專利名稱：一種分節(jié)式電容液位計(jì)的自動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械CAD開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，涉及機(jī)械產(chǎn)品中的結(jié)構(gòu)相近，零部件尺寸不同的非標(biāo)產(chǎn)品的自動(dòng)化、模塊化、參數(shù)化、可視化的快速開(kāi)發(fā)快速設(shè)計(jì)問(wèn)題，通過(guò)此設(shè)計(jì)平臺(tái)，能夠在輸入必要的參數(shù)后，獲得新的產(chǎn)品的零部件三維可視圖及三維總裝配圖，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，避免無(wú)必要的重復(fù)勞動(dòng)。此發(fā)明是基于分節(jié)式電容液位計(jì)的設(shè)計(jì)的而展開(kāi)的，但是其技術(shù)原理的應(yīng)用范圍并不僅限于分節(jié)式電容液位計(jì)。背景知識(shí)產(chǎn)品模塊化技術(shù)、三維可視化技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)及虛擬自動(dòng)裝配技術(shù)是現(xiàn)代產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中使用的技術(shù)，綜合利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型和參數(shù)化設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化特征、系列化特征，通過(guò)三維可視化表征方法構(gòu)造虛擬原型并進(jìn)行虛擬裝配，可以顯著加快產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期?！?duì)于很多結(jié)構(gòu)相似、零部件尺寸不同的產(chǎn)品，按傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，某一尺寸的變化無(wú)法使圖紙上與其相關(guān)聯(lián)的尺寸也相應(yīng)的發(fā)生變化，每修改一次就要重新設(shè)計(jì)并繪制零部件和裝配體，浪費(fèi)了大量的人力和時(shí)間成本，制約著新產(chǎn)品的研制進(jìn)度。分節(jié)式電容液位計(jì)是目前國(guó)內(nèi)測(cè)量液氫、液氧等低溫液體液位的主要設(shè)備，其具有產(chǎn)品零部件多、重復(fù)性出現(xiàn)次數(shù)多、裝配繁瑣等特點(diǎn)。對(duì)于不同容積的低溫液體儲(chǔ)存容器和不同測(cè)量精度要求，分節(jié)式電容液位計(jì)的設(shè)計(jì)高度、直徑、外管長(zhǎng)度、外管節(jié)數(shù)和內(nèi)外管間隙是不同的，但其總體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相似。因此，若用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)，則需要對(duì)產(chǎn)品重新繪制零件圖及裝配圖，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度被推遲，造成大的經(jīng)濟(jì)損失?；谀K化的設(shè)計(jì)方法，能夠使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的同時(shí)建立模塊庫(kù)，極大的方便后續(xù)設(shè)計(jì)工作。同時(shí)，采用三維建模技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化表征，為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)可視化的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，明確地表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，避免在二維設(shè)計(jì)軟件中由于疏忽或理解偏差而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的出現(xiàn)，同時(shí)也有利于后續(xù)的對(duì)產(chǎn)品的零部件進(jìn)行各種虛擬性能分析。通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法定義零件的參數(shù)，就可以自動(dòng)完成對(duì)圖形中相關(guān)部分的尺寸的修改，實(shí)現(xiàn)零部件三維圖形的驅(qū)動(dòng)，完成產(chǎn)品的重生。因此，模塊化、參數(shù)化產(chǎn)品自動(dòng)設(shè)計(jì)可以顯著提高設(shè)計(jì)和繪圖效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了分節(jié)式電容液位計(jì)的模塊化、參數(shù)化的自動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)。意在解決結(jié)構(gòu)相似，零部件尺寸不同的產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的，其原理流程圖如附圖I所示I為已有的產(chǎn)品型號(hào)建立參數(shù)化的三維模型，設(shè)置好自動(dòng)裝配所需要的各種基準(zhǔn)。參數(shù)化建立的三維零件圖包括內(nèi)套管、長(zhǎng)外套管、短外套管、隔離環(huán)、支撐環(huán)、彈簧壓緊裝置、球形連接接頭、球面吊桿、上封頭、內(nèi)襯管、支撐架、轉(zhuǎn)接頭、外護(hù)管、焊片、絕緣套等。2對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模塊劃分，以方便管理與裝配為原則，把整個(gè)產(chǎn)品劃分成不同的功能模塊，所劃分的模塊包括球面吊桿模塊、彈簧壓緊模塊、長(zhǎng)外管及隔離環(huán)模塊、短外管及隔離環(huán)模塊、段與段連接模塊、整流板模塊、內(nèi)管模塊、外護(hù)管模塊、上封頭及其連接模塊
坐寸O3利用產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算模塊，根據(jù)給定的容器的高度和外套管的長(zhǎng)度反推液位計(jì)的長(zhǎng)度，得到一個(gè)小于且接近于給定容器高度的值，然后根據(jù)獲得的液位計(jì)的長(zhǎng)度并進(jìn)一步確定液位計(jì)的段數(shù)、內(nèi)管長(zhǎng)度及外套管的個(gè)數(shù)等，4打開(kāi)自動(dòng)裝配程序模塊，以第二步中劃分好的模塊為基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)裝配，完成整個(gè)產(chǎn)品的虛擬裝配。5把第三步中獲得的數(shù)據(jù)賦值給產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的參數(shù)變量，并對(duì)這個(gè)裝配體進(jìn)行重 新生成操作，獲得以第三步參數(shù)為基礎(chǔ)的新的裝配體，保存新裝配體及其零部件三維圖，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程完成。分節(jié)式電容液位計(jì)產(chǎn)品自動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)。藉此提高非標(biāo)機(jī)械的設(shè)計(jì)、研制效率，大大簡(jiǎn)化產(chǎn)品系列化研發(fā)的工作量，縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性勞動(dòng)，將設(shè)計(jì)人員從繁重的重復(fù)性繪圖中解脫出來(lái)，更加關(guān)注產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和創(chuàng)新。同時(shí)，可以將非標(biāo)設(shè)計(jì)的成果和經(jīng)驗(yàn)固化在非標(biāo)自動(dòng)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)上，避免由于人員流動(dòng)造成的技術(shù)斷檔，對(duì)提高非標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率有著重要意義。


附圖I為平臺(tái)工作原理圖附圖2為分節(jié)式電容液位計(jì)部分三維零件圖附圖3為分節(jié)式電容液位計(jì)部分模塊劃分圖附圖4為分節(jié)式電容液位計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)模塊對(duì)話框附圖5為分節(jié)式電容液位計(jì)自動(dòng)裝配過(guò)程附圖6為分節(jié)式電容液位計(jì)結(jié)構(gòu)三維立體圖附圖7為參數(shù)驅(qū)動(dòng)對(duì)話框
具體實(shí)施例方式下面就以分節(jié)式電容液位計(jì)的自動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)為實(shí)例，來(lái)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施步驟做一說(shuō)明I對(duì)分節(jié)式電容液位計(jì)的各個(gè)零件進(jìn)行參數(shù)化建模，并在特征間建立有效的關(guān)系式，達(dá)到修改某一特征參數(shù)，與之相關(guān)聯(lián)的特種參數(shù)也隨之改變，避免了重新建立模型。分節(jié)式電容液位計(jì)的零部件包括內(nèi)套管、長(zhǎng)外套管、短外套管、隔離環(huán)、支撐環(huán)、傳力筒、彈簧、球形連接接頭、球面吊桿、上封頭、內(nèi)襯管、支撐架、轉(zhuǎn)接頭、外護(hù)管、焊片、絕緣套等。其中部分零部件如附圖2所示。2對(duì)分節(jié)式電容液位計(jì)進(jìn)行模塊劃分，把液位計(jì)按功能的不同劃分成不同的模塊，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行自動(dòng)化裝配，并對(duì)模塊中的參數(shù)進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)，使之成為一個(gè)統(tǒng)一體。分節(jié)式電容液位計(jì)所劃分的模塊包括球面吊桿模塊、彈簧壓緊模塊、長(zhǎng)外管及隔離環(huán)模塊、短外管及隔離環(huán)模塊、段與段連接模塊、整流板模塊、內(nèi)管模塊、外護(hù)管模塊、上封頭及其連接模塊等。其部分模塊的三維結(jié)構(gòu)圖如附圖3所示。3啟動(dòng)分節(jié)式電容液位計(jì)自動(dòng)設(shè)計(jì)模塊，在模塊界面中輸入裝載電容液位計(jì)容器的有效高度及電容液位計(jì)的長(zhǎng)外管的長(zhǎng)度，該模塊程序會(huì)根據(jù)給定的容器的高度和外套管的長(zhǎng)度反推液位計(jì)的長(zhǎng)度，得到一個(gè)接近于給定容器高度的值；然后，模塊程序會(huì)根據(jù)液位計(jì)的真實(shí)長(zhǎng)度自動(dòng)計(jì)算出整個(gè)分節(jié)式電容液位計(jì)所需的段數(shù)、每段的長(zhǎng)度、內(nèi)管的長(zhǎng)度、外管在每段內(nèi)管上的平均節(jié)數(shù)等參數(shù)，從而完成分節(jié)式電容液位計(jì)主要設(shè)計(jì)參數(shù)的獲取工作。其工作界面與參數(shù)如附圖4所示。4啟動(dòng)自動(dòng)裝配模塊，調(diào)入所需要裝配的分節(jié)式電容液位計(jì)模塊，依照定義好的裝配關(guān)系，按從頂層到底層的順序選擇裝配基準(zhǔn)所在的模塊原件，完成產(chǎn)品的自動(dòng)裝配，成為一個(gè)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的整體產(chǎn)品。其自動(dòng)化裝配的過(guò)程如附圖5所示，最終完成裝配的電容液位計(jì)產(chǎn)品實(shí)例如附圖6所示。5啟動(dòng)參數(shù)設(shè)置模塊，可以在對(duì)話框中進(jìn)行步驟3中所獲得的分節(jié)式電容液位計(jì)的參數(shù)變量查看和修改等操作，輸入新的產(chǎn)品參數(shù)變量數(shù)值代替其已有的數(shù)值，對(duì)模型進(jìn)行重生操作，就可以獲得由新變量驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模型。參數(shù)驅(qū)動(dòng)對(duì)話框及其參數(shù)變量的建立如附圖7所示。 至此，完整的分節(jié)式電容液位計(jì)的自動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程完成。
權(quán)利要求
1.分節(jié)式電容液位計(jì)的自動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)包括分節(jié)式電容液位計(jì)自動(dòng)設(shè)計(jì)模塊、三維產(chǎn)品虛擬自動(dòng)裝配模塊、分節(jié)式電容液位計(jì)參數(shù)設(shè)置模塊、分節(jié)式電容液位計(jì)參數(shù)化三維零件模型、分節(jié)電容液位計(jì)模塊化三維部件模型。
2.如權(quán)利要求I中所述的分節(jié)式電容液位計(jì)的自動(dòng)設(shè)計(jì)模塊依據(jù)輸入?yún)?shù)計(jì)算核心變量。其計(jì)算方法是根據(jù)給定的容器的高度和外套管的長(zhǎng)度反推液位計(jì)的長(zhǎng)度，得到一個(gè)小于且接近于給定容器高度的值，然后根據(jù)獲得的液位計(jì)的長(zhǎng)度來(lái)確定液位計(jì)的段數(shù)、內(nèi)管長(zhǎng)度及外套管的個(gè)數(shù)等，再根據(jù)所獲得的段數(shù)來(lái)模塊化自動(dòng)裝配分節(jié)式電容液位計(jì)，并根據(jù)其他數(shù)據(jù)來(lái)改變分節(jié)式電容液位計(jì)的各個(gè)參數(shù)，從而快速設(shè)計(jì)出所需要的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分節(jié)式電容液位計(jì)的自動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，意在解決結(jié)構(gòu)特征相似，零部件尺寸和數(shù)量不同的產(chǎn)品的快速設(shè)計(jì)問(wèn)題。此平臺(tái)通過(guò)下面的步驟實(shí)現(xiàn)分節(jié)式電容液位計(jì)的快速設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)首先對(duì)分節(jié)式電容液位計(jì)建立參數(shù)化的三維模型，接著按功能對(duì)電容液位計(jì)進(jìn)行模塊劃分；然后在自動(dòng)設(shè)計(jì)模塊中計(jì)算液位計(jì)參數(shù)；接著自動(dòng)對(duì)液位計(jì)進(jìn)行裝配；最后通過(guò)改變參數(shù)調(diào)整產(chǎn)品設(shè)計(jì)。零件的參數(shù)由參數(shù)化設(shè)計(jì)方法定義，自動(dòng)完成對(duì)圖形中相關(guān)部分的尺寸修改，驅(qū)動(dòng)零部件三維模型重生，完成產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。將非標(biāo)設(shè)計(jì)的成果和經(jīng)驗(yàn)固化在非標(biāo)自動(dòng)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)上，可以大幅提高設(shè)計(jì)和繪圖效率，降低設(shè)計(jì)人員的重復(fù)性勞動(dòng)，節(jié)省時(shí)間和資源。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102955864SQ20111023838
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者周磊, 劉國(guó)西, 朱子環(huán), 耿衛(wèi)國(guó), 趙和平, 蘇韜 申請(qǐng)人:北京航天峰光電子技術(shù)有限責(zé)任公司