自动扶梯桁架系统的快速设计

第8卷第4期

2010年12月中　国　工　程　机　械　学　报CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCTION MACHINER Y Vol.8No.4　Dec.2010

作者简介:吴战国(1966-),男,副教授,工学博士.E 2mail :wuzhanguo @

自动扶梯桁架系统的快速设计

吴战国,钟遇舟,任安心

(同济大学机械工程学院,上海　201804)

摘要:采用自顶向下的方法,通过三维软件SolidWorks 对自动扶梯桁架进行参数化建模与装配,然后利用Vis 2

ual C ++编程工具编写动态链接库进行二次开发,设计1套自动化的扶梯桁架软件.扩展了SolidWorks 的功能,

大大提高了自动扶梯的设计效率.

关键词:SolidWorks ;自动扶梯;二次开发;Visual C ++

中图分类号:TP 391.7 文献标识码:A 文章编号:1672-5581(2010)04-0427-05

Rapi d desi gn f or t r uss s ys t e m of a ut o ma tic escal a t ors

WU Zha n 2guo ,ZHON G Yu 2zhou ,R EN A n 2xi n

(College of Mechanical Engineering ,Tongji Universit y ,Shanghai 201804,China )

A bs t r act :By applying t he top 2dow n met hod ,t he paramet ric modeling and assembly are first conducted on t he automatic escalator t russes via SolidWorks TM .Then ,a secondary develop ment of t he dynamic link li 2

brary (DLL )is completed using such p rogramming tools as Visual C ++TM .Finally ,a set of software is de 2veloped for automatic escalators based on t he extension of SolidWorks

TM .The rein ,t his app roach can signif 2

icantly imp rove t he design efficiency.Key w or ds :SolidWorks ;automatic escalator ;secondary develop ment ;Vis ual C ++

自动扶梯桁架是1种尺寸多变但结构相似的机构系统,并且主体结构比较复杂,零件繁多.随着客户需求的多样化以及CAD 技术在该行业的普及,它使企业在成本、质量、交货期和客户满意度方面面临着越来越大的压力,必须合理利用企业目前存在着的大量产品设计和工艺资源,通过产品配置和产品族管理来缩短订单产品的通过时间.因此,就自动扶梯桁架结构来讲,非常具有二次开发的价值.

本文在现有的扶梯生产技术基础上,从资源重用、信息集成的角度,介绍1种自动扶梯桁架系统开发的思路,以SolidWorks 为三维设计平台,VC ++为编程工具,开发1种支持快速组合的变型设计系统,建立设计计算获得的参数与三维图形之间的直接相关性,这是SolidWorks 软件本身所无法实现的[1].1　虚拟装配技术在扶梯建模中的应用

SolidWorks 是1种全参数化特征造型软件,具有强大的零件、装配、工程图设计功能.它支持单一数据库,同时具有良好的兼容性和开放性,为用户提供了支持对象的链接和嵌入(Object Linking and Embedding ,OL E )自动化技术与组件对象模型(Component Object Model ,COM )规范2种不同的二次开发方式.

1.1　自动扶梯桁架的装配层次分析

基于自动扶梯结构的复杂性,在设计初期尽量根据可拆装并结合人工的分析形式,将自动扶梯的桁架主装配体分为主要的几个子装配体:扶梯桁架左单片、桁架右单片和其他适配件.其中左右单片又可分别为上部、中部、下部3个部分.

中　国　工　程　机　械　学　报第8卷　

1.2　装配体布局草图在自动扶梯中的应用

图1　桁架装配体结构层次分析图Fig 1　Asse mbly s t r uct u re cha r t 一般装配方法有自上而下和自下而上2种.自上而下即

Layout 设计,是利用布局草图设计1个装配体,绘制1个或

多个草图,用草图显示每个装配体的零部件的位置.然后,在

生成零件之前建立和修改设计图.使用布局草图设计装配体

的最大好处,就是如果更改了布局草图,则装配体及其零件

都会随之更新.自下而上方法是把1个大型的装配体分拆成

很多小零件设计,然后把它们装配到一起.正是基于自顶向

下设计的诸多优点,以及SolidWorks 的数据全相关性,并且

子零件大多为结构件,非常适合利用焊件特征来建模,因此

对整个自动扶梯装配的方法采用自顶向下的Layout 设计.图1为它的结构示意图.1.3　自动扶梯的零件在S oli d Wor ks 中的建模方法

1.3.1　总装配体草图布局

在总装配体中建立1个布局草图,其中以不同的草图实体代表装配体中的零件.按照整体设计思路,指定每个零部件的参照信息,通过草图的实体转换来传递相关参数,定义零部件的尺寸、形状以及它在装配体中的位置,确保每个零件都参考了此布局草图.如图2所示.

1.3.2　零件建模

根据得到的零件参数,参考机械设计手册,选取零件的截面属性,用“焊接件”的方法对零件进行建模,对于厂标件和通用件,在零件模式下设计,而不需要在装配环境下设计,以保持零件的通用性.在主体框架设计完成后,组装其他适配件,最后完成整个扶梯的装配,如图3所示

.

图2　L a yout 总设计草图

Fig.2　L a yout s ketc h 图3　自动扶梯的总装配图Fig.3　Competed escala t or asse m bly

2　自动扶梯桁架的二次开发原理

2.1　S oli d Wor ks COM 二次开发简介

SolidWorks 的COM 接口,是使用Visual C ++编程语言开发动态链接库(Dynamic Link Library ,DLL )程序.通过SolidWorks 提供的应用程序接口(Application Programming Interface ,A PI )函数,可以实现对SolidWorks 底层的开发,并且代码的执行效率高,能直接在SolidWorks 的界面下添加菜单、工具条等,在注册表中注册成功即可成为SolidWorks 插件,通过编写用户界面、调用数据库等,从而实现了与SolidWorks 的无缝集成.

2.2　扶梯桁架的二次开发方法

2.2.1扶梯桁架的二次开发方法

通过调用A PI 函数对SolidWorks 进行二次开发通常有2种方式,程序驱动法和尺寸驱动法.程序驱动法是通过对A PI 函数的调用,实现在SolidWorks 中进行建模所需要的全部操作.使三维模型完全实现

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