冲击机构装配图参数化设计研究

图1

　　V_y.2=V_y.1
　　V_x.2=V_x.1+VL.0-VL.2
　　V_z.2=V_z.1
　　VL.2=VL.1
　　VW.2=VW.1
　　L.2=L.1
　　W.2=W.1
　　H.1=H.2
式中　V_x.1、V_y.1、V_z.1——装配关系中1号图素的三个方向的坐标
　　　V_x.2、V_y.2、V_z.2——装配关系中2号图素的三个方向的坐标
　　　L.1、W.1、H.1——分别为1号图素的长、宽、高
　　　L.2、W.2、H.2——分别为2号图素的长、宽、高
　　　VL.0——该装配关系中的装配尺寸
　　建立装配模型时，该表达式存贮在装配模型数据结构的关系描述表中。

3　装配模型的建立

　　装配模型的数据结构有多种形式，如有利用图结构中的节点来存贮零件信息，利用边来存贮零件间定位关系和变换信息的形式，亦有利用树结构建立零件间的定位图(Location graph)，树的边对应固定的变换矩阵的形式。在笔者进行的冲击机构装配图参数化研究时采用了如图2所示的数据结构形式。在该数据结构中所有零件或图素直接连接在它所属的装配中，而相互间关系用CSG树状形式表达。此模型能分别处理装配体的体信息和装配体内零部件之间的关联信息。在概念设计阶段，设计者可重点考虑产品零部件的相互关系，而在零件的详细设计阶段，则可把大部分精力都集中在零件的实体信息上。

图2

　　在装配模型的数据结构中，节点中各零件的信息存贮在各自节点下的零件(图素)链表中，通过对装配体零件表的访问，可获得相应的图形住处。通过对装配系描述表中的表达式的求解，可将装配树中的各零件的定位基点和几何尺寸变量值更新。根据零件(图素)新旧的定位点，可自动产生将图素变换到新的坐标位置的变换矩阵。

［P］=［T］P_m

式中　［T］=［T_s］［T_t］［T_r］
　　　［T_s］——缩放矩阵
　　　［T_t］——平移矩阵
　　　［T_r］——旋转矩阵

4　装配模型的应用

　　在冲击机构的装配模型建立后，可对该装配模型赋以不同的装配尺寸和几何尺寸，来得到不同实例的装配图和零件图。设计人员输入关键参数后，计算机自动扫描装配模型上的零件(图素)节点，得到它的几何信息和相对于装配图基准零件的定位点信息。利用参数图库，就可生成装配图和零件图。如果修改装配草图上的某一部分结构，装配树会自动修改，重新进行参数化生成装配图和零件图。如果修改了某一零件图则会通过装配图上的关系描述表，搜索到其相关零件和相关变量，并进行相应的修改，然后根据修改后的装配树重新生成装配图。其软件结构见图3。

图3

作者简介：丁问司，男，1968年生，湖南湘潭人，湘潭机电高等专科学校任教，讲师，1989年毕业于湖南大学机制专业，现在中南工业大学机电工程学院攻读机械设计及理论博士学位，已发表论文数篇，目前正参与国家自然科学基金资助项目“独立无级调节冲击能和频率的液压冲击器机电一体化研究”(59875085)的工作，研究方向为液压冲击器设计及控制理论。

作者单位：中南工业大学　机电工程学院，湖南　长沙　410083

参考文献

〔1〕孙家广.计算机图形学〔M〕.北京：清华大学出版社，1986.
〔2〕甘特等.AUTOCAD－AME基础与编程技巧〔M〕.北京：学苑出版社，1994.