预测导线束的移位范围的方法、预测装置和预测程序 【技术领域】
本发明涉及一种预测由尺寸公差、固定方式等引起的电线束的移位的范围的方法、装置和程序，用于高精度地设计在车辆或类似物上的电线束的线路。
背景技术
通常，在车中安装有各种不同地电子装置。那些电子装置通过使用被称为电线束的电线结构连接起来，该电线束是一束由绝缘锁定带、绝缘胶带等等扎捆在一起的电线和通信线。通常，电线束的设计要考虑到要安装该电线束的车辆的门、车体等的形状，电子部件的数量，电线束安装工具面板上的电线束的分布以及其它的因素。
在预定位置如此布线与安装的电线束，当电线束安装完后，有时会出现意外的问题。众所周知的，电线束具有特定的长度、直径、重量、弹性、刚性等等，因此具有那些与弹性部件相似的材料特性。由诸如接线夹的固定工具固定的电线束的固定位置和固定方向并不是均匀一致的，并且在设计阶段也存在尺寸公差。
由于这些原因，在电线束安装完毕之后，电线束实际上会由于重力的作用、发动机驱动操作、车辆运行时的振动以及其他原因而在一定的范围内从事先设计好的布置位置移位或移动。由于电线束的这种布置移位，电线束将会与部件或者电子装置接触，这在设计阶段是没有预先考虑到的。这会导致故障或者类似的情况。为了避免这种问题，就需要更精确的电线束线路设计。
【发明内容】
因此，本发明的一个目的就是提供一种通过预测布置移位的范围而不需要复杂的计算就可以高精度地设计电线束的线路的预测方法、预测装置和预测程序。
为了达到上述目的，根据本发明，提供了一种预测电线束的移位范围的方法，其包括以下步骤：
设计电线束的基本线路；
在基本线路上有至少两个不同的固定点固定电线束；
在所述固定点之间的包括尺寸公差的所述基本线路的长度、在所述固定点的所述电线束的固定位置和固定方向以及所述电线束的最小弯曲半径的基础上，计算所述固定点之间的该电线束的移位范围；以及
三维显示所述电线束的移位范围。
在所述的移位范围的预测方法中，移位范围的计算步骤利用所述预先设计的基本线路的长度、由两个固定部件决定的固定位置和固定方向以及最小弯曲半径计算所述电线束在两个固定部件之间的移位范围。该移位范围用三维显示。从而，设计者可以直观地并且准确地判断该基本线路是否正确。该移位预测方法可以使设计者在短时间内高精度地设计电线束地线路。该设计者可以利用该最小弯曲半径无需复杂计算而做出移位范围的实际上的预测。
最好，所述计算步骤包括步骤：计算两条满足所述基本线路的长度、固定位置、固定方向和最小弯曲半径的预测线路，并且所述两条预测线路分别最接近于所述固定点；在所述预测线路的基础上获得用于计算所述移位范围的多个计算点；以及在多个计算点的每一点，计算多个预测线路的满足所述线路长度、固定位置、固定方向和最小曲线半径的最远点。所述显示步骤包括步骤：相继连接彼此相邻的最远点；以及显示所述移位范围为连接所述最远点的线。
通过利用所述两个作接近所述固定部件的预测线路而获得用于计算移位范围的计算点。在每个计算点处计算那些预测线路的最远点。彼此相邻的最远点被相继地连接并显示。这样显示预测移位范围就像一个鸟笼。从而，该显示就具有了舒服的视觉特性。因此，设计者就可以更实际地判断所述设计的基本线路是否正确，以及做出电线束的更精确的线路设计。
最好，所述方法进一步包括步骤：计算的移位范围与至少一个固定位置的形状和插入物体结合；以及三维显示所述结合的图形。
在此实施例中，所述预测移位范围和安装部分的配线被合成显示。该合成图像使设计者能够设计出电线束的更加实用的线路设计。
最好，所述电线束安装在车辆的门或者车体上。
实施例使设计者能够进行线路的设计，其消除了由于车辆正常的振动而导致的车辆的门和车体反过来影响电线束的不利情况。换句话说，该特性可以使设计者高精度地进行车辆电线束的线路设计。
根据本发明，也提供了一种移位范围预测装置，用于预测电线束的预先设计的基本线路的移位范围，其包括：
输入单元，其输入包括在至少两个不同的固定点之间的电线束的尺寸公差、固定位置和固定方向的基本线路的长度以及所述电线束的最小弯曲半径，其中所述电线束在所述固定点通过固定部件固定；
移位范围计算单元，其在所述基本线路的长度、所述固定位置、所述固定方向和所述最小弯曲半径的基础上计算在所述固定部件之间的电线束的移位范围；以及
显示单元，其三维地显示所述移位范围。
如此构造的移位预测装置通过利用输入的参数，例如基本线路长度、固定位置和固定方向以及最小弯曲半径，计算在两个固定部件之间的电线束的移位范围。计算的移位范围以三维显示。因而，设计者可以正确并轻松地判断该基本线路的设计是否正确。因此，该移位预测方法使设计者能够在短时间内高精度地设计电线束的线路。进一步的，设计者不需要复杂计算就可以通过利用所述最小弯曲半径有效地预测电线束的移位。
根据本发明，也提供一种执行预知电线束的移位范围的方法的用在计算机上的预知程序，所述程序包括步骤：设计所述电线束的基本线路，在基本线路上以至少两个不同的固定点固定该电线束；在所述基本线路的至少两个不同的固定点上固定所述电线束；在包含尺寸公差的所述固定点间的所述基本线路的长度、所述电线束在所述固定点的固定位置和固定方向以及所述电线束的最小弯曲半径的基础上，计算在所述固定点之间的所述电线束的移位范围；以及三维地显示所述电线束的所述移位范围。
最好，计算步骤包括下列步骤：计算两条满足所述基本线路的长度、所述固定位置和所述最小弯曲半径的预测线路，并且所述两条预测线路分别最接近于所述固定点；在所述预测线路的基础上获得用于计算所述移位范围的多个计算点；以及在所述多个计算点的每一点处，计算多个预测线路的最远点，所述预测线路满足所述线路的长度、所述固定位置、所述固定方向和所述最小弯曲半径；所述显示步骤包括步骤：相继连接所述彼此相邻的最远点；以及将所述移位范围显示为连接所述最远点的线。
最好，所述预知程序，还包括下列步骤：对计算的移位范围与至少一个固定部件的形状和一个插入物体进行结合；以及三维地显示所述合成的图像。
【附图说明】
本发明的上述目的和优点将通过参照相关附图的优选的示范性的实施例的详细描述而更加显而易见。
图1是表示实现本发明的硬件结构的方框图；
图2是表示本发明的移位预测方法的基本处理过程的流程图；
图3A是表示电线束的基本线路的图，以及图3B和3C是示例性的表示从执行预测方法的计算机输出的处理结果的图；
图4是表示计算图2的预测移位范围的处理的流程图；
图5是用于解释图4的预测移位范围的计算处理的过程的图；
图6A和6B是用于解释预测移位范围计算处理中所用的螺旋角的图；
图7表示图2中所示的预测移位范围显示处理的一系列流程步骤的流程图；以及
图8A和图8B是用于说明图7中所示的执行预测移位范围显示处理的过程的图。
【具体实施方式】
本发明的优选实施例将参照相关的附图进行描述。根据本发明一个实施例执行移位预测方法的硬件配置将首先参照图1进行说明。图1是表示执行本发明的硬件结构的方框图。
如图1所示，本实施例使用诸如个人计算机的计算机，其包括微处理器11、输入装置12、显示装置13、打印装置14、存储装置15以及通信接口16。微处理器11包括CPU(中心处理单元central processing unit)11a，一个用于存储引导程序和其它信息的ROM11b以及用于临时存储不同操作结果的RAM11c。作为输入单元的输入装置12可以是键盘、计算机鼠标等向计算机输入相关值以及其他数据。显示装置13是一个用于可视地显示处理结果的LCD(液晶显示器)和CRT(阴极射线管)等装置。打印装置14是一个用于打印在记录媒体上处理结果的打印机。存储器装置15可以是存储移位预测程序19a和由移位预测程序19a处理的处理结果的硬盘驱动器。通信接口16可以是通过局域网LAN和因特网与外部设备进行数据通信的调制解调板。读/写装置17读取存储在CD-ROM和DVD-ROM等中的移位预测程序19a，以及将由移位预测程序19a处理的处理结果写入记录介质19中。那些部件通过内部总线18相互连接。
微计算机11安装由读/写装置17读取的移位预测程序19a到存储装置15。此外，打开电源后，根据存储在ROM11b中的引导程序引导微计算机11，以致激活安装的移位预测程序19a。根据移位预测程序19a，微计算机11执行移位预测处理。而且，该处理结果输出到显示装置13和打印装置14，或者在微计算机11的操作下，存储在存储装置15和记录介质19中。移位预测程序19a能够安装在具有上述部件的个人计算机等中。安装所述个人计算机后，该个人计算机工作作为用于预测电线束的移位范围的移位预测装置。可以通过诸如因特网和LAN网的通信网，以及记录介质19安装所述移位预测程序19a。
移位预测方法的处理过程将参照图2至图8进行说明。移位预测方法的基本处理过程将参照图2和3进行说明。图2是表示本发明的移位预测方法的基本处理流程的流程图。图3A是表示电线束的基本线路的图，以及图3B和3C是示例性的表示从执行预测方法的计算机输出的处理结果的图。
在图2的步骤S1中，考虑到在其上装配电线束车辆的门、车体以及类似物的形状，现有的电子部件，装配工具面板上电线束排列以及其它的因素，设计电线束的基本线路1。如图3A所示，通过用固定部件2固定电线束的至少两个点形成基本线路1。由固定部件2确定电线束的固定位置和固定方向。固定部件2可以是连接器、旋转接线夹或者安装接线夹。在此实施例中，固定部件2使用固定接线夹(或者连接器)。在随后的处理执行之前，如此设计的表示基本线路1的数据被存储在存储装置15中。电线束的基本线路1的移位范围将由随后的处理过程进行预测。
在接下来的步骤S2中，基本线路1的参数，也就是基本线路长度、尺寸公差、固定位置、固定方向、以及最小弯曲半径通过使用输入装置12输入到计算机中。基本线路长度是指两个固定部件2之间的基本线路1的长度。尺寸公差是指基本线路一般所具有的公差值的最大值。例如，当基本线路的长度是20mm，尺寸公差大约是±5mm。电线束的固定位置和固定方向依赖于固定部件2对电线束的固定。也称为极限弯曲半径的最小弯曲半径是要预测电线束的一个材料特性。最小弯曲半径的值可以通过测量而预先获得。这些参数通过使用输入装置12输入微计算机11。
在步骤S3中，微计算机11通过利用存储在存储装置15中的基本线路1的数据以及输入的参数计算基本线路1的预测移位范围。在步骤S4中，计算的预测移位范围显示在显示装置13的屏幕上或者由打印装置14打印输出到记录媒体上。步骤S3和S4的处理过程将在后面参照图4和7详细描述。如果需要，在步骤S5中，预测移位范围可以通过将固定部件和电线束所连接的物体结合起来显示，并且该结合的图像可以三维显示。例如，如图3B和3C所示，预测移位范围3与安装部件4相结合，并且在合成的图像中，当在基本线路周围扩展时，预测移位范围被显示为像一个沿基本线路1延伸的鸟笼。这样，就合成地显示了预测移位范围以及安装部件4的结构。结果，合成图像使用户能够设计出电线束的更实用的线路设计。步骤S3等价于移位范围计算步骤或者移位计算单元，并且步骤S4等价于移位范围显示单元。进一步的，步骤S5等价于合成显示步骤。
计算预测移位范围的方法将参照图4至6进行描述。图4是表示图2的预测移位范围的预测的处理的流程图。图5是用于解释图4的预测移位范围的计算处理的过程的图。图6A和6B是用于解释预测移位范围计算处理中所用的螺旋角的图。预测移位范围的计算过程由微计算机11的CPU11a执行。
在图4的步骤S31中，微计算机的CPU计算图5中用虚线表示的电线束的实际线路1’的长度。实际线路1’是一条具有长度(实际线路长度)为基本线路1的长度和尺寸公差的绝对值的总和的线路。
在步骤S32中，如图5B所示，CPU在实际线路长度和最小弯曲半径的基础上计算第一计算点P1和第二十计算点P20。第一计算点P1和第二十计算点P20分别是后面将要描述的用于计算的起点和终点，也就是，那些点是这些种类的参考点。第一计算点P1和第二十计算点P20位于满足最小弯曲半径的实际线路1’的预测线路的峰值点，具体地讲，预测线路I1和I20在两点满足最小弯曲半径。在此附图中，标记字母“r”表示由电线束的最小弯曲半径定义的圆，其要通过计算得出。在第一计算点P1和第二十计算点P20的计算中，电线束线路有时包括至少两个拐点，如图5所示。
在步骤S33，CPU利用第一计算点P1和第二十计算点P20计算第二计算点P2到第十九计算点P19那些计算点P2到P19位于通过等分第一计算点P1和第二十计算点P20之间的长度而获得的点上。在此方法中，计算点P1到P20通过步骤S31和步骤S32获得。这些计算点可以通过其它计算方法获得。顺便说一句，计算点P2到P19并不局限于等分点。换句话说，如果这些点是在电线束的线路上彼此分散，那么这些计算点可以是任何离散的点。步骤S32和S33相当于计算点获得步骤。
随后在步骤S34中，计算最远点E(θI，pj)。首先参照图6描述计算最远点时所使用的螺旋角β。螺旋角β是用于三维地并一律指定为要计算的在电线束线路周围的计算点P1到P20的角。如图6A所示，获得两条要进行计算的并在固定部件2之间的电线束的线路“I”，其是在没有外力施加给他们的时候的平衡状态。获得其直径D等于两个实际线路“I”的最远点之间的距离的虚拟圆R。标记字母“I”指定为要计算的满足最小弯曲半径的其它线路。然后，如图6B所示，圆r的中心位于虚拟圆R的圆周上。接下来，另一个圆r定中心于圆“r”与虚拟圆R相交的点。由这两个圆“r”和虚拟圆的圆心所定义的角就是螺旋角β。螺旋角β小于15°。螺旋角β与虚拟圆相交的点是θ1，两个旋转角β与虚拟圆相交的点是θ2，以及用相似的方法获得点θ23......，θi。参考点是θ0。在此例中，θ0至θ24。被指定在虚拟圆的圆周上。如果需要，也可以使用其它指定这些点的方法。实质上，这些点可以是多个三维地并一律地指定为要计算的电线束的线路周围的计算点。
从图5C所示开始，获得在点θ0处相应于计算点p1到p20的最远点E(θ0，p1)......E(θI，p21)。如图5D所示，相继获得在点θ1到θ24处的最远点E(θi，pj)。在图5中，最远点E(θ0，p1)......E(θ0，p20)用符号表示为E1...，E20。最远点被设置在线路I1，...，I0，...，I20各自的峰值点处。这样，就计算出了相应于所有的计算点p1到p20的在所有的角θ0到θ24处的所有的最远点。步骤S34相当于最远点计算步骤。
显示预测移位范围的方法将参照图7和8进行说明。图7是表示预测移位范围显示处理的一系列流程步骤的流程图。图8是用于说明图7中所示的执行预测移位范围显示处理的过程的图。
图7的步骤S41中，在图8A中用H1，H2，H3...表示的相邻最远点E(θi，pj)和E(θi，pj+1)在每个点θ0至θ24相继被连接。当获得了第一计算点和第20th计算点时，利用部分线路连接最远点E1和E20以及固定部件2。然后，在步骤S42中，在图8B中用v1，v2，v3...表示的相邻最远点E(θi，pj)和E(θi，pj+1)在每个点p0至p20相继被连接。这样，相邻最远点E(θi，pj)就被连接起来，并且最后的一侧移位范围显示为一个窄的鸟笼的形状。这样，预测移位范围就被显示为像一个鸟笼。相应的，预测移位范围的显示就具有了舒服的视觉特性。并且，用户可以正确地判断一个设计的基本线路是否正确，这样就实现了电线束的精确线路设计。颠倒步骤S41和S42的处理流程的顺序也是可以的。也并不限制于连续连接所有的最远点E(θi，pj)。例如，那些最远点也可以间隔一个最远点被连接。这种最远点的连接方式可以使设计者大致掌握预测的移位范围。步骤S41到S42相当于一个连接显示步骤。
预测移位范围可以被显示，这样它可以与电线束的线路上的安装部分相结合，合成图像就如图3C所显示。
如上所述，在这些实施方式中，预测移位范围和预测设备可以通过利用最小弯曲半径并不需要复杂计算的预测移位范围而更精确地设计电线束的线路。具体地讲，该方法和装置更适用于车辆的电线束的线束设计的操作。
本发明的移位范围的预测方法和装置可以用于建筑物或其相似物中的电线束的布置。本发明实施例中实例性描述的计算点和旋转角是可以改变的。移位范围的预测结果并不仅仅通过显示装置13和打印装置14进行显示和打印，其也可以通过通信接口16和LAN网络的方式传送到外部设备。可以理解，本发明并不局限于上述的实施例，在本发明的实质精神和范围内可以对其进行各种各样的修改、变更和改变。