CN106777639A - 一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法 - Google Patents
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Abstract
电缆网三维设计是机电一体化系统设计的重要组成部分。本文提出了一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，该方法通过坐标定位法进行电连接器的装配设计、线缆的布线设计，通过连接线束和包络线束模拟电缆，使得电缆网三维设计脱离了系统组件模型和收缩包络，实现了电缆网三维独立建模，降低了电缆网三维设计对计算机硬件的要求，提高了电缆网三维设计效率，增强了电缆网三维模型的维护性和数据稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电缆网三维设计方法，具体涉及一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法。
背景技术
电缆网是机电一体化系统的重要组成部分。合理的电缆网设计，可以实现机电一体化系统的高效率、高安全性、高可靠性。电缆网三维设计能够有效实现机电一体化系统设计，能够直观分析判断电缆网设计的合理性，特别是较为复杂的机电一体化系统，如航空飞机、宇宙飞船等大型机电一体化系统，对三维电缆网设计的依赖更大。
当前的电缆网三维设计都是基于系统组件模型或者收缩包络，在组件模型或收缩包络上进行电连接器的安装设计和线缆的布线设计。基于系统组件模型的电缆网三维设计对计算机硬件的要求较高，基于收缩包络的三维设计在质量特性等分析方面需要排除收缩包络的影响。设计阶段的系统组件模型或者收缩包络的时效性不佳，系统组件的更改造成电缆网三维模型混乱。失去了系统组件模型和收缩包络，电缆网三维设计就失去附着，无法开展。同时，基于系统组件模型或者收缩包络的电缆网三维设计模型的数据稳定性受到一定质疑。基于此，本发明设计了一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法。
发明内容
本发明提供的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法中，电缆网由电连接器、连接线束和包络线束组成，包括以下设计步骤：
步骤1a1，梳理电连接器配套；
步骤1a2，电连接器建模；
步骤1a3，电连接器坐标定位法装配；
步骤1b1，梳理电连接器连接关系；
步骤1b2，梳理连接线轴和包络线轴配套；
步骤1b3，创建连接线轴和包络线轴；
步骤2，坐标定位法创建路径；
步骤3，创建电连接器间连接线束；
步骤4，连接线束插入路径坐标位置归入路径；
步骤5，创建路径包络线束；
步骤6，包络线束插入路径坐标位置归入路径。
进一步，电缆网三维模型由电连接器、连接线束和包络线束组成：
所述电连接器为电缆网模型基础，用于连接线缆和干涉检查；
所述连接线束为存在线缆连接关系的一对电连接器间的所有线缆拟合成的一根具有直径和线密度属性的线束，用于拟合线缆的质量特性和局部外观特征；
所述包络线束是电缆网一个分支中所有连接线束拟合成的一根具有直径属性的线束，用于拟合电缆直径外观。
具体地，步骤1a1，梳理电连接器配套
根据系统电气接口，梳理电缆网所涉及的电连接器配套，明确电连接器的型号规格等信息。
步骤1a2，电连接器建模
根据电连接器配套，以及相应的电连接器手册，完成电连接器的主要机械结构的建模，包括电连接器的长宽高、安装接口、尾罩形式、线缆出口等。
步骤1a3，电连接器坐标定位法装配
在电缆网组件模型中建立电连接器的定位坐标系，将电连接器通过坐标装配加入电缆网组件模型。
步骤1b1，梳理电连接器连接关系
根据系统能源、信息、控制链路，梳理电连接器连接关系，明确电连接器间的线缆型号和数量。
步骤1b2，梳理连接线轴和包络线轴配套
连接线轴是两个电连接器间的所有线缆拟合为一根连接线束所用的线轴，具有直径和线密度属性，用于模拟电缆外形和质量特性。包络线轴是电缆束各分支中所有线束拟合为一根包络线束所用的线轴，具有直径属性，用于模拟电缆外形。根据电连接器间的连接关系，梳理出连接线轴和包络线轴。
线轴的直径：
式中：Φ为线轴直径；
N为线轴中所含线缆根数；
为线轴所含型号线缆的单根线缆外径。
线轴的线密度：
M＝N×m
式中：M为线轴线密度；
N为线轴中所含线缆根数；
m为线轴所含型号线缆的单根线缆线密度。
步骤1b3，创建连接线轴和包络线轴
根据梳理出的连接线轴和包络线轴，创建具有直径和线密度属性的连接线轴，创建具有直径属性的包络线轴。
步骤2，坐标定位法创建路径
根据电连接器的连接关系，规划电缆路径。在电缆网组件模型中创建一系列定位坐标系，这些坐标系形成了电缆的路径，一个电缆分支由一组坐标系控制路径。
步骤3，创建电连接器间连接线束
在存在线缆连接关系的一对电连接器间使用连接线轴创建连接线束。
步骤4，连接线束插入路径坐标位置归入路径
对连接线束采取插入位置操作，插入路径坐标，使连接线束归入电缆路径。
步骤5，创建路径包络线束
在电缆束的各个分支两端之间使用包络线轴创建包络线束。
步骤6，包络线束插入路径坐标位置归入路径
对包络线束采取插入位置操作，插入路径坐标，使包络线束归入电缆路径。
与现有技术相比，本发明带来以下有益效果：
本发明提供了一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，该方法通过坐标定位法进行电连接器的装配设计、线缆的布线设计，通过连接线束和包络线束模拟电缆，使得电缆网三维设计脱离了系统组件模型和收缩包络，实现了电缆网三维独立建模，降低了电缆网三维设计对计算机硬件的要求，提高了电缆网三维设计效率，增强了电缆网三维模型的维护性和数据稳定性。同时电缆网三维模型的完整精确建模，有利于系统的干涉检查，有利于系统的优化设计。
附图说明
本发明的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法由以下的实施例及附图给出。
图1是基于坐标定位法的电缆网三维模型组成图。
图2是基于坐标定位法的电缆网三维设计流程图。
图3是电连接器1a模型。
图4是电连接器1b模型。
图5是电连接器1a和1b的坐标定位法装配模型。
图6是路径坐标模型。
图7是电连接器间的连接线束模型。
图8是连接线束用坐标定位法归入路径的模型。
图9是包络线束的模型。
图10是包络线束用坐标定位法归入路径的模型。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明实施例的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法作进一步的详细描述。
1，电缆网三维设计模型组成
参见图1。本发明提供的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其电缆网三维设计模型由电连接器、连接线束和包络线束组成。电连接器模型1、连接线束2和包络线束3是组建基于坐标定位法的电缆网三维设计模型的要素。
2，设计步骤
参见图2，本发明提供的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其设计步骤如下：
步骤1a1，梳理电连接器1配套；
步骤1a2，电连接器1建模；
步骤1a3，电连接器1坐标定位法装配；
步骤1b1，梳理电连接器1连接关系；
步骤1b2，梳理连接线轴和包络线轴配套；
步骤1b3，创建连接线轴和包络线轴；
步骤2，坐标定位法创建路径；
步骤3，创建电连接器间连接线束2；
步骤4，连接线束2插入路径坐标位置归入路径；
步骤5，创建路径包络线束3；
步骤6，包络线束3插入路径坐标位置归入路径。
具体设计步骤如下：
步骤1a1，梳理电连接器1配套
根据系统电气接口，梳理电缆网所涉及的电连接器1配套，明确电连接器1的型号规格等信息。在该实施例中，涉及到的电连接器1见表1。
表1本发明的实施例涉及到的电连接器1清单
| 序号 | 电连接器1型号规格 | 数量 | 备注 |
| 1 | DDMA50PNMBFR | 4 | 电连接器1a |
| 2 | DAMA26PNMB | 1 | 电连接器1b |
步骤1a2，电连接器1建模
根据电连接器1配套，以及相应的电连接器1手册，完成了2种电连接器1的主要机械结构的建模，包含了电连接器1的长宽高、安装接口、尾罩形式、线缆出口等信息。型号规格为DDMA50PNMBFR的电连接器1a模型见图3，型号规格为DAMA26PNMB的电连接器1b模型见图4。
步骤1a3，电连接器1坐标定位法装配
参见图5。在电缆网组件模型中建立了电连接器1的定位坐标系，将电连接器1通过坐标装配加入电缆网组件模型，实现了电连接器1的坐标定位。
步骤1b1，梳理电连接器1连接关系
根据系统能源、信息、控制链路，梳理电连接器连接关系，明确电连接器间的连接线束中线缆型号和数量。在该实施例中，共有连接线束2种，包络线束4种，见表2。
表2本发明的实施例的连接线束和包络线束
步骤1b2，梳理连接线轴和包络线轴配套
根据表2，连接线轴共2种，包络线轴共4种。型号为“10-22”的线缆的单根直径为1.25mm，单根线密度为3.9e-3kg/mm。根据线轴直径和线密度计算公式计算得到6种线轴的直径和线密度见表3。
表3本发明的实施例的连接线轴和包络线轴1.4425
步骤1b3，创建连接线轴和包络线轴
根据梳理出的连接线轴和包络线轴，创建具有直径和线密度属性的连接线轴2a、2b，创建具有直径属性的包络线轴3a、3b、3c、3d。
步骤2，坐标定位法创建路径
参见图6。在本实施例中建立了7组坐标系，构成7个分支路径，见表2。
表2路径坐标表
步骤3，创建电连接器间连接线束2a1、2a2、2b1、2b2
参见图7。在存在线缆连接关系的一对电连接器间使用连接线轴创建连接线束2a1、2a2、2b1、2b2。
步骤4，连接线束2a1、2a2、2b1、2b2插入路径坐标位置归入路径
参见图8。对连接线束2a1、2a2、2b1、2b2采取插入位置操作，插入路径坐标，使连接线束归入电缆路径。
步骤5，创建路径包络线束3a1、3a2、3b、3c、3d
参见图9。在电缆束的各个分支两端之间使用包络线轴创建包络线束3a1、3a2、3b、3c、3d。
步骤6，包络线束3a1、3a2、3b、3c、3d插入路径坐标位置归入路径
参见图10。对包络线束3a1、3a2、3b、3c、3d采取插入位置操作，插入路径坐标，使包络线束归入电缆路径。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其特征在于，包括以下设计步骤：
步骤1a1，梳理电连接器配套；
步骤1a2，电连接器建模；
步骤1a3，电连接器坐标定位法装配；
步骤1b1，梳理电连接器连接关系；
步骤1b2，梳理连接线轴和包络线轴配套；
步骤1b3，创建连接线轴和包络线轴；
步骤2，坐标定位法创建路径；
步骤3，创建电连接器间连接线束；
步骤4，连接线束插入路径坐标位置归入路径；
步骤5，创建路径包络线束；
步骤6，包络线束插入路径坐标位置归入路径。
2.如权利要求1所述的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其特征在于，电缆网三维模型由电连接器、连接线束和包络线束组成：
所述电连接器为电缆网模型基础，用于连接线缆和干涉检查；
所述连接线束为存在线缆连接关系的一对电连接器间的所有线缆拟合成的一根具有直径和线密度属性的线束，用于拟合线缆的质量特性和局部外观特征；
所述包络线束是电缆网一个分支中所有连接线束拟合成的一根具有直径属性的线束，用于拟合电缆直径外观。
3.如权利要求1所述的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其特征在于，所述步骤1a3中：在电缆网组件模型中创建定位坐标系，将电连接器通过坐标装配方法加入电缆网组件模型完成装配。
4.如权利要求1所述的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其特征在于，所述步骤2中：在电缆网组件模型中创建一系列定位坐标系，这些坐标系形成了电缆束的路径，一个电缆分支由一组坐标系控制路径。
5.如权利要求1所述的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其特征在于，所述步骤1b2中：两个电连接器间所有线缆用一根连接线束拟合：
根据电连接器连接关系，梳理之间的所有线缆的线型和数量，拟合成一根相同直径和线密度的线束，即连接线束；在电连接器间创建连接线束所用线轴为具有直径和线密度属性的连接线轴；连接线束通过指定坐标位置归入电缆路径，用于实现电缆网质量特性的建立。
6.如权利要求5所述的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其特征在于，所述线轴的直径：
式中：Φ为线轴直径；
N为线轴中所含线缆根数；
为线轴所含型号线缆的单根线缆外径。
7.如权利要求5所述的一种基于坐标定位法的电缆网三维设计方法，其特征在于，所述线轴的线密度：
M＝N×m
式中：M为线轴线密度；
N为线轴中所含线缆根数；
m为线轴所含型号线缆的单根线缆线密度。
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