[发明专利]航天器电缆网三维设计系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于三维数字化领域，涉及一种航天器电缆网三维设计系统和方法，将电缆网网络通道设计和每束电缆的具体布线设计完全分离开来，以电缆网的网络通道作为电缆的“路”且电缆只能经由网络通道为基本出发点，首先构建整器级电缆网络通道，作为后续开展每束电缆网布线设计的统一路径依据，并且依此开展每束电缆网的具体布线设计，实现了电缆网络通道的统一顶层规划和统一设计，实现了在统一设计依据和约束条件下，每束电缆网的并行协同设计，减少每束电缆并行设计时的路径缺少统筹考虑和不优化的现实问题，减少了协同设计过程中的反复迭代和修改，简化设计流程和环节，提升设计效率。

背景技术

电缆网是航天器的重要组成部分，不仅数量多，而且电缆种类较多，主要包括高压电缆、火工电缆、大功率电缆、高频电缆、1553B总线电缆、1394电缆等，各类电缆在设计时都有不同的要求。传统的电缆设计是在二维展开布局图中进行电缆走向设计。这种基于二维设计模式的电缆设计长期存在着设计效率低、设计准确度不高、低级错误频发、从设计到下厂周期长等长期制约航天器型号任务的瓶颈问题。为此，部分航天器研制单位和科研院所开始了电缆网三维设计的探索和应用。

虽然，现有技术中的很多三维设计软件(例如，Pro/E软件)或者基于三维设计软件二次开发的三维设计工具已经具有了较强的电缆三维设计模块，但现有的电缆网三维设计方法和设计模式仍存在以下问题有待解决：

1)缺少航天器的整器级电缆网络通道的统一顶层规划和统一设计，没有把电缆网网络通设计(可以走电缆的通道或者路径)和具体布线设计(形成每束电缆的三维模型)完全分离开发，每位设计师时在开展电缆网设计时，一般只设计与自己相关的网络通道，或者不设计网络通道，直接开展电缆网布线设计；

2)需要完成整个航天器全部可用的电缆网络通道的设计，形成整器级电缆网络通道，作为后续每束电缆网布线设计(电缆网三维模型设计)的统一通道(或者路径)依据，为每束电缆网的并行协同设计提供统一依据。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种航天器电缆网三维设计系统和方法，能够实现航天器的整器级电缆网络通道的统一顶层规划和统一设计，将网络通设计和具体布线设计完全分离开发，分别独立设计，并把该网络通道作为后续开展每束电缆网布线设计的统一路径依据。

本发明的一个方面提供了一种航天器电缆网三维设计系统，将电缆网网络通道设计和每束电缆的具体布线设计完全分离开来，以电缆网的网络通道作为电缆的“路”且电缆只能经由网络通道为基本出发点，，作为后续开展每束电缆网布线设计的统一路径依据，并且依此开展每束电缆网的具体布线设计，不仅航天器的整器级的电缆网络通道配置统一的顶层规划以及统一设计环节和设计工具，而且为后续每束电缆网布线设计的并行协同提供了统一的依据和约束，减少了协同设计过程中的反复迭代和修改，简化设计流程和环节，提升设计效率。

具体地，本发明的航天器电缆网三维设计系统包括：基础库设计与管理模块，用于开展电缆网的三维电缆设计所需的模型库、参数库和算法库的建立和管理；主通道规划模块，用于采用面或管状特征，快速创建和管理电缆网的主通道特征；网络通道设计模块，用于航天器的全部电缆网走向的电缆网络通道的统一三维设计，从而建立电缆敷设的路径数据结构；自动布线模块，用于根据用户输入的单束电缆基本信息，以航天器的整器电缆网网络通道为依据实现自动布线，从而形成单束电缆的三维模型，并完成相关的电连接器、卡子、垫块和紧固件的装配；布线检查模块，用于对电缆网的三维模型的正确性进行检查并给出检查结果；三维下厂模块，用于生成电缆网的三维下厂所需的补充数据。

优选地，模型库至少包括电连接器模型库、卡子模型库、垫块模型库、紧固件模型库，参数库至少包括以下参数：电缆的类型、外径、颜色、允许的最小折弯半径、线密度，算法库至少包括电缆网络通道设计规则库、电缆网自动布线算法库；主通道特征至少包括通道特性信息、通道容量信息、通道网格点信息，其中，通道特性信息至少包括以下参数：截面通道尺寸、通道电缆特性、通道复合截面形式、通道排数和通道容量；电缆网络通道的统一三维设计至少包括：电缆网络通道的截面形状设计、路线设计、避让设计、容量设计以及各类电缆网的电缆网络通道间的关系设置，从而实现批量创建、曲线创建、坐标系创建以及复制和修改电缆网网络通道。