一种空间光学遥感器三维布线设计方法与流程

[0001]
本发明属于空间光学遥感器的布线设计技术领域，尤其涉及一种空间光学遥感器三维布线设计方法。


背景技术：

[0002]
目前，在空间光学遥感器的布线设计方法方面主要还是二维表达，现场跟产，通过物理样机上取样计算，结合系统电原理设计输出的接口关系投产线缆加工图。具体布线设计流程如图1所示。
[0003]
在三维布线设计平台方面已有电力机车和通信行业分别在ug和catia这两个软件环境中开发的平台，没有基于ptc/proe5.0软件环境的布线平台。
[0004]
传统布线方法存在问题如下：
[0005]
(1)传统光学遥感器布线设计由于必须依赖于物理样机，面对一步正样的研制型号，该方法已经不适用
[0006]
(2)布线设计介入较晚，走线路径、拐弯半径、长度等各方面的设计完全依赖于经验进行优化，大多数时候为了保证可靠性带来大量的冗余设计，导致布线设计不够优化，也不够美观。
[0007]
(3)大批量电缆设计效率低，线缆模型必须依附于结构设计模型，不能单独打开线缆三维设计模型，设计信息提取困难，且无法生成单根电缆工程图，线缆模型后续再利用的困难，无法支撑三维设计模型下厂。
[0008]
基于ug和catia这两个软件环境中开发的平台不适合于遥感器的三维布线，因为光学遥感器主要在ptc/proe5.0为基础的三维设计平台进行，无法更换到ug和catia的平台中。


技术实现要素：

[0009]
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间光学遥感器三维布线设计方法，可以在设计阶段就开展三维布线设计，串行改并行，可以适用于一步正样的型号，同时基于模型开展设计，为走线优化提供了基础和可能，同时自动输出电缆分支图和导线报表，减少人为操作带来的错误，提高效率。
[0010]
本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种空间光学遥感器三维布线设计方法，所述方法包括如下步骤：(1)在ptc/proe5.0软件中，对遥感器三维设计模型进行简化，按照布线所需最小化的原则和指导装配现场布线直观性的原则，将与布线不相关的所有三维模型删除或简化，简化后的三维设计模型是三维布线基础模型，简化的同时必须保留所有设备模型和电连接器模型的安装坐标系；其中，三维布线基础模型包括电连接器模型和设备模型；(2)依次给步骤(1)中的电连接器模型建立接线坐标系和插头对接坐标系，保存模型得到更新后的三维布线基础模型；(3)基于步骤(2)的更新后的三维布线基础模型依次设置步骤(1)中的设备模型的电气属性，得到标记好设备电气属性的三维布线基础模型；
(4)基于步骤(3)标记好设备电气属性的三维布线基础模型依次设置电连接器模型的电气属性，得到标记好电连接器电气属性的三维布线基础模型；(5)建立一个excel表格，定义名称为节点关系表，将第一个工作表命名为线规表，依次按照名称、类型、直径、最小拐弯半径、单位质量、颜色定义线规属性，得到定义好线规的节点关系表；(6)基于步骤(5)定义好线规的节点关系表，新建一个工作表，命名为连接关系表，按照步骤(3)设置好电气属性的设备模型和步骤(4)的设置好电气属性的电连接器模型梳理线缆连接关系，依次按照线束名称、线缆名称、起点代号、终点代号、线规定义连接关系属性，形成定义好连接关系的节点关系表；(7)基于步骤(6)定义好连接关系的节点关系表，新建一个工作表，命名为插头安装设置表，基于步骤(4)设置好电气属性的电连接器模型依次定义各个电连接器处需要安装的插头或者插座的三维模型名称，得到定义完全的节点关系表；(8)将步骤(7)定义完全的节点关系表导入到步骤(4)标记好电连接器属性的三维布线基础模型中，连接关系、线规信息以及插头安装信息全部被写入了步骤(4)标记好电连接器属性的三维布线基础模型中，得到信息完全的布线模型；(9)基于步骤(8)定义的信息完全的布线模型，新建一个骨架模型，将信息完全的布线模型中的定义完全的节点关系表和设备模型和电连接器模型的安装坐标系写入骨架模型中；(10)在步骤(8)定义的信息完全的布线模型，定义控制点，将控制点写入骨架模型中；(11)在步骤(10)中的骨架模型中对每根线缆进行线缆走线路径定义，走线路径通过样条曲线实现电缆路径规划；(12)在步骤(8)定义的信息完全的布线模型中，按照步骤(11)定义的线缆走线路径生成三维线缆模型；(13)对比步骤(10)设置的控制点的通量值和步骤(12)的三维线缆模型的直径大小，完成每个控制点的通量检查。
[0011]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(2)中，每个电连接器模型的接线坐标系和插头对接坐标系的z轴相反，呈180
°
角；每个电连接器模型的接线坐标系和插头对接坐标系的x轴方向一致。
[0012]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(5)中，名称自行定义。
[0013]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(5)中，类型参照步骤(1)ptc/proe5.0软件中的线缆类型设置。
[0014]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(5)中，直径和拐弯半径遵循步骤(1)中ptc/proe5.0软件的单位制。
[0015]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(5)中，颜色名称与步骤(1)ptc/proe5.0软件中的颜色命名一致。
[0016]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(6)中，起点代号为步骤(4)的电连接器电气属性名称；终点代号为步骤(4)的电连接器电气属性名称；线规为步骤(4)中定义的线规名称。
[0017]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(6)中，控制点包括控制点的位置、方向和通量；控制点在任意曲面上定义。
[0018]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，在步骤(13)中，通过对控制点通量与实际通量的比较，对实际通量过大、电缆可能无法穿过的位置进行预警，实现通量检查。
[0019]
上述空间光学遥感器三维布线设计方法中，任意曲面包括平面、回转面、高次曲面。
[0020]
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
[0021]
(1)本发明提供了一种三维设计模型的简化方法，解决了大模型问题。
[0022]
(2)本发明基于模型的三维布线替代了传统依赖于物理样机现场取样布线，有利于一步正样的研制型号布线设计。
[0023]
(3)本发明基于模型开展三维布线，实现了光机设计一完成就可以启动布线设计，通过走线路径、拐弯半径、长度、通量检查等全方面准确计算可以准确的预估线缆粗细长短等信息，有助于优化光学遥感器的布线设计。
[0024]
(4)相比于pro/e原生电缆设计模块，本发明在excel表格中定义电缆端口信息，通过表格定义连接关系，操作简单，设计效率高，保证了数据准确性，同时自动导出电缆bom和电缆分支图，指导采购生产和现场布线。
附图说明
[0025]
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0026]
图1是现有技术中的布线设计流程图；
[0027]
图2是本发明实施例提供的空间光学遥感器三维布线设计方法的流程图。
具体实施方式
[0028]
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0029]
图2是本发明实施例提供的空间光学遥感器三维布线设计方法的流程图。如图2所示，该方法包括如下步骤：
[0030]
(1)在ptc/proe5.0软件中，对遥感器三维设计模型进行简化，按照布线所需最小化的原则和指导装配现场布线直观性的原则，将与布线不相关的所有三维模型删除或简化，简化后的三维设计模型是三维布线基础模型，简化的同时必须保留所有设备模型和电连接器模型的安装坐标系；其中，三维布线基础模型包括电连接器模型和设备模型；
[0031]
(2)依次给步骤(1)中的电连接器模型建立接线坐标系和插头对接坐标系，保存模型得到更新后的三维布线基础模型；其中，每个电连接器模型的接线坐标系和插头对接坐标系的z轴必须相反，呈180
°
角，x轴方向一致；
[0032]
(3)基于步骤(2)的更新后的三维布线基础模型依次设置步骤(1)中的设备模型的电气属性，得到标记好设备电气属性的三维布线基础模型；
[0033]
(4)基于步骤(3)标记好设备电气属性的三维布线基础模型依次设置电连接器模型的电气属性，得到标记好电连接器电气属性的三维布线基础模型；
[0034]
(5)建立一个excel表格，定义名称为节点关系表，将第一个工作表命名为线规表，依次按照名称、类型、直径、最小拐弯半径、单位质量、颜色定义线规属性，得到定义好线规的节点关系表；其中，名称自行定义，便于区分即可，类型参照步骤一ptc/proe5.0软件中的
线缆类型设置，直径和拐弯半径遵循步骤一中ptc/proe5.0软件的单位制，具体数值根据实际线缆测得，颜色名称与步骤一ptc/proe5.0软件中的颜色命名一致；
[0035]
(6)基于步骤(5)定义好线规的节点关系表，新建一个工作表，命名为连接关系表，按照步骤(3)设置好电气属性的设备模型和步骤(4)的设置好电气属性的电连接器模型梳理线缆连接关系，依次按照线束名称、线缆名称、起点代号(步骤4的电连接器电气属性名称)、终点代号(步骤4的电连接器电气属性名称)、线规(选用步骤5中定义的线规名称)定义连接关系属性，形成定义好连接关系的节点关系表；
[0036]
(7)基于步骤(6)定义好连接关系的节点关系表，新建一个工作表，命名为插头安装设置表，基于步骤(4)设置好电气属性的电连接器模型依次定义各个电连接器处需要安装的插头或者插座的三维模型名称，得到定义完全的节点关系表；
[0037]
(8)将步骤(7)定义完全的节点关系表导入到步骤(4)标记好电连接器属性的三维布线基础模型中，连接关系、线规信息以及插头安装信息全部被写入了步骤(4)标记好电连接器属性的三维布线基础模型中，得到信息完全的布线模型；
[0038]
(9)基于步骤(8)定义的信息完全的布线模型，新建一个骨架模型，将信息完全的布线模型中的定义完全的节点关系表和设备模型和电连接器模型的安装坐标系写入骨架模型中；
[0039]
(10)在步骤(8)定义的信息完全的布线模型，定义控制点，包括控制点的位置、方向和通量，控制点可以在任意曲面包括平面、回转面、高次曲面上定义。，将控制点写入骨架模型中；
[0040]
(11)在步骤(10)中的骨架模型中对每根线缆进行线缆走线路径定义，走线路径通过样条曲线实现电缆路径规划；
[0041]
(12)在步骤(8)定义的信息完全的布线模型中，按照步骤(11)定义的线缆走线路径生成三维线缆模型；
[0042]
(13)对比步骤(10)设置的控制点的通量值和步骤(12)的三维线缆模型的直径大小，完成每个控制点的通量检查，通过对控制点通量与实际通量的比较，对实际通量过大、电缆可能无法穿过的位置进行预警，实现通量检查。
[0043]
(14)通过对电缆的分析，自动生成电缆分支图和电缆设计bom。
[0044]
ptc/proe5.0为三维建模软件环境。空间光学遥感器为在高层大气和大气外层空间中利用光学原理对空间和地球进行观察和探测的遥感器。设备为遥感器系统中电子学设备；电连接器为电子学设备中对外输出接口；接点关系表为记录设备与设备之间的接口关系的表格；控制点为可以走线，包括通量属性和方向属性的一个模型中的虚拟点。
[0045]
本发明提供了一种三维设计模型的简化方法，解决了大模型问题。本发明基于模型的三维布线替代了传统依赖于物理样机现场取样布线，有利于一步正样的研制型号布线设计。本发明基于模型开展三维布线，实现了光机设计一完成就可以启动布线设计，通过走线路径、拐弯半径、长度、通量检查等全方面准确计算可以准确的预估线缆粗细长短等信息，有助于优化光学遥感器的布线设计。相比于pro/e原生电缆设计模块，本发明在excel表格中定义电缆端口信息，通过表格定义连接关系，操作简单，设计效率高，保证了数据准确性，同时自动导出电缆bom和电缆分支图，指导采购生产和现场布线。
[0046]
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域
技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。