本发明涉及航天器数字化设计领域，尤其涉及一种基于模型的航天器仪器板类结构三维设计方法。
背景技术：
在航天器的研制过程中，航天器布局设计完成后，需要对舱体结构提出技术要求，完成对舱体结构以及舱内仪器板的下厂生产。随着航天器结构设计任务的日趋复杂化，在航天器上，尤其是载人航天器上设备众多，仪器板的数量也由十几块上升至几十块甚至几百块，并随航天器技术的发展持续增加，所以再采用传统的二维标注仪器板上安装孔位置的方法就能耗时增加、效率低下，从而影响航天器后续步骤的设计延长设计周期。同时人工的对仪器板上安装孔位置的提取和标注，无法进行信息化处理，容易出现低层次的质量问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种基于模型的航天器仪器板类机构三维设计方法，对航天器仪器板安装孔位进行信息化处理，提高安装孔位提取效率和准确性。
为实现上述发明目的，本发明提供一种基于模型的航天器仪器板类结构三维设计方法，包括：
(a)根据航天器舱内构型信息完成仪器板三维包络模型，得出仪器板包络模型和对应的仪器板的基准坐标系信息；
(b)根据航天器仪器信息完成标准单机设备三维模型，在模型中设备安装孔中心建立孔点并对各孔点命名；
(c)根据标准单机设备三维模型以及仪器板包络模型，完成设备在仪器板上的布局和总装三维布局模型；
(d)根据所述设备在所述仪器板的三维布局模型，批量提取对应仪器板上安装孔信息；
(e)根据所提取的安装孔信息，在步骤(a)的三维包络模型基础上自动装配对应的螺纹埋件，形成详细的仪器板三维下厂模型。
根据本发明的一个方面，在步骤(b)中，按照以下规则对所述孔点命名：xx_p0x_mx；
其中：xx代表设备编号；p0x代表各孔点；mx代表安装孔规格。
根据本发明的一个方面，在步骤(c)中，所述布局和总装三维布局模型中包含在步骤(a)中的仪器板的基准坐标系信息。
根据本发明的一个方面，在步骤(d)中，以步骤(a)中所得仪器板的基准坐标系为原点，根据在步骤(b)中所获得标准单机设备三维模型中的所有安装孔点确定对应的孔点在仪器板上的三维坐标。
根据本发明的一个方面，，基于所得孔点在仪器板上的三维坐标，获得安装孔的位置、规格信息并以excel形式存储。
根据本发明的方法，实现了孔表信息直接通过三维模型快速批量提取，实现了信息化处理，提高了设计效率，避免了以前手动标注安装孔位置所造成的低层次质量问题，保证了设计质量，同时保证了安装孔提取位置与三维模型布局位置的一致性。
另外，提取的孔表信息以表格和数据的形式存储，结构与机构分系统可利用其数据信息，自动生成仪器板带有安装孔的三维模型，提高了数据利用，并保证下厂模型与布局设计模型的一致性，达到下厂与设计同数据源，保证生产质量更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1是示意性表示根据本发明的基于模型的航天器仪器板类结构三维设计方法的流程图；
图2是示意性表示根据本发明的单机设备三维模型孔点命名规则的示图；
图3是示意性表示根据本发明一种实施方式的自动提取的孔表示图。
具体实施方式
此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。
此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。
图1是示意性表示根据本发明的基于模型的航天器仪器板类结构三维设计方法的流程图。如图1所示，根据本发明的基于模型的航天器仪器板类结构三维设计方法包括以下步骤：a.根据航天器舱内构型信息完成仪器板三维包络模型，得出仪器板包络模型和对应的仪器板的基准坐标系信息；b.根据航天器仪器信息完成标准单机设备三维模型，在模型中设备安装孔中心建立孔点并对各孔点命名；c.根据标准单机设备三维模型以及仪器板包络模型，完成设备在仪器板上的布局和总装三维布局模型；d.根据设备在仪器板的三维布局模型，批量提取对应仪器板上安装孔信息；e.根据所提取的安装孔信息，在步骤(a)的三维包络模型基础上自动装配对应的螺纹埋件，形成详细的仪器板三维下厂模型。
具体来说，在步骤a中，可以采用协同设计流程，将航天器机械总体设计系统、设备设计分系统和结构机构设计分系统根据同一个信息源(如航天器任务要求)开展设计，结构机构设计分系统的设计包括航航天器仪器板的三维包络模型设计，仪器板的三维包络模型中包括仪器板的基准坐标信息，即设计完成的仪器板三维包络模型中包含仪器板的基准坐标。
每块仪器板三维包络模型中的基准坐标信息为每块仪器板上的两个基准坐标系，定义仪器板一面的基准坐标系为正面基准坐标系，仪器板另一面的基准坐标系为反面基准坐标系。基准坐标系设计在仪器板长边的中心位置，所有仪器板上的正面基准坐标系的xyz的方向均指向同一个方向，所有仪器板上的反面基准坐标系的xyz的方向均指向同一个方向。
接着进行步骤b。在步骤b中，各设备设计分系统需要建立本系统中所有单机设备的标准单机设备三维模型，并在单机设备安装孔中心位置处建立孔点并对各个孔点按照命名规则进行命名。
如图2所示，在本实施方式中，各个孔点的命名规则为：xx_p0x_mx，其中xx表示单机设备编号，例如xx为c601，表示某一种用于航天器中的设备。p0x表示孔位顺序号，例如p01表示设备上第一个孔位，p02表示设备上第二个孔位。mx表示与螺纹孔配合的螺钉对应的安装孔标识，即安装孔的规格，例如m4、m5、m6，分别表示仪器板上需要留有大小为m4、m5、m6的安装孔。
所有的标准单机设备三维模型建立完成，并且所有的孔点建立、命名完成后，进行步骤c。在步骤c中，根据步骤a和步骤b中的仪器板三维包络模型和标准单机设备三维模型，完成仪器板上单机设备的布局以及总装设计。
在步骤d中，确认步骤c中仪器板三维包络模型和单机设备三维模型布局正确后，进行批量提取对应仪器板上安装孔信息。具体来说，根据单机设备与对应仪器板的布局，选取对应仪器板的基准坐标系。例如，若单机设备位于对应仪器板的正面，则选择正面基准坐标系，若单机设备位于对应仪器板的反面，则选择反面基准坐标系。然后以选取的仪器板基准坐标系为原点，遍历对应模型下所有标准设备的安装孔点(步骤b中建立的孔点)，算出每个安装孔点在仪器板基准坐标系的xyz值，并根据孔点命名规则可以提取出每个孔点对应的规格大小，即提取出仪器板上安装孔位置信息和规格信息，并以表格的形式，例如excel表格的形式进行存储。如图3所示，其中标号h表示仪器板上安装孔位顺序，x、z表示坐标信息，模型名称表示位于哪一个模型中。
最后在步骤e，可以将提取出的孔表信息传递至递给结构与机构分系统，结构与机构分系统将受控的孔表信息进行提取，并完成仪器板上安装孔信息的自动装配，最终据此进行下厂生产。
根据本发明的方法，实现了孔表信息直接通过三维模型快速批量提取，实现了信息化处理，提高了设计效率，避免了以前手动标注安装孔位置所造成的低层次质量问题，保证了设计质量，同时保证了安装孔提取位置与三维模型布局位置的一致性。
另外，提取的孔表信息以表格和数据的形式存储，结构与机构分系统可利用其数据信息，自动生成仪器板带有安装孔的三维模型，提高了数据利用，并保证下厂模型与布局设计模型的一致性，达到下厂与设计同数据源，保证生产质量更好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。