CN108830001A - 一种直升机驾驶舱柔性建模方法 - Google Patents

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邓景辉
郑润昊
洪永军
张熹
武庆中
蔡伟
李正
董华杰
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Abstract

本发明公开了一种直升机驾驶舱柔性建模方法，属于直升机总体设计技术领域。包括：步骤一、构建CATIA建模环境；步骤二、进入CATIA装配设计模块，建立装配部件的装配目录，并对目录以驾驶舱部件的名称进行命名，并依此建立基准节点及各部件的节点；步骤三、对已建好的基准节点进行展开并在建立相对坐标系；对基准节点在零件环境下建立几何图集，在几何图集内建立各部件参考点；将各部件的参考点与相对坐标系进行关联并发布；步骤四、驾驶舱各部件以步骤三建立的参考点为原点建立自身部件的设计坐标系与XYZ平面；对部件建立的坐标系与步骤三基准节点内的相对坐标系进行关联，并发布；步骤五、将建立的参数化模型保存到本地，并形成驾驶舱参数化布局模板。

Description

一种直升机驾驶舱柔性建模方法
技术领域
本发明属于直升机总体设计技术领域，具体涉及一种直升机驾驶舱柔性建模方法。
背景技术
直升机驾驶舱建模，涉及人体尺寸应用、空间布局、人机界面设计、人机功能分配以及环境适应性分析等综合应用及集成，是人机工效设计及验证的基础，是直升机研制的核心环节之一，需要经过反复迭代，逐步逼近等环节进行设计协调并逐步形成驾驶舱的整体布局和数字模型。在以往的直升机型号研制中，驾驶舱布局与建模主要存在以下问题：
1)驾驶舱部件与设施过于孤立、分散，未形成整体的联动的参数化尺寸链；
2)驾驶舱布局与建模为的单点编辑，不能对相互关联的模型参数进行协同设计和尺寸链的整体调整；
3)驾驶舱布局设计、模型建立、优化改进等工作量大、效率低、周期长、资源费高；
4)未建立可适应性编辑的驾驶舱参数化通用模型。
发明内容
本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种直升机驾驶舱柔性建模方法，能够降低交点与布局设计复杂度、提升建模效率和精度的直升机驾驶舱建模方法。
本发明的技术方案：一种直升机驾驶舱柔性建模方法，包括以下步骤：
步骤一、构建CATIA建模环境；
对CATIA设计树中的参数-测量模块及零件基础结构模块进行参数设置；
对选项的参数树视图、结构树显示项目和外部参考进行设置；
步骤二、建立驾驶舱全局构架；
进入CATIA装配设计模块，建立装配部件的装配目录，并对目录以驾驶舱部件的名称进行命名，并依此建立基准节点及各部件的节点；
步骤三、创建驾驶舱模型参数；
步骤3.1、对已建好的基准节点进行展开并在零件设计环境中建立相对坐标系；
步骤3.2、对基准节点在零件环境下建立几何图集，在几何图集内建立各部件参考点；
步骤3.3、将各部件的参考点与相对坐标系进行关联，并发布；
步骤四、建立驾驶舱各部件的模型；
驾驶舱各部件以步骤三建立的参考点为原点建立自身部件的设计坐标系与XYZ平面；
对部件建立的坐标系与步骤三基准节点内的相对坐标系进行关联，并发布；
步骤五、将建立的参数化模型保存到本地，并形成驾驶舱参数化布局模板；
驾驶舱布局设计和模型参数调整是在参数化布局模板内进行，在完成了驾驶舱设备数模构建、并对所有数模已进行坐标系一致性转换的基础上进行布局设计。
优选地，所述步骤二中，所述节点包括基准、座椅、驾驶杆、脚蹬、仪表板、操纵台。
优选地，所述步骤二中，进入CATIA装配设计模块，插入新零件并按驾驶舱部件和模块进行命名，一次性建立各部件的节点，所述新零件原点应选择装配原点。
优选地，所述步骤四中，隐藏所有零件的默认XYZ平面并以发布的该部件参考点为原点重新建立坐标系。
本发明技术方案的有益效果：本发明依托三维建模软件CATIA，进行驾驶舱模型的整体、快速、联动的参数调整和布局设计，通过快速参数化设计形成通用的直升机驾驶舱参数化设计模板，为各型直升机的驾驶舱建模、布局设计、参数优化等工作提供技术基础，能有效提高建模与参数设计的效率和精度、减小设计周期和资源耗费。
附图说明
图1为本发明一种直升机驾驶舱柔性建模方法的一优选实施例的流程示意图；
图2为图1所示实施例的节点布局示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1所示，本发明一种直升机驾驶舱柔性建模方法以全机机体坐标系原点为基准参数化设计眼位点，以驾驶员设计眼位为驾驶舱建模基准，建立驾驶舱内的参数化尺寸链。座椅参考眼位点，脚蹬、周期变矩杆、总矩杆、仪表板和操纵台参考座椅参考点，具体需参数化指标数据如下：
1)座椅参考点：平动X/Y/Z；
2)脚蹬参考点：平动X/Y/Z；
3)周期变矩杆、总矩杆手柄参考点：平动X/Y/Z；
4)仪表板转动角度θ；
5)仪表板的宽度B、高度H；
6)仪表板深度L；
7)仪表板圆弧半径
8)遮光罩深度(上、下)L1/L2；
9)仪表板平动X/Y/Z；
10)操纵台宽度B、高度H。
基于CATIA进行参数化建模，在参数可调整的基本前提下，应该做到尽可能集中管理参数，优化进行参数调整时的步骤和效率。具体建模方法如下：
步骤一、构建CATIA建模环境，对CATIA进行设置；
对CATIA设计树中的参数-测量模块及零件基础结构模块进行参数设置，对选项的参数树视图、结构树显示项目和外部参考进行设置；
步骤二、建立驾驶舱全局构架；
进入CATIA装配设计模块，插入新零件并按驾驶舱部件和模块进行命名，一次性建立各部件的节点，包括基准、座椅、驾驶杆、脚蹬、仪表板、操纵台等等，新零件原点应选择装配原点。
步骤三、创建驾驶舱模型基准；
建立参数：展开创建好的“基准”节点，在零件设计环境内建立参数。
关联参数：插入几何图形集并命名为“参考点”，在此几何图形集下创建各个参考点并与参数关联起来。
发布元素：将所有参考点发布，以便下游设计引用。
步骤四、建立驾驶舱各部件模型；
隐藏所有零件的默认XYZ平面并以发布的该部件参考点为原点重新建立该零件坐标系并将建立的坐标系XYZ平面偏移0mm；
所有草图必须利用定位草图，草图原点类型选择投影点，参考选择该部件参考点并发布其余零件需引用的元素。
步骤五、将参数化模型保存到本地，形成驾驶舱参数化布局模板；
驾驶舱布局设计和模型参数调整是在参数化布局模板内进行，在完成了驾驶舱设备数模构建、并对所有数模已进行坐标系一致性转换的基础上进行快速布局设计。
形成的驾驶舱模型和布局结果可以以三维数模的形式保存，也可以参数文本的形式导出进行备份和报告。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种直升机驾驶舱柔性建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、构建CATIA建模环境；
对CATIA设计树中的参数-测量模块及零件基础结构模块进行参数设置；
对选项的参数树视图、结构树显示项目和外部参考进行设置；
步骤二、建立驾驶舱全局构架；
进入CATIA装配设计模块，建立装配部件的装配目录，并对目录以驾驶舱部件的名称进行命名，并依此建立基准节点及各部件的节点；
步骤三、创建驾驶舱模型参数；
步骤3.1、对已建好的基准节点进行展开并在零件设计环境中建立相对坐标系；
步骤3.2、对基准节点在零件环境下建立几何图集，在几何图集内建立各部件参考点；
步骤3.3、将各部件的参考点与相对坐标系进行关联，并发布；
步骤四、建立驾驶舱各部件的模型；
驾驶舱各部件以步骤三建立的参考点为原点建立自身部件的设计坐标系与XYZ平面；
对部件建立的坐标系与步骤三基准节点内的相对坐标系进行关联，并发布；
步骤五、将建立的参数化模型保存到本地，并形成驾驶舱参数化布局模板；
驾驶舱布局设计和模型参数调整是在参数化布局模板内进行，在完成了驾驶舱设备数模构建、并对所有数模已进行坐标系一致性转换的基础上进行布局设计。
2.根据权利要求1所述直升机驾驶舱柔性建模方法，其特征在于：所述步骤二中，所述节点包括基准、座椅、驾驶杆、脚蹬、仪表板、操纵台。
3.根据权利要求1所述的直升机驾驶舱柔性建模方法，其特征在于：所述步骤二中，进入CATIA装配设计模块，插入新零件并按驾驶舱部件和模块进行命名，一次性建立各部件的节点，所述新零件原点应选择装配原点。
4.根据权利要求1所述的直升机驾驶舱柔性建模方法，其特征在于：所述步骤四中，隐藏所有零件的默认XYZ平面并以发布的该部件参考点为原点重新建立坐标系。
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