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1、(10)申请公布号 CN 102955864 A(43)申请公布日 2013.03.06CN102955864A*CN102955864A*(21)申请号 201110238387.0(22)申请日 2011.08.19G06F 17/50(2006.01)(71)申请人北京航天峰光电子技术有限责任公司地址 100074 北京市丰台区云岗田城中里1号(72)发明人周磊 刘国西 朱子环 耿卫国赵和平 苏韬(54) 发明名称一种分节式电容液位计的自动设计平台(57) 摘要本发明涉及一种分节式电容液位计的自动设计平台，意在解决结构特征相似，零部件尺寸和数量不同的产品的快速设计问题。此平台通过下面的步。
2、骤实现分节式电容液位计的快速设计开发：首先对分节式电容液位计建立参数化的三维模型，接着按功能对电容液位计进行模块划分；然后在自动设计模块中计算液位计参数；接着自动对液位计进行装配；最后通过改变参数调整产品设计。零件的参数由参数化设计方法定义，自动完成对图形中相关部分的尺寸修改，驱动零部件三维模型重生，完成产品的自动设计。将非标设计的成果和经验固化在非标自动设计软件平台上，可以大幅提高设计和绘图效率，降低设计人员的重复性劳动，节省时间和资源。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 。
3、5 页1/1页21.分节式电容液位计的自动设计平台包括：分节式电容液位计自动设计模块、三维产品虚拟自动装配模块、分节式电容液位计参数设置模块、分节式电容液位计参数化三维零件模型、分节电容液位计模块化三维部件模型。2.如权利要求1中所述的分节式电容液位计的自动设计模块依据输入参数计算核心变量。其计算方法是：根据给定的容器的高度和外套管的长度反推液位计的长度，得到一个小于且接近于给定容器高度的值，然后根据获得的液位计的长度来确定液位计的段数、内管长度及外套管的个数等，再根据所获得的段数来模块化自动装配分节式电容液位计，并根据其他数据来改变分节式电容液位计的各个参数，从而快速设计出所需要的产品。权 。
4、利 要 求 书CN 102955864 A1/3页3一种分节式电容液位计的自动设计平台技术领域0001 本发明属于机械CAD开发领域，涉及机械产品中的结构相近，零部件尺寸不同的非标产品的自动化、模块化、参数化、可视化的快速开发快速设计问题，通过此设计平台，能够在输入必要的参数后，获得新的产品的零部件三维可视图及三维总装配图，节省了设计时间，避免无必要的重复劳动。此发明是基于分节式电容液位计的设计的而展开的，但是其技术原理的应用范围并不仅限于分节式电容液位计。0002 背景知识0003 产品模块化技术、三维可视化技术、参数化技术及虚拟自动装配技术是现代产品快速设计开发中使用的技术，综合利用产品数。
5、据模型和参数化设计中的标准化特征、系列化特征，通过三维可视化表征方法构造虚拟原型并进行虚拟装配，可以显著加快产品的设计周期。0004 对于很多结构相似、零部件尺寸不同的产品，按传统的设计方法，某一尺寸的变化无法使图纸上与其相关联的尺寸也相应的发生变化，每修改一次就要重新设计并绘制零部件和装配体，浪费了大量的人力和时间成本，制约着新产品的研制进度。0005 分节式电容液位计是目前国内测量液氢、液氧等低温液体液位的主要设备，其具有产品零部件多、重复性出现次数多、装配繁琐等特点。对于不同容积的低温液体储存容器和不同测量精度要求，分节式电容液位计的设计高度、直径、外管长度、外管节数和内外管间隙是不同的。
6、，但其总体的设计结构相似。因此，若用传统方法设计，则需要对产品重新绘制零件图及装配图，可能会导致整个项目的进度被推迟，造成大的经济损失。0006 基于模块化的设计方法，能够使设计人员在设计的同时建立模块库，极大的方便后续设计工作。同时，采用三维建模技术对产品的三维结构进行可视化表征，为设计人员提供了一个可视化的设计系统，明确地表达自己的设计意图，避免在二维设计软件中由于疏忽或理解偏差而导致的设计错误的出现，同时也有利于后续的对产品的零部件进行各种虚拟性能分析。通过参数化设计方法定义零件的参数，就可以自动完成对图形中相关部分的尺寸的修改，实现零部件三维图形的驱动，完成产品的重生。因此，模块化、参。
7、数化产品自动设计可以显著提高设计和绘图效率。发明内容0007 本发明提供了分节式电容液位计的模块化、参数化的自动设计平台。意在解决结构相似，零部件尺寸不同的产品的快速设计问题。0008 为了解决上述问题，本发明是通过以下步骤实现的，其原理流程图如附图1所示：0009 1 为已有的产品型号建立参数化的三维模型，设置好自动装配所需要的各种基准。参数化建立的三维零件图包括：内套管、长外套管、短外套管、隔离环、支撑环、弹簧压紧装置、球形连接接头、球面吊杆、上封头、内衬管、支撑架、转接头、外护管、焊片、绝缘套等。0010 2 对产品进行模块划分，以方便管理与装配为原则，把整个产品划分成不同的功能模块，所。
8、划分的模块包括：球面吊杆模块、弹簧压紧模块、长外管及隔离环模块、短外管说 明 书CN 102955864 A2/3页4及隔离环模块、段与段连接模块、整流板模块、内管模块、外护管模块、上封头及其连接模块等。0011 3 利用产品参数设计计算模块，根据给定的容器的高度和外套管的长度反推液位计的长度，得到一个小于且接近于给定容器高度的值，然后根据获得的液位计的长度并进一步确定液位计的段数、内管长度及外套管的个数等，0012 4 打开自动装配程序模块，以第二步中划分好的模块为基础，对产品进行自动装配，完成整个产品的虚拟装配。0013 5 把第三步中获得的数据赋值给产品相对应的参数变量，并对这个装配体进。
9、行重新生成操作，获得以第三步参数为基础的新的装配体，保存新装配体及其零部件三维图，整个设计过程完成。0014 分节式电容液位计产品自动设计平台可以实现不同规格产品的快速开发。藉此提高非标机械的设计、研制效率，大大简化产品系列化研发的工作量，缩短设计周期，降低设计人员的重复性劳动，将设计人员从繁重的重复性绘图中解脱出来，更加关注产品结构的改进和创新。同时，可以将非标设计的成果和经验固化在非标自动设计软件平台上，避免由于人员流动造成的技术断档，对提高非标机械设计和生产效率有着重要意义。附图说明0015 附图1为平台工作原理图0016 附图2为分节式电容液位计部分三维零件图0017 附图3为分节式电。
10、容液位计部分模块划分图0018 附图4为分节式电容液位计自动化设计模块对话框0019 附图5为分节式电容液位计自动装配过程0020 附图6为分节式电容液位计结构三维立体图0021 附图7为参数驱动对话框具体实施方式0022 下面就以分节式电容液位计的自动设计平台为实例，来对本发明的具体实施步骤做一说明：0023 1 对分节式电容液位计的各个零件进行参数化建模，并在特征间建立有效的关系式，达到修改某一特征参数，与之相关联的特种参数也随之改变，避免了重新建立模型。分节式电容液位计的零部件包括：内套管、长外套管、短外套管、隔离环、支撑环、传力筒、弹簧、球形连接接头、球面吊杆、上封头、内衬管、支撑架、。
11、转接头、外护管、焊片、绝缘套等。其中部分零部件如附图2所示。0024 2 对分节式电容液位计进行模块划分，把液位计按功能的不同划分成不同的模块，并对各个模块进行自动化装配，并对模块中的参数进行相互关联，使之成为一个统一体。分节式电容液位计所划分的模块包括：球面吊杆模块、弹簧压紧模块、长外管及隔离环模块、短外管及隔离环模块、段与段连接模块、整流板模块、内管模块、外护管模块、上封头及其连接模块等。其部分模块的三维结构图如附图3所示。0025 3 启动分节式电容液位计自动设计模块，在模块界面中输入装载电容液位计容器说 明 书CN 102955864 A3/3页5的有效高度及电容液位计的长外管的长度，。
12、该模块程序会根据给定的容器的高度和外套管的长度反推液位计的长度，得到一个接近于给定容器高度的值；然后，模块程序会根据液位计的真实长度自动计算出整个分节式电容液位计所需的段数、每段的长度、内管的长度、外管在每段内管上的平均节数等参数，从而完成分节式电容液位计主要设计参数的获取工作。其工作界面与参数如附图4所示。0026 4 启动自动装配模块，调入所需要装配的分节式电容液位计模块，依照定义好的装配关系，按从顶层到底层的顺序选择装配基准所在的模块原件，完成产品的自动装配，成为一个参数化驱动的整体产品。其自动化装配的过程如附图5所示，最终完成装配的电容液位计产品实例如附图6所示。0027 5 启动参数。
13、设置模块，可以在对话框中进行步骤3中所获得的分节式电容液位计的参数变量查看和修改等操作，输入新的产品参数变量数值代替其已有的数值，对模型进行重生操作，就可以获得由新变量驱动的产品的设计模型。参数驱动对话框及其参数变量的建立如附图7所示。0028 至此，完整的分节式电容液位计的自动设计过程完成。说 明 书CN 102955864 A1/5页6图1说 明 书 附 图CN 102955864 A2/5页7图2图3说 明 书 附 图CN 102955864 A3/5页8图4说 明 书 附 图CN 102955864 A4/5页9图5说 明 书 附 图CN 102955864 A5/5页10图6图7说 明 书 附 图CN 102955864 A10。