专利名称：紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置及方法
技术领域：
本发明涉及紧固件辅助设计领域，尤其涉及飞机结构设计中的紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置及方法。
背景技术：
传统飞机设计过程中紧固件表达主要靠二维图纸，图纸发放工作量大，更改频繁、 易发生疏漏和错误，空间位置不易表达、协调不直接、效率低，占用了设计人员太多的时间和精力。从某种意义上讲，目前的紧固件设计及表达方法已经成为限制设计员的设计工作的一个瓶颈。采用实例化紧固件是常见的一种全三维表达形式，但全部紧固件作为单独的实体零件装配到对应产品名下导致设计软件中的产品结构树过于繁琐，零件数据量大，装配复杂，对于飞机结构设计几十万数量级的数量的机固件可实施性很差。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出了一种紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置及方法，可以提供给用户以紧固件模型的各种图形化表达以及紧固件模型的统计信息，供用户浏览并根据设计需要做任意编辑、修改或配置，提高用户在紧固件设计中的可操作性及易用性，同时，使装置的紧固件模型的表达图例更加直观、易读。根据本发明的一个实施例，提供了一种在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置，包括至少一个紧固件模型。所述紧固件模型包括信息存储模块，用于存储该紧固件模型的命名信息及三维信息。根据本发明的一个实施例，还提供了一种形象化方法表达上述紧固件模型采用特征线、圈的全三维紧固件表达方法，采用数据量最小的特征点和特征线的方法定义紧固件信息。其中，以线段的图形元素表达轴类紧固件模型，以圆的图形元素表达环形类紧固件模型，以带两段线段的圆圈表达托板螺母类具有方向性的紧固件模型。根据本发明的另一实施例，提供了一种在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达方法，包括步骤将该紧固件模型相关的三维信息存储于所述紧固件模型本地存储区中；根据紧固件模型中存储的三维信息对紧固件模型进行图形化表达显示。通过利用本发明的装置和方法，将紧固件模型的三维信息存储于紧固件模型本地存储区中，并可被直接访问，从而可以通过访问并计算上述紧固件模型的三维信息，提供给用户以紧固件模型的各种图形化表达以及紧固件模型的统计信息，供用户浏览并做任意编辑、修改或配置。同时，采用了以线、圈为特征的具体的图形化表达形式，使装置的紧固件模型的表达图例更加直观易读。
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图1为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置的结构框图；图2为根据本发明的另一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置的结构框图；图3为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达方法的流程图；图4为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的一种包括多个图形元素的图形化表达结构图；图5为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的位置对称紧固件模型的分布图；图6为图5中的紧固件模型的在全局表达模式下的分布图；其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置(模块)。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细的示例性描述。图1为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置的结构框图，该紧固件模型的表达装置10中包括两个紧固件模型101、102，各自分别包括有一个信息存储模块1011、1021。图2为根据本发明的另一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置的结构框图。该实施例中的紧固件模型的表达装置10’中，除了包括紧固件模型101 及其所包括的一个信息存储模块1011之外，还包括显示模块201，批量处理模块202，自动更新模块203，信息提取模块204，视觉隐藏模块205，搜索定位模块206、自动生成模块207。图4为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的一种包括多个图形元素的图形化表达结构图，该图形化表达40中包括的图形元素为螺栓401， 开口销402，螺母403，垫圈404、405，紧固面406、408，配合面407，垫圈409。图5为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的位置对称紧固件模型的分布图，其中501，502，503和501，，502，，503，两组紧固件模型在几何位置上是相对于轴500对称的。下面结合图1，图2，图4，图5，对本发明的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置作进一步详细描述。根据本发明的在紧固件辅助设计系统(未在图中示出)中的紧固件模型的表达装置10—个实施例，包括2个紧固件模型101、102，各自分别包括有一个信息存储模块 1011、1021，分别用于存储紧固件模型101、102的三维信息，其中的三维信息可被紧固件辅助设计系统直接访问获取。根据本发明的在紧固件辅助设计系统(未在图中示出)中的紧固件模型的表达装置10另一个实施例，包括1个紧固件模型101，该紧固件模型包括有一个信息存储模块 1011，用于存储紧固件模型101的三维信息，其中的三维信息可被紧固件辅助设计系统直接访问获取。
可选地，上述装置，还包括一个显示模块201，用于根据紧固件模型101的信息存储模块1011所存储的三维信息对紧固件模型101进行图形化表达。可选地，上述装置中的信息存储模块1011还用于存储紧固件模型101的其他相关信息，这些相关信息包括紧固件模型101的牌号(例如NAS1097AD6-9)以及紧固件模型的名称(例如铝合金，钛铌合金100度实心铆钉)、标识号(例如:0860)、重量(例如:30g)、 安装规范、所连接零件(例如双层钢板)、修改信息、坐标、材料、热处理、细节参数、力学性能中的一项或多项。同类紧固件的属性信息共享，其共享方式为数据字典方式。可选地，上述紧固件模型的表达装置10’，还包括信息提取模块204，用于部分地或全部地获取信息存储模块中存储的紧固件模型10或10’中的三维信息和/或其他相关信息，并将该获取的三维信息和/或其他相关信息在显示模块201上进行显示。可以将显示模块201上显示的信息按照设计、装配不同工序的需求，进行分级的，有限制的显示，例如， 对于装配工序，可以仅仅显示上述的其他相关信息，而对于在设计阶段中的用户，可以显示三维信息和所有的其他相关信息。可选地，上述紧固件模型的表达装置中的三维信息具体包括紧固件模型101的安装位置(例如安装位置在机翼上的三维位置点)、安装方向(例如对紧固件安装平面的向上的法向方向，或者以三维坐标标识此安装方向)及长度(例如13cm)。可选地，上述紧固件模型的表达装置10’的图形化表达中，以图形元素一一对应地表达紧固件模型。如图4所示，其中，以线段的图形元素401表达轴类紧固件模型，例如螺栓或高锁螺栓、钉(例如螺钉、环槽钉)，以圆圈的图形元素403表达环形类紧固件模型 螺母或高锁螺母，以圆圈的图形元素404、405表达环形类紧固件模型垫圈，本实施例中为双层垫圈，本领域技术人员应当理解此处也可以只是用一层垫圈，且上述环形类紧固件模型在其他实施例中，也可以为钉套。以带两段线段的圆圈表达托板螺母类具有方向性的紧固件模型。可选地，上述紧固件模型的表达装置10’的图形化表达中，如图4所示，以直径较小的圆圈图形元素404表达直径为3cm的垫圈，以直径较大的圆圈图形元素405表达代表直径为5cm的垫圈。本领域技术人员应当理解其他实施例中，也可以以颜色、箭头的形式成比例地表达所述紧固件模型的所述三维信息，优选地，可以以1 1的比例，用上述的粗细线型、长度表达紧固件模型101的三维信息，以增加用户的易读性。可选地，上述紧固件模型的表达装置中，还包括简化自定义模块(图中未示出)， 用于根据所述三维信息对成组的紧固件模型40以点的形式进行图形化表达，即视图中的每一个点代表工程中的一个成组的紧固件。可选地，响应于鼠标对所述点的操作，简化自定义模块还可以将紧固件模型40的三维信息在显示模块201上进行显示，将紧固件牌号定义在特定集合集中“点”的属性里面，中间用“；，，隔开(例如:NAS1466 ；NAS1080-06)，也可以实现对上述简化自定义模块的简单表达方法的紧固件实现重量重心统计、边距间距的检查。可选地，上述紧固件模型的表达装置中，还包括视觉隐藏模块205，用于接收用户选择的在显示模块201中的图形化表达的显示部分，并仅将所选择的所述图形化表达的显示部分在所述显示模块上进行显示，而将未被选择的显示部分进行隐藏，使用户只在显示模块上看到所选择的图形化表达部分，并可以对其进行放大或者缩小。
可选地，上述紧固件模型的表达装置中，还包括统计模块(未在图中示出)， 用以根据紧固件模型101的三维信息获得紧固件模型101的设计信息。优选地，本实施例中的紧固件模型的表达装置中，所述设计信息包括所述紧固件模型的牌号(例如 NAS1097AD6-9)、名称、数量、重量、重心等信息。其中，重心则需要根据各个紧固件的三维信息中所包含的几何参数进行计算以获得。可选地，上述紧固件模型的表达装置中还包括自动更新模块203，用于根据紧固件模型所连接的零件的维度(例如厚度)的变化(例如用户更换零件而导致所连接的零件的维度变化)对信息存储模块的信息(例如螺栓长度)进行自动更新。优选地，自动更新模块203根据更新的维度(例如螺栓长度)信息将紧固件模型在显示模块201上进行对应的成比例的图形化表达。优选地，上述被更新的信息包括紧固件模型的安装位置、长度、牌号等。可选地，上述紧固件模型的表达装置中还包括批量处理模块202，用于将用户选择的，如图5所示，3个紧固件模型501、502、503中存储的三维信息以及其他属性，对应地赋予3个新建的紧固件模型501，、502，、503，，并将紧固件模型501，、502，,503'在显示模块 201上进行图形化表达；可选地，还包括计算模块(图中未示出)，用于根据新建的紧固件模型501，、502，、503，所连接的具体零件来计算并调整新建紧固件模型501，、502，、503，的各自的三维信息，例如，图5中，紧固件模型502’处所连接的零件厚度为5cm，大于其对应的紧固件模型502所连接的零件厚度3cm，则计算模块，根据新建的紧固件模型502’所连接的具体零件来计算并调整其螺栓长度，并在图形表达方式中以一个相比于502更长的竖线段长度(例如5cm)代表紧固件模型的长度。可选地，上述紧固件模型的表达装置中还包括搜索定位模块206，其中，紧固件模型101配置有唯一标识(例如0657)，紧固件模型102配置有唯一标识(例如0659)， 搜索定位模块206根据紧固件模型101、102的唯一标识对紧固件模型进行搜索和定位；并将搜索和定位到的紧固件模型在显示模块201上进行图形化表达，S卩以缩略图或如图5所示以T形的简图显示在显示模块201上。由于上述标识0657、0659在设计工程中唯一，因此，可以利用搜索定位模块206，可根据此标识唯一地准确定位该紧固件模型在飞机中的位置及其三维信息和其他相关信息。可选地，上述紧固件模型的表达装置中还包括全局表达模块(图中未示出)，用于根据紧固件模型501、502、503以及501，、502，、503，的三维信息将上述紧固件模型以矢量和注释形式在所述显示模块201上进行图形化表达，如图6所示其中，以竖线下端矢量表达所述紧固件模型的安装方向；以注释的文字信息表达所述紧固件模型的牌号，如图6 中紧固件模型501、501，旁边所显示的牌号NAS1097AD6-9。可选地，上述紧固件模型的表达装置中还包括自动生成模块207，用于通过选定紧固件模型的位置点以及其上下层所连接的零件，在牌号被确定后，自动生成一个紧固件模型的组合所对应的特征线及其相关信息，并与所连接的零件建立关联。通过鼠标点取相关零件后，自动生成模块207自动提取相关参数信息生成特征线/圈，保证全部紧固件模型的特征准确统一，并与所连接的零件建立关联。紧固件全部信息，例如紧固件模型的牌号 (例如:NAS1097AD6-9)、名称(例如铝合金，钛铌合金100度实心铆钉)、标识号(例如 0860)、重量(例如30g)、安装规范、所连接零件(例如双层钢板)、修改信息、坐标、材料、热处理、细节参数、力学性能等。同牌号紧固件通过数据字典方式共享属性信息，以实现模型体积的轻量化。图3为根据本发明的一实施例的在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达方法的流程图。该紧固件模型的表达对的方法包括有如下步骤首先，执行步骤S301 将紧固件模型相关的三维信息存储于所述紧固件模型本地存储区中；然后，执行步骤S302 根据紧固件模型的三维信息对所述紧固件模型进行图形化
表达显不。需要说明的是，上述实施例仅是示范性的，而非对本发明的限制。任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保护范围之内，这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；装置前的“一个”不排除多个这样的装置的存在；在包含多个装置的设备中，该多个装置中的一个或多个的功能可由同一个硬件或软件模块来实现；“第一”、“第二”、“第三”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
权利要求
1.一种在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置，包括至少一个紧固件模型，其特征在于所述紧固件模型包括信息存储模块，用于存储该紧固件模型的命名信息及三维信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述命名信息包括牌号。
3.根据权利要求2所述的装置，还包括显示模块，用于根据所述紧固件模型的所述三维信息对所述紧固件模型进行图形化表达。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述信息存储模块还用于存储所述紧固件模型的相关信息，所述相关信息包括所述紧固件模型的名称、标识号、重量、安装规范、所连接零件、修改信息、坐标、材料、热处理、细节参数、力学性能中的至少一项；同类紧固件共享所述相关信息以及所述命名信息，其共享方式为数据字典方式。
5.根据权利要求4所述的装置，还包括自动生成模块，用于通过选定所述紧固件模型的位置点以及其上下层所连接的零件，在所述牌号被确定后，自动生成所述紧固件模型的组合所对应的特征线及所述相关信息，并与所述所连接的零件建立关联。
6.根据权利要求4或5所述的装置，还包括信息提取模块，用于部分地或全部地获取所述信息存储模块中所述紧固件模型的所述三维信息和/或所述相关信息，并将该获取的三维信息和/或相关信息在所述显示模块上进行显示。
7.根据权利要求3所述的装置，其中，所述三维信息包括所述紧固件模型的安装位置、 安装方向及长度。
8.根据权利要求7所述的装置，在所述图形化表达中，以能反映紧固件特征的图形元素对应地表达所述紧固件模型。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，以线段的图形元素表达轴类紧固件模型，以圆的图形元素表达环形类紧固件模型，以带两段线段的圆圈表达托板螺母类具有方向性的紧固件模型，其中，以无端点线段表达开口销类紧固件模型，并与轴类紧固件模型的特征线相 、-父。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述轴类紧固件模型包括螺栓、高锁螺栓、螺钉、环槽钉。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述环形类紧固件模型为螺母、高锁螺母、钉套、垫圈、衬套。
12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述图形元素以线段的粗细线型、长度、颜色、 箭头的形式成比例地表达所述紧固件模型的所述三维信息。
13.根据权利要求3所述的装置，还包括简化自定义模块，用于根据所述三维信息对成组的所述紧固件模型以点的形式进行图形化表达。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，响应于鼠标对所述点的操作，所述简化自定义模块将所述紧固件模型的三维信息在所述显示模块上进行显示。
15.根据权利要求3所述的装置，还包括视觉隐藏模块，用于接收用户选择的所述图形化表达的显示部分，并仅将所选择的所述图形化表达的显示部分在所述显示模块上进行显不。
16.根据权利要求2或3所述的装置，还包括统计模块，用以根据所述紧固件模型的三维信息获得所述紧固件模型的设计信息。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述设计信息包括所述紧固件模型的所述牌号、所述数量、所述重心及所述名称、所述重量。
18.根据权利要求3或5所述的装置，还包括批量处理模块，用于将用户选择的所述紧固件模型的所述相关信息，对应地批量赋予新建紧固件模型，并将所述紧固件模型在所述显示模块上进行图形化表达；以及计算模块，用于根据所述紧固件模型所连接的零件来计算所述新建紧固件模型的所述三维信息。
19.根据权利要求2或3所述的装置，还包括自动更新模块，用于根据所述紧固件模型所连接的零件的维度变化对所述信息存储模块的信息进行自动更新。
20.根据权利要求3所述的装置，还包括自动更新模块，用于根据所述紧固件模型所连接的零件的维度变化对所述信息存储模块的信息进行自动更新，并根据更新的信息将所述紧固件模型在所述显示模块上进行图形化表达。
21.根据权利要求19或20所述的装置，其中所述的更新的信息包括所述紧固件模型的所述牌号、安装位置、长度。
22.根据权利要求3所述的装置，还包括搜索定位模块，其中，所述紧固件模型配置有唯一标识，所述搜索定位模块根据所述唯一标识对所述紧固件模型进行搜索和定位；并将搜索和定位到的所述紧固件模型在所述显示模块上进行图形化表达。
23.根据权利要求3所述的装置，还包括全局表达模块，用于根据所述三维信息对多个所述紧固件模型以矢量和注释形式在所述显示模块上进行图形化表达，其中，以矢量表达所述紧固件模型的安装方向；以注释的文字信息表达所述紧固件模型的牌号。
24.一种在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达方法，包括以下步骤将所述紧固件模型相关的命名信息及三维信息存储于所述紧固件模型本地存储区中；根据所述紧固件模型的所述三维信息对所述紧固件模型进行图形化表达显示。
全文摘要
本发明提出了一种在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达装置，包括至少一个紧固件模型，所述紧固件模型包括信息存储模块，用于存储该紧固件模型的三维信息。同时本发明提出了对应于上述装置的一种在紧固件辅助设计系统中的紧固件模型的表达方法。通过将紧固件模型的三维信息存储于紧固件模型本地存储区中，并被直接访问，从而可以提供给用户以紧固件模型的各种图形化表达以及紧固件模型的统计信息，供用户浏览并做任意编辑、修改或配置。同时，采用了以线、圈为特征的具体的图形化表达形式，使装置的紧固件模型的表达图例更加直观易读。
文档编号G06F17/50GK102236731SQ20101016842
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者吕军, 吴光辉, 周良道, 王冰, 蒋裕, 陈鲁峰, 韩克岑 申请人:中国商用飞机有限责任公司, 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院