质量属性，忽略插针插孔等其他具体几何信息。
进一步地，所述步骤2中，电缆接点表包括如下信息：导线规格、电缆编号、电缆起点以及电缆终点。
进一步地，所述导线规格包括导线截面积和线密度。
进一步地，所述步骤3中，轻量化电缆接点表是由步骤2中的电缆接点表将每个电连接器中的若干芯导线合并为一根电缆得到的，电缆截面积为若干芯导线的截面积之和，电缆线密度为若干芯导线的线密度之和。
进一步地，所述轻量化电缆接点表包括电缆连接信息、电缆线规信息以及连接器信息。
进一步地，所述步骤4具体为：在Pro/E中，利用二次开发工具中，将电缆卡箍布局到各个舱板上，将电缆卡箍上的两个控制基准点和单机电连接器的接线坐标系信息收集并用曲线连接，形成一个参考骨架模型，即电缆走向路径。
进一步地，所述步骤7中，所述电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型在Pro/E二次开发工具中通过坐标系对齐方式进行装配。
下面结合附图对本实施例进一步详细说明：
本实施例提供的卫星电缆轻量化建模方法，应用于卫星电缆三维设计中，快速高效生成电缆三维轻量化模型，其操作步骤的流程图如图1所示。
该方法基于计算机辅助设计技术，Pro/E二次开发技术，以Pro/E为设计平台，具体包括以下步骤：
步骤1，在Pro/E中建立电连接器轻量化三维模型。统计各型号常用的电连接器规格，建立完备的电连接器轻量化三维模型库，某型电连接器的轻量化三维模型如图2所示。电连接器的轻量化模型一般包括安装坐标系、接线坐标系、准确的质量属性、基本几何外形，忽略插针插孔等其他具体几何信息。由于实际工程应用时，电连接器数量众多，因此本发明采用的电连接器轻量化三维模型可极大降低电缆设计对计算机硬件性能的要求。
步骤2，在计算机系统中，编制电缆接点表。该接点表含两类信息，一类为公共的导线规格信息，占用一个sheet页，另一类为电缆的分束、电缆号、分支、接点、电连接器规格、电缆规格信息，每束电缆占据一个sheet页。如表1所示。表1.1中列出了卫星各型号设计工作中常用导线的规格信息，其中“名称”是根据Pro/E二次开发工具要求自定义的(其中D代表单根导线，P代表屏蔽线，X代表绞线，XP代表绞合屏蔽线)，“型号”为导线英文规格代号，“直径”为金属导线本身加外包材料后的直径，单位长度质量的单位为Kg/mm，折弯半径为直径的6倍。表1.2、1.3中列出了两束电缆的接点信息。
表1.1线规信息页
表1.2线束1接点信息
线束 起点 终点 线规
W001 YJP101B-X01 YJK170-X03
DCMA37S DDMA50P
12，13，31 4，20，36 X2-05
1，2，20 12，13，14 X2-05
14，32，33 5，21，37 X2-05
3，21，22 15，16，17 X2-05
15，16，34 6，22，38 X2-05
4，5，23 28，29，30 X2-05
17，35，36 7，23，39 X2-05
6，24，25 31，32，33 X2-05
18，19，37 8，24，40 X2-05
7，8，26 45，46，47 X2-05
YJK310A-X01
DCMA37S
12，13，31 9，25，41 X2-05
1，2，20 48，49，50 X2-05
表1.3线束2接点信息
线束 起点 终点 线规
W002 YJC004-C1-X03 YJP101C-X01
DCMA37S DDMA50P
1，2，3 4，20，36 X2-05
10，11，12 5，21，37 X2-05
15，16，34 6，22，38 X2-05
4，5，23 28，29，30 X2-05
17，35，36 7，23，39 X2-05
6，24，25 31，32，33 X2-05
16，19，37 8，24，40 D-02
7，8，26 45，46，47 D-02
步骤3，利用Pro/E二次开发工具生成轻量化电缆接点表。将步骤2中编制的电缆接点表导入Pro/E中，利用利用Pro/E二次开发工具对接点表信息进行转化，生成轻量化电缆接点表，轻量化后的电缆接点表共3个sheet页，分别为连接信息、线规信息、连接器信息，如表2.1至表2.3所示。
表2.1连接信息
表2.2线规信息
名称 直径 最小半径 单位质量
YJP101B-X01_YJK170-X03 10.22468 61.32 1.965E-004
YJK310A-X01_YJK170-X03 4.57261 27.42 3.93E-005
YJP101C-X01_YJC004-C1-X02 8.16474 48.96 1.305E-004
表2.3电连接器信息
步骤4，在Pro/E中设计电缆走向路径。在Pro/E二次开发工具中，将电缆卡箍布局到各个舱板上，将电缆卡箍上的两个控制基准点和单机电连接器的接线坐标系等信息收集并用曲线连接，形成一个参考骨架模型，如图3所示。本发明的改进之处是用两个基准点来控制路径走向，避免了Pro/E单点控制引起的路径畸变，造成电缆建模失败。
步骤5，在Pro/E中读入轻量化电缆接点表，创建电缆轻量化三维模型，创建界面如图4、图5所示，生成的电缆轻量化模型如图6所示；
步骤6，在Pro/E中进行模型检查；
步骤7，在Pro/E中打开电缆束组件模型，在二次开发工具界面下对电连接器轻量化三维模型与电缆轻量化模型进行自动装配，装配方式为坐标系对齐，如图7所示。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种卫星电缆轻量化建模方法，其特征在于，基于计算机辅助设计技术和Pro/E二次开发技术，包括以下步骤：
步骤1，统计多个电连接器规格，建立电连接器轻量化三维模型库，在Pro/E中建立电连接器轻量化三维模型；其中，电连接器轻量化三维模型包括安装坐标系、接线坐标系以及准确的外形尺寸和质量属性；
步骤2，在计算机系统中，编制电缆接点表；
步骤3，将步骤2中编制的电缆接点表导入Pro/E中，利用Pro/E二次开发工具对电缆接点表信息进行转化，生成轻量化电缆接点表；其中，轻量化电缆接点表是由步骤2中的电缆接点表将每个电连接器中的若干芯导线合并为一根电缆得到的，电缆截面积为若干芯导线的截面积之和，电缆线密度为若干芯导线的线密度之和；所述轻量化电缆接点表包括电缆连接信息、电缆线规信息以及连接器信息；
步骤4，在Pro/E中设计电缆走向路径；
步骤5，在Pro/E中读入轻量化电缆接点表，创建电缆轻量化三维模型；
步骤6，在Pro/E中分别对电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型进行模型检查；
步骤7，在Pro/E中对电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型进行自动装配。
2.根据权利要求1所述的卫星电缆轻量化建模方法，其特征在于：所述步骤2中，电缆接点表包括如下信息：导线规格、电缆编号、电缆起点以及电缆终点。
3.根据权利要求2所述的卫星电缆轻量化建模方法，其特征在于：所述导线规格包括导线截面积和线密度。
4.根据权利要求1所述的卫星电缆轻量化建模方法，其特征在于：所述步骤4具体为：在Pro/E中，利用二次开发工具中，将电缆卡箍布局到各个舱板上，将电缆卡箍上的两个控制基准点和单机电连接器的接线坐标系信息收集并用曲线连接，形成一个参考骨架模型，即电缆走向路径。
5.根据权利要求1所述的卫星电缆轻量化建模方法，其特征在于：所述步骤7中，所述电连接器轻量化三维模型和电缆轻量化三维模型在Pro/E二次开发工具中通过坐标系对齐方式进行装配。
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