專利名稱：一種計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)中的三維CAD及其二次開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，主要是利用三維CAD及其二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的一種計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前，以CAD/CAE/CAM為代表的現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)方法正逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。三維下的CAD可以有效地克服二維狀態(tài)下零部件幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系無(wú)法清晰、直觀表達(dá)的弊端，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期普遍縮短，設(shè)計(jì)質(zhì)量也得到大大提高。以依據(jù)算法的結(jié)構(gòu)性能分析和計(jì)算機(jī)輔助繪圖為主要特征的傳統(tǒng)CAD技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的成功應(yīng)用，引起設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的一場(chǎng)深刻變革。但是通用CAD軟件中純幾何的信息無(wú)法很好地反映工程實(shí)際。同時(shí)由于現(xiàn)行CAD系統(tǒng)大部分采用標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤和鼠標(biāo)作為輸入設(shè)備，對(duì)使用者提出了很高的專業(yè)技能要求，很難實(shí)現(xiàn)流暢的人機(jī)交互，限制了設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維。而且，系統(tǒng)操作的復(fù)雜性也使設(shè)計(jì)師無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)對(duì)眾多的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面、綜合地考察。
汽車性能的優(yōu)劣不僅取決于組成汽車的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，即總體設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和各總成及部件在統(tǒng)一的整車系統(tǒng)中的布置。汽車底盤作為和發(fā)動(dòng)機(jī)、車身并列的三大總成之一，對(duì)于汽車的質(zhì)量和性能具有舉足輕重的作用。底盤總布置是汽車總體設(shè)計(jì)不可或缺的重要組成部分。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服了通用CAD軟件不能很好地支持工程設(shè)計(jì)的弊端，本發(fā)明提供了一種利用三維CAD及其二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法，建立轎車底盤總成三維參數(shù)化模型庫(kù)。實(shí)現(xiàn)底盤總成在三維環(huán)境下的快速布置與參數(shù)化修改。在總成位置及尺寸變化時(shí)，實(shí)現(xiàn)各總成位置及參數(shù)之間相應(yīng)變化，保持了各總成之間的相關(guān)性。在總布置過(guò)程中，還可按照設(shè)計(jì)原則或知識(shí)檢查各零部件之間是否存在靜態(tài)干涉和間隙大小。本發(fā)明大大提高了轎車底盤總布置裝配的效率和質(zhì)量，為轎車底盤的虛擬設(shè)計(jì)和虛擬開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案。這種計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法，其步驟如下1)采用三維CAD參數(shù)化建模技術(shù)，建立轎車底盤總成三維參數(shù)化模型庫(kù)；抽取各零部件的總體參數(shù)，即與總布置有關(guān)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)這些總體參數(shù)控制零部件的簡(jiǎn)化模型，進(jìn)行變量化、參數(shù)化設(shè)計(jì)，在底盤裝配時(shí)，通過(guò)修改相應(yīng)參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)汽車零部件的快速布置和基本結(jié)構(gòu)尺寸的動(dòng)態(tài)修改；2)確定轎車底盤裝配樹(shù)形結(jié)構(gòu)；3)確定轎車底盤總成裝配方式；底盤的總體結(jié)構(gòu)和總成，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行組織，零件裝配的基本方式為坐標(biāo)點(diǎn)裝配；4)采用裝配相關(guān)性驅(qū)動(dòng)技術(shù)及CAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各分總成在底盤大總成中的快速布置及參數(shù)化修改。
本發(fā)明的有益效果是，可以很好地發(fā)揮其對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)的支持和指導(dǎo)作用，提高轎車底盤總體布置的效率和質(zhì)量，促進(jìn)轎車底盤產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)，適應(yīng)快速多變的國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。


圖1是總布置裝配關(guān)系樹(shù)型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是總成裝配流程圖。
其中，A當(dāng)前總成，B裝配A所依賴的總成，C當(dāng)前裝配體中除A外的其他總成，W當(dāng)前總裝配體。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明所述的這種利用三維CAD及其二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法，其步驟如下1、建立轎車底盤總成三維參數(shù)化模型庫(kù)抽取各零部件的總體參數(shù)，即與總布置有關(guān)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，如表征零部件外形輪廓的長(zhǎng)、寬、高等尺寸，零部件的定位基準(zhǔn)等。通過(guò)這些總體參數(shù)控制零部件的簡(jiǎn)化模型，進(jìn)行變量化、參數(shù)化設(shè)計(jì)。在底盤裝配時(shí)，通過(guò)修改相應(yīng)參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)汽車零部件的快速布置和基本結(jié)構(gòu)尺寸的動(dòng)態(tài)修改。
2、確定轎車底盤裝配樹(shù)形結(jié)構(gòu)在裝配體中各個(gè)總成的零件和子部件之間構(gòu)成了裝配關(guān)系樹(shù)。在建立底盤裝配模型之前，需要先建立好底盤參數(shù)化總裝配的樹(shù)型結(jié)構(gòu)，如圖1所示。參數(shù)化總裝配樹(shù)型結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)為所要建立的底盤文件，各大總成作為樹(shù)型結(jié)構(gòu)的一級(jí)子節(jié)點(diǎn)，對(duì)于復(fù)雜的總成還有二級(jí)甚至三級(jí)子接點(diǎn)。父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系由相關(guān)參數(shù)聯(lián)系，這些參數(shù)包括配合參數(shù)和安裝定位參數(shù)(尺寸參數(shù)、位置參數(shù))。
3、確定轎車底盤總成裝配方式底盤的總體結(jié)構(gòu)，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行組織；對(duì)于總成，如果需要重新設(shè)計(jì)，則采用和總體結(jié)構(gòu)相同的組織方式；如果總成系沿用件，則完全沒(méi)有必要再進(jìn)行設(shè)計(jì)，只需將已有總成通過(guò)合理的方式裝配到底盤上?？偝上路挚偝傻脑O(shè)計(jì)也可采用相同的方式來(lái)決定使用何種設(shè)計(jì)方式。零件裝配的基本方式為坐標(biāo)點(diǎn)裝配。
4、實(shí)現(xiàn)各分總成在底盤大總成中的快速布置及參數(shù)化修改各分總成在底盤坐標(biāo)系中的位置采用兩種裝配方式引入坐標(biāo)點(diǎn)裝配和通過(guò)約束裝配.各分總成在底盤坐標(biāo)系中的裝配關(guān)系包括平移和旋轉(zhuǎn)，若令T表示平移，Rx表示繞x軸旋轉(zhuǎn)α角，Ry表示繞y軸旋轉(zhuǎn)β角，Rz表示繞z軸旋轉(zhuǎn)γ角，則底盤坐標(biāo)系中一點(diǎn)P(x，y，z)經(jīng)過(guò)平移和旋轉(zhuǎn)后變?yōu)镻′(x′，y′，z′)，這兩點(diǎn)之間的關(guān)系為(x′，y′，z′，1)＝(x，y，z，1)·T·Rx·Ry·Rz(1)Rx、Ry、Rz的乘積順序依繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)次序確定排列先后，式中T=100001000010ΔxΔyΔz1]]>Rx=10000cosαsinα00-sinαcosα00001]]>Ry=cosβ0-sinβ00100sinβ0cosβ00001]]>Rz=cosγsinγ00-sinγcosγ0000100001]]>為了實(shí)現(xiàn)汽車底盤的變型設(shè)計(jì)，除了要有大量的三維參數(shù)化圖形庫(kù)外，還必須建立零部件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，即實(shí)現(xiàn)底盤總布置裝配設(shè)計(jì)的相關(guān)性。為了實(shí)現(xiàn)底盤裝配的相關(guān)性，在Pro/E環(huán)境下采用Pro/TOOLKIT技術(shù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，采用Interpart Expressions和MatingConditions技術(shù)對(duì)底盤總體裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和控制。裝配流程圖如圖2所示。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于主要步驟如下1)采用三維CAD參數(shù)化建模技術(shù)，建立轎車底盤總成三維參數(shù)化模型庫(kù)；抽取各零部件的總體參數(shù)，即與總布置有關(guān)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)這些總體參數(shù)控制零部件的簡(jiǎn)化模型，進(jìn)行變量化、參數(shù)化設(shè)計(jì)，在底盤裝配時(shí)，通過(guò)修改相應(yīng)參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)汽車零部件的快速布置和基本結(jié)構(gòu)尺寸的動(dòng)態(tài)修改；2)確定轎車底盤裝配樹(shù)形結(jié)構(gòu)；3)確定轎車底盤總成裝配方式；底盤的總體結(jié)構(gòu)和總成，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行組織，零件裝配的基本方式為坐標(biāo)點(diǎn)裝配；4)采用裝配相關(guān)性驅(qū)動(dòng)技術(shù)及CAD二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各分總成在底盤大總成中的快速布置及參數(shù)化修改。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于確定轎車底盤裝配樹(shù)形結(jié)構(gòu)在裝配體中各個(gè)總成的零件和子部件之間構(gòu)成了裝配關(guān)系樹(shù)，參數(shù)化總裝配樹(shù)型結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)為所要建立的底盤文件，各大總成作為樹(shù)型結(jié)構(gòu)的一級(jí)子節(jié)點(diǎn)，對(duì)于復(fù)雜的總成還有二級(jí)甚至三級(jí)子接點(diǎn)，父節(jié)點(diǎn)與子節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系由相關(guān)參數(shù)聯(lián)系，這些參數(shù)包括配合參數(shù)和安裝定位參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)各分總成在底盤大總成中的快速布置及參數(shù)化修改各分總成在底盤坐標(biāo)系中的位置采用兩種裝配方式引入坐標(biāo)點(diǎn)裝配和通過(guò)約束裝配，各分總成在底盤坐標(biāo)系中的裝配關(guān)系包括平移和旋轉(zhuǎn)，若令T表示平移，Rx表示繞x軸旋轉(zhuǎn)α角，Ry表示繞y軸旋轉(zhuǎn)β角，Rz表示繞z軸旋轉(zhuǎn)γ角，則底盤坐標(biāo)系中一點(diǎn)P(x，y，z)經(jīng)過(guò)平移和旋轉(zhuǎn)后變?yōu)镻′(x′，y′，z′)，這兩點(diǎn)之間的關(guān)系為(x′，y′，z′，1)＝(x，y，z，1)·T·Rx·Ry·Rz(1)Rx、Ry、Rz的乘積順序依繞x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)次序確定排列先后，式中T=100001000010ΔxΔyΔz1]]>Rx=10000cosαsinα00-sinαcosα00001]]>Ry=cosβ0-sinβ00100sinβ0cosβ00001]]>Rz=cosγsinγ00-sinγcosγ0000100001.]]>
全文摘要
本發(fā)明主要是涉及一種計(jì)算機(jī)輔助的轎車底盤總布置的實(shí)現(xiàn)方法，其步驟如下1)建立轎車底盤總成三維參數(shù)化模型庫(kù)；抽取各零部件的總體參數(shù)，通過(guò)這些總體參數(shù)控制零部件的簡(jiǎn)化模型，進(jìn)行變量化、參數(shù)化設(shè)計(jì)，在底盤裝配時(shí)，通過(guò)修改相應(yīng)參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)汽車零部件的快速布置和基本結(jié)構(gòu)尺寸的動(dòng)態(tài)修改；2)確定轎車底盤裝配樹(shù)形結(jié)構(gòu)；3)確定轎車底盤總成裝配方式；底盤的總體結(jié)構(gòu)和總成，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行組織，零件裝配的基本方式為坐標(biāo)點(diǎn)裝配。本發(fā)明的有益效果是，可以很好地發(fā)揮其對(duì)設(shè)計(jì)活動(dòng)的支持和指導(dǎo)作用，提高轎車底盤總體布置的效率和質(zhì)量，促進(jìn)轎車底盤產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)，適應(yīng)快速多變的國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1750009SQ20051006102
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月9日
發(fā)明者黃建根, 寧連利 申請(qǐng)人:萬(wàn)向錢潮股份有限公司