一种直升机综合试验台的三维布线设计方法
【专利摘要】一种直升机综合试验台的三维布线设计方法，属于直升机综合试验领域。其特征在于，包括如下步骤：绘制二维接线图，明确电气设备代号、电器元件和电缆的型号及相互之间的接线关系；机械结构建模；电气零件建模及装配,并与步骤二的机械结构模型按约束条件装配；按步骤一的接线图，将步骤三中的电气零件用三维线束连接；对完成三维布线后的直升机综合试验台进行电磁兼容性和空间干涉检查，并根据检测结果进行布线路径的调整。本发明采用三维立体布线，模拟实物的装配尺寸，实现了直升机综合试验台布线可视化装配，弥补了二维图形难以表达出线束敷设路径、无法对零件和线束间进行干涉分析的缺陷。
【专利说明】一种直升机综合试验台的三维布线设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于直升机综合试验领域，涉及直升机综合试验台的三维布线设计方案，特别适用于直升机综合试验台研制过程中电气系统三维布线。
【背景技术】
[0002]目前，直升机综合试验中常用的线束图基本都是二维的，传统综合试验台电气系统流程如图1所示。这种电布线设计方法，可能导致如下问题:
[0003]I)设计周期长，耗时耗力
[0004]负责出接线图和接线表的布线工艺师只能被动接受电气系统的原理，且二维接线图不直观，易造成遗漏，返工率高。而在传统的布线生产工艺中，一般根据整机实体的装配情况及个人的经验进行线束敷设，然后在布线过程中，再依据工艺布线原则来不断地纠正不合理布线，耗时耗力。
[0005]2)线缆长度无法精确预估
[0006]通常是通过在样机上比试确定电缆长度，电气设计只能滞后于机体结构设计；t匕试长度不精确，一般会采用“宁长不短”的原则，留很大的余量，造成浪费。
[0007]3)布线设计与结构设计之间产生干涉
[0008]二维布线图只能对电缆的大致走向进行描述，空间感不强，根据二维图铺设电缆时经常发现电缆走向与机体结构的干涉。
[0009]4)绑扎美观性差，常因绑扎不合理埋下安全隐患。
[0010]这些潜在的问题使传统的电气布线设计方法成为影响直升机综合试验台电气系统设计的瓶颈技术之一。
【发明内容】
[0011]本发明的目的:
[0012]直升机综合试验台包含众多子系统，电气设备和电缆纷繁复杂，本发明旨在提高其线束设计精度，规范电气布线工艺。
[0013]本发明的技术方案:
[0014]本发明采用电气工程师向结构设计工程师提安装要求，电气布线与直升机机体结构及测控间布局同步设计，在具体的电气布线设计过程中将二维绘图软件与三维布线设计软件结合，将直升机综合试验台各系统模块化，在具有开放性的软件环境中实现各系统的组合装配，最终完成直升机综合试验台三维布线。
[0015]一种直升机综合试验台的三维布线设计方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0016]第一，绘制二维接线图:明确电气设备代号、电器元件和电缆的型号及相互之间的接线关系；
[0017]第二，机械结构建模:建立第一步骤中所述电气设备和电器元件所依附的机械结构模型；
[0018]第三，电气零件建模及装配:建立电气设备和电器元件的机械模型，定义其电气属性；并与步骤二的机械结构模型按约束条件装配；
[0019]第四，按步骤一的接线图，将步骤三中的电气零件用三维线束连接；
[0020]第五，对完成三维布线后的直升机综合试验台进行电磁兼容性和空间干涉检查，并根据检测结果进行布线路径的调整。
[0021]所述第二步骤中机械结构建模方法:按坐标建立控制柜及控制柜内端子排导轨、机舱内设备支架的数模，或建立控制柜及控制柜内端子排导轨、机舱内设备支架的数模后，装配到控制柜和机舱内相应位置。
[0022]所述第四步骤中电气零件用三维线束连接的方法为:设置电缆的直径、转弯半径和松弛度参数，模拟传统的穿线过程，包括线束压接、电缆过孔和卡箍支撑，将线束敷设到测控间设备和机舱内设备之间。
[0023]本发明的关键点:
[0024]直升机试验台设备和设备支架要按装配坐标进行设计，三维布线过孔处要进行线束直径的估算，实际生产的线束长度要留有5%的余量。
[0025]本发明的有益效果:
[0026]本发明采用三维立体布线，模拟实物的装配尺寸，实现了直升机综合试验台布线可视化装配，弥补了二维图形难以表达出线束敷设路径、无法对零件和线束间进行干涉分析的缺陷。与传统方法相比，使用三维立体布线有以下优点:
[0027](I)在人工费用、工作效率、资源管理配置、卡箍设计合理性等方面有质的飞跃。
[0028](2)费用更低，改变了传统卡箍制作的滞后性。
[0029](3)所有的设计数据都存在计算机中，实现了电气布线设计与机体结构的同步设计，由中心数据库统一管理，为不同专业的工程师提供更加准确并可重复利用的一致数据信息。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是直升机综合试验台布局示意图
[0031]图2是传统电气布线设计方案流程图
[0032]图3是本发明实施例进行三维布线设计的流程图
【具体实施方式】
[0033]结合直升机综合试验台电气装置和线束分支多，确定了直升机试验台三维布线的具体建模过程。
[0034](I)接线图的设计和分析
[0035]按照测控间和机舱内设备厂家提供的产品说明和设备要实现的功能，归纳总结设备之间的接线关系；参阅相应的航空产品设计规范，选取合适的电缆型号；确定电气总体设计方案，按照总体方案用AutoCAD软件进行二维接线图绘制，接线图中只需提供设备代号和设备之间的电缆型号即可。
[0036](2)机械结构建模
[0037]实施例中机械结构指的是实际待布线的直升机机舱结构和测控间内的控制柜，及机舱内和控制柜内数量纷繁众多的电气设备、设备支架和端子排导轨，在设计之初需按装配关系，即在测控间整体坐标及直升机机体坐标位置处建立电气设备、设备支架和端子排导轨的数模。
[0038](3)电气零件建模和装配
[0039]查阅电气零件(端子排、航插、后附件、卡箍)样本图册，选取合适的电气零件，在CATIA软件Part Design环境下建立其机械模型,应用Electrical Part Desigh模块对已建立的机械模型进行电气属性定义，并装配到测控间及机舱内电气设备、设备支架、端子排导轨的对应位置。
[0040](4)三维线束敷设
[0041]应用CATIA软件中的EHA模块进行线束敷设。进入Electrical Harness Assembly环境，设置线缆的直径、转弯半径和松弛度参数，模拟传统的穿线过程(线束压接、电缆过孔、卡箍支撑)，将线束敷设到测控间设备和机舱内设备之间。
[0042](5)电磁兼容性和空间干涉检查
[0043]利用CATIA内部算法进行电磁兼容性和空间干涉检查，并根据检测结果进行布线路径的调整。
【权利要求】
1.一种直升机综合试验台的三维布线设计方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一，绘制二维接线图:明确电气设备代号、电器元件和电缆的型号及相互之间的接线关系; 第二，机械结构建模:建立第一步骤中所述电气设备和电器元件所依附的机械结构模型； 第三，电气零件建模及装配:建立电气设备和电器元件的机械模型，定义其电气属性；并与步骤二的机械结构模型按约束条件装配； 第四，按步骤一的接线图，将步骤三中的电气零件用三维线束连接； 第五，对完成三维布线后的直升机综合试验台进行电磁兼容性和空间干涉检查，并根据检测结果进行布线路径的调整。
2.根据权利要求1所述的直升机综合试验台的三维布线设计方法，其特征在于，所述第二步骤中机械结构建模方法:按坐标建立控制柜及控制柜内端子排导轨、机舱内设备支架的数模，或建立控制柜及控制柜内端子排导轨、机舱内设备支架的数模后，装配到控制柜和机舱内相应位置。
3.根据权利要求1所述的直升机综合试验台的三维布线设计方法，其特征在于，所述第四步骤中电气零件用三维线束连接的方法为:设置电缆的直径、转弯半径和松弛度参数，模拟传统的穿线过程，包括线束压接、电缆过孔和卡箍支撑，将线束敷设到测控间设备和机舱内设备之间。
【文档编号】G06F17/50GK104239610SQ201410424645
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】马峰涛, 白莉 申请人:中国直升机设计研究所