CN107798192A - 一种电缆模型的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电缆模型的设计方法，包括：S1.获取电连接器模型端口的端口信息，以及获取电缆模型的电缆信息；S2.根据所述端口信息和所述电缆信息，生成与所述连接器模型端口相匹配的电缆模型，其中，根据所述端口信息计算所述电缆模型的长度。通过采用端口信息和电缆信息的自动匹配实现了设计模型和参数之间的关联，将复杂的模型建模过程简化为设计参数定义的过程，尤其对于复杂的电缆模型设计，采用上述方法，有效提高了电缆模型的设计效率。

Description

一种电缆模型的设计方法
技术领域
本发明涉及一种模型设计方法，尤其涉及一种电缆模型的设计方法。
背景技术
电缆模型设计在工程机械、航空航天、船舶、通讯、电力电子等领域有着广泛应用。对于航天器，电缆通常以网状形式存在，电缆数量庞大，连接关系复杂，且必须在飞行器结构和布局方案确定后进行设计。传统二维设计方法难以通过图纸准确反映电缆的空间走向和路径，对于确定电缆分支点位置和计算电缆分支长度造成困难，容易导致设计错误。现有的三维电缆设计方法操作较为繁琐，电缆模型的建模花费时间长，设计结果不便于检查校对。以PRO/E软件为例，提供手动布线和自动布线功能，其自动布线功能需运用PRO/DIAGRAM绘制接线图，标识线缆模型和电连接器模型的连接关系。然而，利用PRO/DIAGRAM绘制接线图过程极为繁琐，难以避免设计师在设计过程中出错，且自动布线过程经常出现布线失败，严重影响电缆设计效率。
例如，授权公告号为CN104268321B，名称为“卫星电缆轻量化建模方法”的发明专利公开了一种方案。其中，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。在本方案中，通过直接导入接点表进行电缆模型的设计，并完成对电缆模型的装配。由于设计过程中没有对电缆模型进行有效的计算和优化，从而容易导致在实际生产中电缆无法装配到实际的电连接器端口上，导致电缆模型的重复修改和资源的浪费，严重影响电缆模型的设计效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电缆模型的设计方法，解决电缆模型设计效率低的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供一种电缆模型的设计方法，包括：
S1.获取电连接器模型端口的端口信息，以及获取电缆模型的电缆信息；
S2.根据所述端口信息和所述电缆信息，生成与所述连接器模型端口相匹配的电缆模型，
其中，根据所述端口信息计算所述电缆模型的长度。
根据本发明的一个方面，所述端口信息包括：用于标识所述端口位置的端口位置信息，以及用于标识端口名称和端口类型的端口标识信息；
所述电缆信息包括：用于与所述端口信息相匹配的电缆识别信息。
根据本发明的一个方面，所述电缆识别信息包括：电缆插头标识信息、电缆本体标识信息和电缆本体参数信息；其中，
所述电缆插头标识信息包括：插头名称信息和插头类型信息，所述电缆插头标识信息与所述端口标识信息相匹配；
所述电缆本体标识信息包括：电缆本体类型信息，所述电缆本体类型信息与所述电缆插头标识信息相匹配。
根据本发明的一个方面，根据所述端口信息和所述电缆信息，生成与所述连接器模型端口相匹配的电缆模型的步骤中，包括：
S21.根据所述端口位置信息、所述端口标识信息和所述电缆插头标识信息生成与所述端口相匹配的插头模型；
S22.根据所述电缆本体标识信息和所述电缆本体参数信息生成电缆本体模型。
根据本发明的一个方面，根据所述端口位置信息、所述端口标识信息和所述电缆插头标识信息生成与所述端口相匹配的插头模型的步骤中，将所述端口位置信息设置为所述插头模型的位置信息。
根据本发明的一个方面，根据所述电缆本体标识信息和所述电缆本体参数信息生成电缆本体模型的步骤中，包括：
S221.根据所述电缆本体类型信息生成与所述插头模型相匹配的电缆本体模型；
S222.根据所述电缆本体参数信息对所述电缆本体模型进行设置。
根据本发明的一个方面，根据所述电缆本体标识信息和所述电缆本体参数信息生成电缆本体模型的步骤中还包括：
S223.根据所述电缆本体类型信息中的子电缆本体模型数量信息和子电缆本体模型直径信息计算出所述电缆本体模型的初始截面积；
S224.根据所述初始截面积得出校正截面积，基于所述校正截面积对所述电缆本体模型的直径进行设置，基于所述电缆本体模型的直径对所述电缆本体模型的转弯半径进行设置。
根据本发明的一个方面，根据所述初始截面积得出校正截面积，基于所述校正截面积所述电缆模型的直径进行设置，基于所述电缆模型的直径对所述电缆模型的转弯半径进行设置的步骤中，所述校正截面积根据所述初始截面积与第一系数相乘得出，其中，所述第一系数为1～2.1。
所述电缆模型的转弯半径根据所述电缆模型的直径与第二系数相乘得出，其中，所述第二系数大于或等于6。
根据本发明的一个方面，根据所述端口信息计算所述电缆本体模型的长度的步骤中包括：
S23.根据所述端口位置信息从所述电缆本体模型的所有路径点中获取与所述插头模型连接的所述路径点，并设置为端点；
S24.针对每个所述路径点，统计与其直接相邻的其它所述路径点的数量，当选取的所述路径点直接相邻路径点的数量大于2，将选取的所述路径点设置为分支点；
S25.计算所述端点与所述分支点之间的长度，以及所述分支点之间的长度；
S26.根据所述端点与所述分支点之间的长度和所述分支点之间的长度生成所述电缆本体模型的长度。
根据本发明的一个方面，根据所述端口位置信息从所述电缆本体模型的所有路径点中获取与所述插头模型连接的所述路径点，并设置为端点的步骤中，包括：
S231.根据所述端口位置信息获取所述插头模型的位置；
S232.将所述插头模型的位置处的路径点设置为端点。
根据本发明的一个方案，通过采用端口信息和电缆信息的自动匹配实现了设计模型和参数之间的关联，将复杂的模型建模过程简化为设计参数定义的过程，尤其对于复杂的电缆模型设计，采用上述方法，有效提高了电缆模型的设计效率。同时，采用了参数定义的设计方法，可结合设计标准和设计经验对设计过程进行直接指导和干预，实现电缆模型的标准化设计，进一步提高了电缆模型的设计效率，避免了设计结果不达标或者设计余量过大的问题。
根据本发明的一个方案，通过将电缆本体模型与相对应的系数进行运算。根据运算结果对电缆本体模型的直径和转弯半径进一步优化设置，规避了电缆模型路径设置过程中存在的误差和不合理现象，提高了电缆设计结果的准确性，有效提高了电缆模型的设计效率，避免了对电缆模型进行反复修改。
根据本发明的一个方案，通过识别出电缆本体模型上的端点和分支点，并通过自动计算的方法，可以方便准确的计算出电缆本体模型的长度，避免了电缆本体模型的长度计算过程中，对所有路径点之间的长度进行计算，不仅效率低，而且容易出错。通过本发明的方法有效提高了对电缆本体模型长度计算的精度，以及计算效率。
根据本发明的一个方案，通过对电缆本体模型的长度进行计算，并且根据计算结果设置电缆本体模型的余量，从而有效保证了实际生产的电缆有足够的长度与电连接器的端口连接，避免了由于重新设计电缆模型导致的工期延误和资源的浪费，有效提高了电缆模型的设计效率。同时，结合对电缆直径和转弯半径的优化，进一步避免了实际生产中电缆路径布置不合理的问题，从而避免了对电缆模型的修改，有效保证了电缆模型的设计效率。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的设计方法的步骤框图；
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的电缆模型图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种电缆模型的设计方法，包括：
S1.获取电连接器模型端口的端口信息，以及获取电缆模型的电缆信息；
S2.根据端口信息和电缆信息，生成与连接器模型端口相匹配的电缆模型，
其中，根据端口信息计算电缆模型的长度。
根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，通过采用Pro/E三维设计软件生成电连接器模型。在本实施方式中，对电连接器模型上的电连接器模型端口进行端口信息的设置。端口信息包括端口位置信息和端口标识信息。在本实施方式中，在电连接器模型端口位置设置的端口位置信息为端口的坐标系信息。在电连接器模型算口位置设置的端口标识信息为端口的名称信息和类型信息。
根据本发明的一种实施方式，步骤S1中，通过将电缆模型的电缆信息以表格(例如EXCEL表)的形式进行保存。在本实施方式中，通过采用Pro/E三维设计软件将电缆信息导入。电缆信息包括与端口信息相匹配的电缆识别信息。在本实施方式中，电缆识别信息包括电缆插头标识信息、电缆本体标识信息和电缆本体参数信息。电缆插头标识信息中包括插头名称信息和插头类型信息。插头名称信息与端口的名称信息相匹配，插头的类型信息与端口的类型信息相匹配。电缆本体标识信息包括电缆本体类型信息。电缆本体类型信息与插头类型信息相匹配。
根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，根据端口信息和电缆信息，生成与连接器模型端口相匹配的电缆模型。在本实施方式中，包括：
S21.根据端口位置信息、端口标识信息和电缆插头标识信息生成与端口相匹配的插头模型。在本实施方式中，通过端口标识信息中端口的名称信息和类型信息，相应地，在电缆插头标识信息中获取与端口名称信息相匹配的插头名称信息，以及在电缆插头表示信息中获取与端口的类型信息相匹配的插头类型信息。通过获取的信息生成插头模型，并且根据端口的位置信息将插头模型与端口相匹配连接。在本实施方式中，插头模型与电连接器上的端口匹配完成后，将端口位置信息设置为插头模型的位置信息，使插头模型上具有端口的位置信息。在本实施方式中，通过采用Pro/E开放接口Pro/ToolKit实现插头模型与电连接器模型上接口的自动装配。
S22.根据电缆本体标识信息和电缆本体参数信息生成电缆本体模型。在本实施方式中，步骤S22包括：
S221.根据电缆本体类型信息生成与插头模型相匹配的电缆本体模型。在本实施方式中，通过读取电缆本体标识信息中的电缆本体类型信息，系统自动获取与插头模型的插头类型相匹配的电缆本体类型信息，并且在系统中生成需要的电缆本体模型。
S222.根据电缆本体参数信息对电缆本体模型进行设置。在本实施方式中，根据电缆本体参数信息对电缆本体模型进行设置，完成设置后，将生成的电缆本体模型通过采用Pro/E开放接口Pro/ToolKit实现插头模型与电缆本体模型的自动装配，完成电缆模型的生成。在本实施方式中，通过系统生成Pro/E软件可识别的PTC中性文件(*.NWF)。通过建立映射的方式将该PTC中性文件自动导入完成电缆端到端的自动连接。其中PTC中性文件格式如下所示：
！Wire and cable spools
NEW WIRE_SPOOL SpoolName
PARAMETER MIN_BEND_RADIUS 48
PARAMETER THICKNESS 8
PARAMETER UNITS MM
PARAMETER COLOR c13
！Wires and cables
NEW WIRE WireName SpoolName
ATTACH PortName1""PortName2""
其中，“SpoolName”代表电缆本体参数信息，“WireName”代表电缆本体标识信息，“PortName1”和“PortName2”代表电缆本体模型的起始位置和终止位置。需要指出的是，电缆本体模型的起始位置和终止位置均为插头模型与电连接器的端口连接的位置。
根据本发明的方法，通过采用端口信息和电缆信息的自动匹配实现了设计模型和参数之间的关联，将复杂的模型建模过程简化为设计参数定义的过程，尤其对于复杂的电缆模型设计，采用上述方法，有效提高了电缆模型的设计效率。同时，采用了参数定义的设计方法，可结合设计标准和设计经验对设计过程进行直接指导和干预，实现电缆模型的标准化设计，进一步提高了电缆模型的设计效率，避免了设计结果不达标或者设计余量过大的问题。
S223.根据电缆本体类型信息中的子电缆本体模型数量信息和子电缆本体模型直径信息计算出电缆本体模型的初始截面积。在本实施方式中，电缆本体类型信息包含有生成的电缆本体模型中设置的子电缆本体模型数量信息和子电缆本体模型直径信息。通过子电缆本体模型直径信息可以计算出子电缆本体模型的截面积，根据子电缆本体模型数量信息可以计算出生成的电缆本体模型的初始截面积。在本实施方式中，通过求和的方式生成电缆本体模型的初始截面积。
S224.根据初始截面积得出校正截面积，基于校正截面积对电缆本体模型的直径进行设置，基于电缆本体模型的直径对电缆本体模型的转弯半径进行设置。在本实施方式中，通过将生成的初始截面积与第一系数相乘就可以获得电缆本体模型的校正截面积。根据电缆截面的计算公式导出与校正截面积相匹配的直径。根据获得的直径对电缆本体模型进行设置。在本实施方式中，第一系数为1～2.1。在本实施方式中，根据校正后的电缆本体模型的直径，对电缆本体模型的转弯半径进行设置。获取校正后的电缆本体模型的直径，通过将直径与第二系数相乘获取电缆本体模型的转弯半径，根据获取的转弯半径对电缆本体模型进行设置。在本实施方式中，第二系数大于或等于6。在本实施方式中，通过采用Pro/E开放接口Pro/ToolKit实现对电缆本体模型的直径和转弯半径的设置。
根据本发明的方法，通过将电缆本体模型与相对应的系数进行运算。根据运算结果对电缆本体模型的直径和转弯半径进一步优化设置，规避了电缆模型路径设置过程中存在的误差和不合理现象，提高了电缆设计结果的准确性，有效提高了电缆模型的设计效率，避免了对电缆模型进行反复修改。
S23.根据端口位置信息从电缆本体模型的所有路径点中获取与插头模型连接的路径点，并设置为端点。在本实施方式中，包括：
S231.根据端口位置信息获取插头模型的位置。在本实施方式中，如图2所示，插头模型2与电连接器1上的端口11相连接，将端口位置信息设置在插头模型2上。通过端口位置信息中的坐标系即可获取插头模型2的位置。
S232.将插头模型的位置处的路径点设置为端点。在本实施方式中，如图2所示，系统获取电缆本体模型3上的所有路径点31，根据插头模型2的位置分别识别插头模型2与电缆本体模型3连接位置的路径点31。在本实施方式中，可通过计算插头模型2与电缆本体模型3上的路径点31之间的距离进行识别。通过计算结果获取与插头模型2的位置重合的路径点31，则获取的路径点31即成为电缆本体模型上的端点31a。在本实施方式中，当获取多个端点31a时，需要对端点31a进行编号进行区分，方便对不同端点31a的区别。
S24.针对每个路径点，统计与其直接相邻的其它路径点的数量，当选取的路径点直接相邻路径点的数量大于2，将选取的路径点设置为分支点。在本实施方式中，选取电缆本体模型3上的一个路径点31，以电缆本体模型3上的一个端点31a为起始，重复计算直接相邻的两个路径点31之间的间距，并且直接相邻的两个路径点31之间不存在其它路径点31。完成电缆本体模型上所有相邻路径点31之间的间距的计算，统计与选取的路径点31直接相邻的路径点31的数量，当与选取的路径点31直接相邻的路径点31的数量大于2，则选取的路径点31即为分支点31b。在本实施方式中，计算相邻的两个路径点31之间的间隔的过程中，两个路径点31位于电缆本体模型的同一路径上。在本实施方式中，当获取多个分支点31b时，需要对分支点31b进行编号进行区分，方便对不同分支点31b的区别。
S25.计算端点与分支点之间的长度，以及分支点之间的长度。在本实施方式中，如图2所示，计算端点31a与分支点31b之间的长度，计算分支点31b之间的长度。在本实施方式中，通过采用Pro/E开放接口Pro/ToolKit实现对电缆本体模型长度的计算。公式为：
cable_len("cable_name",location_id1,location_id2)
其中，cable_name代表电缆本体模型，location_id1、location_id2代表电缆本体模型上的端点31a或者分支点31b，当两点间不存在该电缆时输出值为零。
在本实施方式中，将计算的长度以表格(例如EXCEL)的形式输出，并且在表格中记录获取与计算长度相对应的端点31a和分支点31b。通过筛选表格中的信息，删除存在的重复项目。
S26.根据端点与分支点之间的长度和分支点之间的长度生成电缆本体模型的长度。在本实施方式中，电缆本体参数信息中还包含有电缆本体模型的长度余量信息。根据长度余量信息，对获得的端点与分支点之间的长度和分支点之间的长度设置余量。同时，将设置好余量的端点与分支点之间的长度和分支点之间的长度取整，最后得出电缆本体模型的长度。
根据本发明的方法，通过识别出电缆本体模型上的端点31a和分支点31b，并通过自动计算的方法，可以方便准确的计算出电缆本体模型的长度，避免了电缆本体模型的长度计算过程中，对所有路径点31之间的长度进行计算，不仅效率低，而且容易出错。通过本发明的方法有效提高了对电缆本体模型长度计算的精度，以及计算效率。
根据本发明的方法，通过对电缆本体模型的长度进行计算，并且根据计算结果设置电缆本体模型的余量，从而有效保证了实际生产的电缆有足够的长度与电连接器的端口连接，避免了由于重新设计电缆模型导致的工期延误和资源的浪费，有效提高了电缆模型的设计效率。同时，结合对电缆直径和转弯半径的优化，进一步避免了实际生产中电缆路径布置不合理的问题，从而避免了对电缆模型的修改，有效保证了电缆模型的设计效率。
上述内容仅为本发明的具体方案的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电缆模型的设计方法，包括：
S1.获取电连接器模型端口的端口信息，以及获取电缆模型的电缆信息；
S2.根据所述端口信息和所述电缆信息，生成与所述连接器模型端口相匹配的电缆模型，
其中，根据所述端口信息计算所述电缆模型的长度。
2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，
所述端口信息包括：用于标识所述端口位置的端口位置信息，以及用于标识端口名称和端口类型的端口标识信息；
所述电缆信息包括：用于与所述端口信息相匹配的电缆识别信息。
3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述电缆识别信息包括：电缆插头标识信息、电缆本体标识信息和电缆本体参数信息；其中，
所述电缆插头标识信息包括：插头名称信息和插头类型信息，所述电缆插头标识信息与所述端口标识信息相匹配；
所述电缆本体标识信息包括：电缆本体类型信息，所述电缆本体类型信息与所述电缆插头标识信息相匹配。
4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，根据所述端口信息和所述电缆信息，生成与所述连接器模型端口相匹配的电缆模型的步骤中，包括：
S21.根据所述端口位置信息、所述端口标识信息和所述电缆插头标识信息生成与所述端口相匹配的插头模型；
S22.根据所述电缆本体标识信息和所述电缆本体参数信息生成电缆本体模型。
5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，根据所述端口位置信息、所述端口标识信息和所述电缆插头标识信息生成与所述端口相匹配的插头模型的步骤中，将所述端口位置信息设置为所述插头模型的位置信息。
6.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，根据所述电缆本体标识信息和所述电缆本体参数信息生成电缆本体模型的步骤中，包括：
S221.根据所述电缆本体类型信息生成与所述插头模型相匹配的电缆本体模型；
S222.根据所述电缆本体参数信息对所述电缆本体模型进行设置。
7.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，根据所述电缆本体标识信息和所述电缆本体参数信息生成电缆本体模型的步骤中还包括：
S223.根据所述电缆本体类型信息中的子电缆本体模型数量信息和子电缆本体模型直径信息计算出所述电缆本体模型的初始截面积；
S224.根据所述初始截面积得出校正截面积，基于所述校正截面积对所述电缆本体模型的直径进行设置，基于所述电缆本体模型的直径对所述电缆本体模型的转弯半径进行设置。
8.根据权利要求6所述的设计方法，其特征在于，根据所述初始截面积得出校正截面积，基于所述校正截面积所述电缆模型的直径进行设置，基于所述电缆模型的直径对所述电缆模型的转弯半径进行设置的步骤中，所述校正截面积根据所述初始截面积与第一系数相乘得出，其中，所述第一系数为1～2.1。
所述电缆模型的转弯半径根据所述电缆模型的直径与第二系数相乘得出，其中，所述第二系数大于或等于6。
9.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，根据所述端口信息计算所述电缆本体模型的长度的步骤中包括：
S23.根据所述端口位置信息从所述电缆本体模型的所有路径点中获取与所述插头模型连接的所述路径点，并设置为端点；
S24.针对每个所述路径点，统计与其直接相邻的其它所述路径点的数量，当选取的所述路径点直接相邻路径点的数量大于2，将选取的所述路径点设置为分支点；
S25.计算所述端点与所述分支点之间的长度，以及所述分支点之间的长度；
S26.根据所述端点与所述分支点之间的长度和所述分支点之间的长度生成所述电缆本体模型的长度。
10.根据权利要求9所述的设计方法，其特征在于，根据所述端口位置信息从所述电缆本体模型的所有路径点中获取与所述插头模型连接的所述路径点，并设置为端点的步骤中，包括：
S231.根据所述端口位置信息获取所述插头模型的位置；
S232.将所述插头模型的位置处的路径点设置为端点。
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