(論文)車(chē)門(mén)及附件設(shè)計(jì)最新優(yōu)秀畢業(yè)論文資料搜集嘔血奉獻(xiàn)

碩士學(xué)位論文 車(chē)門(mén)附件布置知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā) The Research and Development of the Door Accessory Package Knowledge Base Management System 目錄 -II- 提提 要要 本課題是吉林省科學(xué)技術(shù)委員會(huì)立項(xiàng)資助的“基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)” ，主要研究車(chē)門(mén)附件、布置設(shè)計(jì)過(guò)程、布置規(guī)則、干涉檢驗(yàn)等設(shè) 計(jì)信息與推理機(jī)制；研究簡(jiǎn)單知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的搭建，研究簡(jiǎn)單專(zhuān)家系統(tǒng)的原理 與應(yīng)用；并在 CATIA 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。以集成的觀點(diǎn)構(gòu)建車(chē)門(mén)附件布置 DAPS 系統(tǒng)，給出了 DAPS 系統(tǒng)集成的組織結(jié)構(gòu)-布置系統(tǒng)、附件數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)三 大組成模塊。 本文主要研究了車(chē)門(mén)附件布置系統(tǒng)與專(zhuān)家系統(tǒng)/知識(shí)庫(kù)理論的結(jié) 合進(jìn)行了研究和探索。建立了車(chē)門(mén)附件布置系統(tǒng)的簡(jiǎn)單的知識(shí)庫(kù)框架，該知 識(shí)庫(kù)系統(tǒng)采用產(chǎn)生式知識(shí)庫(kù)結(jié)構(gòu)，因?yàn)楫a(chǎn)生式知識(shí)表達(dá)方式接近于人類(lèi)大腦 的推理方式，具有易于理解、表示簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字： CATIA, 車(chē)門(mén)，附件，專(zhuān)家系統(tǒng)，知識(shí)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù) -III- 目目 錄錄 第一章 緒 論.1 1-1 CAD/CAM 技術(shù)和知識(shí)庫(kù)技術(shù)在汽車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用.1 1.1.1 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展.1 1.1.2 CAD技術(shù)在汽車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用3 1.1.3 知識(shí)庫(kù)在CAD中的應(yīng)用.4 1.1.4 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)及其開(kāi)發(fā)過(guò)程.6 1-2 基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng).6 1.2.1 基于知識(shí)的工程系統(tǒng)簡(jiǎn)介.6 1.2.2 基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成.7 1.2.3 基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)（DAKBS）.8 1-3 本課題研究的內(nèi)容.9 1-4 本章小結(jié).9 第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究. 11 2.1 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)概述.11 2.1.1 車(chē)門(mén)的分類(lèi).11 2.1.2 車(chē)門(mén)的構(gòu)成.12 2.1.3 車(chē)門(mén)的功能要求.12 2.1.4 車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)流程.13 2.2 車(chē)門(mén)附件布置過(guò)程及其特點(diǎn).14 2.2.1 鉸鏈的布置.16 2.2.2 玻璃及玻璃升降器的布置.18 2.2.3 門(mén)鎖的布置過(guò)程.23 2.2.4 密封條布置.25 目錄 -IV- 2.2.5 運(yùn)動(dòng)干涉.26 2.2.6 車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)特點(diǎn)及布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)分析.27 2.3 本章小結(jié).27 第三章 專(zhuān)家系統(tǒng)與知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)理論.28 3-1 專(zhuān)家系統(tǒng).28 3.1.1 專(zhuān)家系統(tǒng)的歷史.28 3.1.2 專(zhuān)家系統(tǒng).29 3.1.3 構(gòu)建專(zhuān)家系統(tǒng)的過(guò)程.29 3.1.4 專(zhuān)家系統(tǒng)的構(gòu)建原則.31 3.1.5 專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具.32 3.1.6 通用性專(zhuān)家系統(tǒng)分類(lèi).35 3-2 知識(shí)工程.35 3.2.1 知識(shí)工程研究?jī)?nèi)容.36 3.2.2 知識(shí)庫(kù).38 3.2.3 知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng).39 3.2.4 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng).40 3.2.5 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)用化要求.41 3.2.6 知識(shí)的組織與管理.42 3.2.7 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的研究趨勢(shì).44 3-3 本章小結(jié).44 第四章 產(chǎn)生式知識(shí)庫(kù)系統(tǒng).45 4-1 產(chǎn)生式系統(tǒng)45 4.1.1 產(chǎn)生式的基本形式.45 4.1.2 產(chǎn)生式系統(tǒng)的求解過(guò)程.47 4.1.3 產(chǎn)生式系統(tǒng)的特點(diǎn).47 4-2 規(guī)則庫(kù)管理命令.48 -V- 4-3 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)49 4.3.1 綜合數(shù)據(jù)庫(kù).49 4.3.2 綜合數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造.50 4-4 推理機(jī) /控制機(jī)構(gòu)52 4-5 小型知識(shí)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)步驟54 4-6 本章小結(jié)54 第五章 CATIA 二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的研究55 5.1 CATIA 軟件的二次開(kāi)發(fā)工具介紹55 5.2 GII（GRAPHICS INTERACTIVE INTERFACE）的使用.57 5.3 API（APPLICATION PROGRAM INTERFACE）函數(shù)及調(diào)用.58 5.3.1 API函數(shù)58 5.3.2 API函數(shù)的調(diào)用59 5.4 本章小結(jié).61 第六章 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建立.62 6-1 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)62 6.1.1 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)任務(wù)與框架.62 6.1.2 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的功能.64 6.1.3 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的安全機(jī)制.64 6-2 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)65 6.2.1 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)用戶(hù)界面的設(shè)計(jì).66 6.2.2 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)的設(shè)計(jì).66 目錄 -VI- 6.2.3 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì).67 6.2.4 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)推理機(jī)的設(shè)計(jì).67 6.2.5 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)解釋器的設(shè)計(jì).69 6.2.6 車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)知識(shí)獲取器的設(shè)計(jì).70 6-3 附件知識(shí)庫(kù)詳細(xì)設(shè)計(jì).71 6.3.1 一致性和可證明性檢查.71 6.3.2 規(guī)則自然語(yǔ)言的理解.72 6.3.3 車(chē)門(mén)附件知識(shí)獲取過(guò)程.72 6.3.4 知識(shí)庫(kù)操作.79 6-4 車(chē)門(mén)附件布置系統(tǒng)的一體化集成化.80 6.4.1 集成車(chē)門(mén)附件布置系統(tǒng)開(kāi)發(fā)任務(wù).80 6.4.3 車(chē)門(mén)附件布置系統(tǒng)的集成化.81 6.4.4 車(chē)門(mén)附件布置過(guò)程.83 6-5 本章小結(jié)84 第七章 總結(jié)與展望.85 致 謝.86 參考文獻(xiàn).87 -1- 第一章第一章 緒緒 論論 1-1 CAD/CAM 技術(shù)和知識(shí)庫(kù)技術(shù)在汽車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用技術(shù)和知識(shí)庫(kù)技術(shù)在汽車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用 1.1.1 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展技術(shù)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造（CAD/CAM）技術(shù)就是將計(jì)算機(jī)迅速、準(zhǔn)確地 處理信息的特點(diǎn)與人類(lèi)創(chuàng)造的思維能力及推理判斷能力巧妙地結(jié)合起來(lái)，用 計(jì)算機(jī)硬件、軟件的新成就特別是計(jì)算機(jī)繪圖、數(shù)據(jù)庫(kù)、智能模擬技術(shù)，為 現(xiàn)代設(shè)計(jì)提供了理想的手段。1972 年國(guó)際信息處理聯(lián)合會(huì)（IFIP）曾對(duì) CAD 技術(shù)作如下定義： “CAD 是一種技術(shù)，其中人與計(jì)算機(jī)結(jié)合為一個(gè)問(wèn)題求解 組，緊密配合，發(fā)揮各自所長(zhǎng)，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科 方法的綜合性協(xié)作提供了可能” 1 。計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）利用計(jì)算機(jī)將產(chǎn) 品的設(shè)計(jì)信息自動(dòng)轉(zhuǎn)換為制造信息，以控制產(chǎn)品的加工、裝配、檢驗(yàn)、包裝 等全過(guò)程，以基于這些過(guò)程相關(guān)的物流系統(tǒng)和初步的生產(chǎn)調(diào)度。 CAD/CAM( 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造)技術(shù)產(chǎn)生于本世 50 年代后期發(fā)達(dá) 國(guó) 家的航空和軍事工業(yè)中， 隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的 發(fā)展 而迅速成長(zhǎng)起來(lái)。CAD/CAM 在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用最早，也最為廣泛。采用 CAD 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但可以使設(shè)計(jì)人員“甩掉圖板”，更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì) 思想，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng) 爭(zhēng)能力；還可以使企業(yè)由原來(lái)的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新 的設(shè)計(jì)和生產(chǎn) 技術(shù)管理體制，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。如今 世界各大航空、航天及汽車(chē)等制造業(yè)巨頭不但廣泛采用 CAD/CAM 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn) 品設(shè)計(jì)，而且投入大量的人力物力及資金進(jìn)行 CAD/CAM 軟件的開(kāi)發(fā)， 以保 持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國(guó)際市場(chǎng)上的優(yōu)勢(shì)。 CAD 技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的，集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通訊等計(jì)算 機(jī)及其他領(lǐng)域知識(shí)于一體的高新技術(shù)； 是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分； 也 是提高設(shè)計(jì)水平、 縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、 增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的一項(xiàng) 關(guān) 鍵 技術(shù)。 CAD 技術(shù)的特點(diǎn)是涉及面廣而復(fù)雜、 技術(shù)變化快、競(jìng)爭(zhēng)激烈，而且投 資大、 風(fēng)險(xiǎn)高、產(chǎn)出高。現(xiàn)代有名的 CAD/CAM 軟件都是規(guī)模巨大、功能眾多、系統(tǒng) 復(fù)雜，所以投資大、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，難以及時(shí)跟上硬件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境的迅速 發(fā)展，以及廣大用戶(hù)需求的變化和不斷增長(zhǎng)的要求。 CAD/CAM 技術(shù)的廣泛應(yīng)用大大減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度， 改善了他們的 目錄 -2- 工作環(huán)境和條件，提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，極大的提高了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì) 效率，縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。CAD/CAM 技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 方式，使設(shè)計(jì)人員的智慧和能力得到充分的發(fā)揮，CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng) 用水平已成為和衡量一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 我國(guó)的 CAD/CAM 技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較晚，從八十年代才逐步開(kāi)始， 但是發(fā)展的非?？欤貏e是進(jìn)入九十以后得到迅速的發(fā)展，CAD/CAM 技術(shù)在 我國(guó)的航空、航天、造船、機(jī)械、汽車(chē)等領(lǐng)域得到較廣泛的應(yīng)用，一些國(guó)產(chǎn) 的優(yōu)秀 CAD 軟件也應(yīng)運(yùn)而生，但是我國(guó) CAD/CAM 技術(shù)研究和應(yīng)用的廣度和 深度與國(guó)外相比還存在較大的差距，要想提高我國(guó)汽車(chē)等機(jī)械產(chǎn)品在國(guó)際市 場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，CAD 技術(shù)的研究和應(yīng)用是關(guān)鍵。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以利用 CAD 技術(shù)在計(jì)算機(jī)中生成產(chǎn)品的真實(shí)實(shí)體幾何 模型，在計(jì)算機(jī)屏幕上隨意的旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)模型，從各個(gè)角度觀察產(chǎn)品的形狀， 不斷的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改，而且許多 CAD 軟件還提供豐富的輔助分析功能， 可以在設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等各種分析，來(lái)幫助和指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員得到 合理的、最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案；虛擬裝配、加工仿真、運(yùn)動(dòng)分析等 CAD 技術(shù)的 發(fā)展使得 CAD 技術(shù)實(shí)質(zhì)得以充分體現(xiàn)，即輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而 不是簡(jiǎn)單的繪圖代替紙筆。 CAD 軟件主要是幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員完成數(shù)值型的 工作，也就是說(shuō)完成計(jì)算、分析、繪圖等功能，設(shè)計(jì)活動(dòng)中存在的最關(guān)鍵的 推理工作，諸如設(shè)計(jì)思路、最佳方案的選擇、參數(shù)的選擇等等，這些工作主 要依賴(lài)于設(shè)計(jì)人員的知識(shí)和專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，是現(xiàn)有 CAD 軟件無(wú)法滿足的。因此 將人工智能技術(shù)，特別是專(zhuān)家系統(tǒng)的技術(shù)與現(xiàn)有的、傳統(tǒng)的 CAD 技術(shù)相結(jié) 合開(kāi)發(fā)一些專(zhuān)用的 CAD 軟件和程序模塊是今后 CAD 發(fā)展的必然趨勢(shì) 2。 CAD 系統(tǒng)的智能化可以將領(lǐng)域設(shè)計(jì)專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)與 CAD 技術(shù)結(jié)合 在一起，這既有利于充分發(fā)揮 CAD 技術(shù)在專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的作用，又能將工 程設(shè)計(jì)專(zhuān)家多年的、寶貴的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)充分的保存下來(lái)，為其他設(shè)計(jì)人員所參 考，這樣一個(gè)經(jīng)驗(yàn)不很豐富的設(shè)計(jì)人員可以借助智能 CAD 系統(tǒng)在領(lǐng)域?qū)＜?知識(shí)的指導(dǎo)下高效率、高質(zhì)量的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 任何產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都被包容在 CAD 的覆蓋范圍內(nèi)。但任何專(zhuān)業(yè) CAD 廠商 都永遠(yuǎn)不可能滿足所有客戶(hù)的一切設(shè)計(jì)需求。 所以 CAD 系統(tǒng)必須作成開(kāi)放式， 為廣大用戶(hù)的二次開(kāi)發(fā)提供一切方便。CAD 軟件又應(yīng)該使各類(lèi)用戶(hù)所設(shè)計(jì)的 對(duì)象都產(chǎn)生統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)格式，保證不同廠商的 CAD 文檔可以相互兼 容，實(shí)現(xiàn)資源共享，達(dá)到無(wú)縫集成。 一個(gè)公司對(duì) CAD 系統(tǒng)的應(yīng)用必然要經(jīng)歷以下過(guò)程： 軟硬件的購(gòu)買(mǎi)、 CAD 軟件在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的逐步應(yīng)用、結(jié)合公司需要對(duì) CAD 軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)、 用于 CAM/CAE 方面。根據(jù)公司設(shè)計(jì)的需要，結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)和領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng) -3- 驗(yàn)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的 CAD 模塊，可大大減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)中不必要的重復(fù)性勞動(dòng)，提 高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)周期。CAD 軟件的二次開(kāi)發(fā)可 有效的克服通用 CAD 軟件在專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的不足和局限性，有利于充分發(fā) 揮 CAD 軟件的輔助作用。所以一個(gè)公司需全面的開(kāi)展 CAD 并取得積極效果， 應(yīng)以引入的 CAD 系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)本公司的實(shí)際需要，進(jìn)行程度不同的用戶(hù) 化、本地化的二次開(kāi)發(fā)，建立專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，形成具有本公司特色 的產(chǎn)品設(shè)計(jì) CAD 系統(tǒng)。 CAD 要求集成，一方面從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全生命期看，要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)與分析計(jì) 算（CAE） 、工藝規(guī)劃（CAPP） 、數(shù)控加工（NC） 、質(zhì)量控制（CAQ） 、技術(shù)服務(wù)、 備件供應(yīng)、訂貨管理、生產(chǎn)計(jì)劃管理等緊密銜接，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造管理一 體化；另一方面從行業(yè)間的關(guān)系看，建筑、土木工程、鐵路勘察設(shè)計(jì)等需要 與地理信息系統(tǒng)（GIS） 、通信、供水供電暖氣通風(fēng)、機(jī)械制造、微電子技術(shù) 等溝通，同樣要求跨行業(yè)的應(yīng)用軟件一體化。 1.1.2 CAD 技術(shù)在汽車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用技術(shù)在汽車(chē)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用 CAD 技術(shù)首先在航空、航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，而后開(kāi)始逐漸應(yīng)用于汽 車(chē)領(lǐng)域。1959 年 GM 汽車(chē)公司的 DAC-1（Design Augmented Computer）項(xiàng)目 標(biāo)志著 CAD 技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用的開(kāi)始。CAD 技術(shù)給使用者帶來(lái)了巨大的 好處及頗豐的收益，汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始大量采用 CAD 技術(shù)。80 年代初，幾乎全 世界所有的汽車(chē)工業(yè)和航空工業(yè)都購(gòu)買(mǎi)過(guò)相當(dāng)數(shù)量的 CATIA，其結(jié)果是 CATIA 躍居制造業(yè) CAD 軟件榜首，并且保持了許多年。最近幾年，從造型 理論上來(lái)說(shuō)，CATIA 并沒(méi)有突破性的進(jìn)展，其 CAD 技術(shù)本身已相對(duì)落后。 但 CATIA 除了給用戶(hù)提供豐富的交互曲線、曲面造型、擬合功能外，還給用 戶(hù)提供了二次開(kāi)發(fā)工具，無(wú)疑給用戶(hù)帶來(lái)了極大的方便3。 經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，CAD 技術(shù)在國(guó)外汽車(chē)行業(yè)得到廣泛而成熟的應(yīng) 用。各汽車(chē)公司不僅擁有非常好的 CAD 軟硬件條件，而且還有高素質(zhì) CAD 設(shè)計(jì)隊(duì)伍，很好的將各公司多年的汽車(chē)設(shè)計(jì)理論、經(jīng)驗(yàn)和 CAD 技術(shù)相結(jié)合， 成功的用于其新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)， CAD 技術(shù)的廣泛應(yīng)用極大的縮短了新車(chē) 型的開(kāi)發(fā)周期。 國(guó)外各汽車(chē)公司不僅在汽車(chē)設(shè)計(jì)和 CAD 應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)， 而且還結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)對(duì) CAD 軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，克服通用 CAD 軟件在汽車(chē)設(shè)計(jì)方面的局限性，開(kāi)發(fā)適合公司內(nèi)部設(shè)計(jì)需要的智能 CAD 專(zhuān) 業(yè)模塊，幫助其產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員快速的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，以求在市場(chǎng) 目錄 -4- 競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。例如：美國(guó) Ford 汽車(chē)公司專(zhuān)門(mén)成立 CAD 軟件的二次 開(kāi)發(fā)隊(duì)伍結(jié)合公司需要開(kāi)發(fā)一些汽車(chē)設(shè)計(jì)軟件； 法國(guó)雷諾公司在 EUCLID 上開(kāi) 發(fā)了適合汽車(chē)工業(yè)需求的用于鈑金成型的 OPTRIS 模塊和用于干涉檢驗(yàn)的 Megavision 模塊；日本的 TOYOTA 汽車(chē)公司與美國(guó) PTC 軟件公司合作在 Pro/E 軟件的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的汽車(chē)模具型面設(shè)計(jì)模塊 Pro/Dieface4等等。目前， 國(guó) 外 用 的 比 較 多 的 CAD 軟 件 ， 主 要 有 ： CATIA(IBM/Dassault) 、 Unigraphics(EDS) 、 I-DEAS(SDRC) 、 PRO/E(PTC) 、 EUCLID(MATRA) 、 CADDS(ComputerVision)等。 可以說(shuō)我國(guó)汽車(chē)行業(yè) CAD 軟硬件的條件是相當(dāng) 不錯(cuò)的，經(jīng)過(guò)十多年努力，CAD 技術(shù)在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用已取得很大的進(jìn) 步，而且一些大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)在通用的 CAD/CAM 軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) 專(zhuān)業(yè)模塊?，F(xiàn)在各國(guó)制造企業(yè)均紛紛采用各種新實(shí)現(xiàn)、新方法、新技術(shù)來(lái)改 進(jìn)自己的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式，力圖使企業(yè)及其產(chǎn)品具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和生命力。 1.1.3 知識(shí)庫(kù)在知識(shí)庫(kù)在 CAD 中的應(yīng)用中的應(yīng)用 CAD 的核心技術(shù)是用最簡(jiǎn)單、方便的操作來(lái)生成產(chǎn)品幾何形狀的精確數(shù) 字定義并且實(shí)時(shí)顯示其真實(shí)感圖形。飛機(jī)、汽車(chē)的外形復(fù)雜，零、部件間的 配合要求高，因此 CAD 技術(shù)的研究和軟件開(kāi)發(fā)首先是從飛機(jī)和汽車(chē)行業(yè)發(fā)展 起來(lái)的。CAD 軟件產(chǎn)業(yè)的茁壯成長(zhǎng)取決于五大要素：應(yīng)用需求、技術(shù)積累、 資金投入、隊(duì)伍素質(zhì)和運(yùn)行機(jī)制。國(guó)際知名的 CAD 軟件，數(shù)量上以美國(guó)最多， 其次法國(guó)。但是就軟件產(chǎn)業(yè)的成功率看，法國(guó)居榜首。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到持 續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展，尤其汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在我國(guó)獲得了蓬勃的發(fā)展，為 CAD 技術(shù)的 研究和軟件開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。 我國(guó)汽車(chē)行業(yè)經(jīng)過(guò)十多年努力和發(fā)展，CAD 技術(shù)、專(zhuān)家系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)技 術(shù)等新興技術(shù)在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用已取得很大的進(jìn)步，而且一些大學(xué)和科 研機(jī)構(gòu)也在獨(dú)立地或與汽車(chē)公司合作開(kāi)發(fā)一些在通用的 CAD 軟件基礎(chǔ)上的 汽車(chē)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)模塊，例如：吉林大學(xué)的福特中國(guó)研究與發(fā)展基金項(xiàng)目組率 先探索 KBE 在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用，在通用 CAD 軟件的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的汽 車(chē)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)模塊；同濟(jì)大學(xué)在 UG 平臺(tái)上開(kāi)發(fā)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)等等5。 但是由于我國(guó) CAD 技術(shù)起步較晚，加上現(xiàn)有通用 CAD 軟件的專(zhuān)用性較差， CAD 技術(shù)的應(yīng)用與國(guó)外汽車(chē)公司相比還有很大的差距， 國(guó)內(nèi)各汽車(chē)公司普遍 存在 CAD 軟件利用率低，設(shè)計(jì)效率低下的問(wèn)題。加大 CAD 軟件在汽車(chē)開(kāi)發(fā) 中的應(yīng)用力度，并且結(jié)合汽車(chē)設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)一些通用 CAD 軟件平臺(tái) 上的面向汽車(chē)設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)模塊以幫助設(shè)計(jì)人員提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)效率和質(zhì)量， -5- 是縮短我國(guó)與國(guó)外汽車(chē)設(shè)計(jì)水平的差距，早日實(shí)現(xiàn)我國(guó)轎車(chē)自主開(kāi)發(fā)能力的 有效措施之一。 從 CAD/CAM 的技術(shù)發(fā)展史，需強(qiáng)調(diào)一個(gè)觀點(diǎn)：國(guó)外在成熟的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì) 機(jī)制下，一切研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目決不草率上馬，都有明確的應(yīng)用目標(biāo)和周密的技 術(shù)組織措施。凡是成功的成果，一定要倍加珍惜，盡量繼承、采納、接力、 改進(jìn)。國(guó)外有一條規(guī)則，凡是能從市場(chǎng)上買(mǎi)到的，決不自己從頭做起，外購(gòu) 一定比自制合算。同時(shí)賣(mài)方也懂得這個(gè)道理，必須合理定價(jià)，互通有無(wú)，決 不能奇貨可居，將別人拒之門(mén)外。CAD 源程序雖然珍貴，但同樣是商品，只 是定價(jià)更高而己。美國(guó)有規(guī)定，軟件的源程序改動(dòng)量超過(guò) 20%，就是新軟件， 不叫抄襲，鼓勵(lì)在繼承中創(chuàng)新，不贊成重復(fù)做虛功，白白浪費(fèi)人力、物力資 源。一個(gè)項(xiàng)目失敗了，并不稀奇，技術(shù)創(chuàng)新允許失敗。但是即使一個(gè)軟件系 統(tǒng)整體上失敗了，也要從中提取有用部分，創(chuàng)造新的商機(jī)。 軟件開(kāi)發(fā)中必須將各個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)上的操 作，將原來(lái)的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)體現(xiàn)為軟件代碼，使得應(yīng)用人員在新的工 作環(huán)境中感到計(jì)算機(jī)得心應(yīng)手，善解人意，這就需要開(kāi)發(fā)人員與應(yīng)用人員共 同經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的磨合過(guò)程，不斷修改程序，不斷排除錯(cuò)誤。 有效的二次開(kāi)發(fā)是 CAD/CAM 發(fā)揮效能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，二次開(kāi)發(fā)具有以下兩 個(gè)主要特點(diǎn)： 一、于二次平臺(tái) 二、向領(lǐng)域?qū)＜?因此，二次開(kāi)發(fā)應(yīng)以工程設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐為基礎(chǔ)，以軟件工程理論為 指導(dǎo)，面向具體產(chǎn)品的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行開(kāi)發(fā) 6。 隨著 CAD 的進(jìn)一步發(fā)展，單純通過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，或者采用 CAD 數(shù)據(jù)庫(kù)、 工程數(shù)據(jù)庫(kù)已無(wú)法滿足 CAD 的復(fù)雜要求。因此需要選用合適、功能強(qiáng)大的通 用工具來(lái)支撐 CAD 發(fā)展中提出的新的要求，目前來(lái)說(shuō)，知識(shí)庫(kù)成為其主要選 擇之一。知識(shí)庫(kù)作為能支撐多種應(yīng)用領(lǐng)域的通用智能支撐軟件與工具，不僅 能夠在數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上提供數(shù)據(jù)支持，還可以將 CAD 不斷發(fā)展所提出的要求用 知識(shí)形式表示，為 CAD 處理各種復(fù)雜的問(wèn)題和滿足各種特殊要提供了可能。 支持智能 CAD 的實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要設(shè)計(jì)師/專(zhuān)家 以其專(zhuān)門(mén)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，經(jīng)過(guò)分析、計(jì)算、綜合等多個(gè)步驟才能完成。 因此從人工智能的角度，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輔助設(shè) 計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)并加以實(shí)現(xiàn)的“專(zhuān)家系統(tǒng)” ，因而大量引入專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、方 法與工具，來(lái)構(gòu)成智能 CAD。 在智能 CAD 中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)、方法是用知識(shí)形式表示，而產(chǎn)品設(shè)計(jì) 目錄 -6- 的過(guò)程這是一個(gè)問(wèn)題求解過(guò)程，最后的設(shè)計(jì)結(jié)果就是求解目標(biāo)。 用知識(shí)庫(kù)作為智能 CAD 開(kāi)發(fā)環(huán)境無(wú)疑是比較合適的。在知識(shí)庫(kù)中，產(chǎn)品 設(shè)計(jì)中有關(guān)的知識(shí)可以用事實(shí)與規(guī)則表示，并存于知識(shí)庫(kù)內(nèi)。智能 CAD 與知 識(shí)庫(kù)有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表 1-1。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程既是知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的推 理過(guò)程，最終設(shè)計(jì)結(jié)果極為知識(shí)庫(kù)中的推理結(jié)果。 表 1-1 智能 CAD 與知識(shí)庫(kù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 智能 CAD 知識(shí)庫(kù) 設(shè)計(jì)知識(shí) 設(shè)計(jì)過(guò)程 設(shè)計(jì)結(jié)果 知識(shí)庫(kù)中的一組知識(shí) 知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的推理 知識(shí)庫(kù)中的推理結(jié)果 1.1.4 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)及其開(kāi)發(fā)過(guò)程知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)及其開(kāi)發(fā)過(guò)程 開(kāi)發(fā)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用，主要有以下特點(diǎn)： 將應(yīng)用對(duì)象看成是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)； 從應(yīng)用對(duì)象中抽取已有的知識(shí)（包括事實(shí)與規(guī)則） ； 將應(yīng)用對(duì)象中的處理用知識(shí)推理來(lái)表示。 知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程： 選擇一個(gè)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)； 建立若干實(shí)關(guān)系構(gòu)成外延數(shù)據(jù)庫(kù)，建立若干虛關(guān)系以及推理 規(guī)則以構(gòu)成內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫(kù)。 1-2 基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng) 1.2.1 基于知識(shí)的工程系統(tǒng)簡(jiǎn)介基于知識(shí)的工程系統(tǒng)簡(jiǎn)介 基于知識(shí)的工程（Knowledge Based Engineering，簡(jiǎn)稱(chēng) KBE）是一種程 序設(shè)計(jì)方法學(xué)。它通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)過(guò)程、進(jìn)行知識(shí)的捕捉和構(gòu)造并 對(duì)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行定義，根據(jù)功能要求、部件信息和處理過(guò)程的 描述，快速生成新的設(shè)計(jì)方案，從而高效的指導(dǎo)設(shè)計(jì)。知識(shí)工程實(shí)現(xiàn)的系 統(tǒng)就稱(chēng)為基于知識(shí)的工程系統(tǒng)?；谥R(shí)的工程系統(tǒng)與傳統(tǒng)程序之間的差 別就在于，基于知識(shí)的工程系統(tǒng)以知識(shí)作為處理對(duì)象，而傳統(tǒng)程序則以數(shù) 據(jù)作為處理對(duì)象。 -7- 而基于知識(shí)的工程（KBE ，Knowledge Based Engineering）是人工智 能領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它研究的主要內(nèi)容包括知識(shí)的獲取、知識(shí)的表達(dá)、 知識(shí)庫(kù)的構(gòu)造、知識(shí)的自動(dòng)獲取和更新等，其核心是如何運(yùn)用知識(shí)來(lái)解決 問(wèn)題?；谥R(shí)的系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是突破了簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算，把經(jīng)驗(yàn)和推理結(jié) 合起來(lái)，將邏輯思維和形象思維結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的智能化。7 1.2.2 基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成 “基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)(Knowledge-Based Engineering for Door Accessory Package System, 簡(jiǎn) KBE for DAPS)的開(kāi)發(fā)”是吉林省科學(xué)技 術(shù)委員會(huì)立項(xiàng)資助的課題之一。它以法國(guó) Dassault 公司的大型的三維 CAD/CAM 軟件 CATIA 為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以知識(shí)工程的理論為指導(dǎo)，結(jié)合車(chē)門(mén)布 置設(shè)計(jì)方面的領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)和知識(shí)， 借助 CATIA 的二次開(kāi)發(fā)工具來(lái)進(jìn)行開(kāi) 發(fā)。其主要研究?jī)?nèi)容就是在深入理解車(chē)門(mén)附件布置的內(nèi)容、過(guò)程和特點(diǎn)的基 礎(chǔ)上，運(yùn)用專(zhuān)家系統(tǒng)、知識(shí)工程等理論，重點(diǎn)研究基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，布置過(guò)程和布置對(duì)象的知識(shí)表示，設(shè)計(jì)過(guò)程的推理求解， 以及多方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)規(guī)范（經(jīng)濟(jì)性、輕量化） ，并最終在 CATIA 軟件上 完成基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置系統(tǒng)。 車(chē)門(mén)是整個(gè)車(chē)身結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立的總成， 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 而且附件繁多， 在車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和附件布置設(shè)計(jì)過(guò)程中， 考慮的因素眾多， 工作量很大， KBE for DAPS 系統(tǒng)將在很大程度上降低布置設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，幫助車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)人員 高質(zhì)量的、高效率的完成車(chē)門(mén)的布置設(shè)計(jì)任務(wù)，該系統(tǒng)將可以幫助設(shè)計(jì)人員 進(jìn)行附件的參數(shù)化布置、干涉檢驗(yàn)、受力分析、剛度、強(qiáng)度分析等。 KBE for DAPS 系統(tǒng)主要分為三大部分：基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件布置設(shè) 計(jì)系統(tǒng)（Door Accessory Package System based in CATIA,簡(jiǎn)稱(chēng) DAPS） 、基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Door Accessory Database System based in CATIA,簡(jiǎn)稱(chēng) DADS） 、基于 CATIA 的車(chē)門(mén)布置設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)（Door Accessory Knowledge Base System based in CATIA,簡(jiǎn)稱(chēng) DAKBS） 。 DAPS 系統(tǒng)是整個(gè) KBE for DAPS 系統(tǒng)的主框架，主要是調(diào)用 DADS 系 統(tǒng)來(lái)完成對(duì)車(chē)門(mén)附件進(jìn)行的選擇和布置，調(diào)用 DAKBS 系統(tǒng)中知識(shí)庫(kù)中的知 識(shí)，幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行決策，DAKBS 系統(tǒng)中包含著專(zhuān)家系統(tǒng)中的所謂的“推 理機(jī)”和“解釋器” 。 DAKBS 系統(tǒng)主要是收集領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)，它 要有知識(shí)規(guī)則的錄入、修改、刪除、更新等功能，并與 DAPS 系統(tǒng)有良好的接 口。DADS 系統(tǒng)主要是存儲(chǔ)車(chē)門(mén)附件的幾何模型和各種信息，在設(shè)計(jì)人員需 目錄 -8- 要進(jìn)行附件選擇時(shí)，提供大量的附件幾何模型和各種信息，它也要與 DAPS 系統(tǒng)有良好的接口。 KBE for DAPS 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1-1。 1.2.3 基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)（DAKBS） 基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)（DAKBS） “基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)” 是吉林省科委立項(xiàng)資助的 “基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)”課題的一部分。主要是為車(chē)門(mén) 設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行布置設(shè)計(jì)時(shí)，提供附件的知識(shí)信息和布置知識(shí)。 其主要的要求為： 1) 界面友好、簡(jiǎn)單、容易學(xué)習(xí)。 2) 與 CATIA 軟件無(wú)縫集成，與 CATIA 的數(shù)據(jù)交換是即時(shí)的、交互的， 沒(méi)有延遲。 3) 存儲(chǔ)時(shí)，附件的屬性和知識(shí)規(guī)則聯(lián)系在一起。 4) 用戶(hù)在選擇附件時(shí)，可以判斷是否滿足法規(guī)，整車(chē)，車(chē)門(mén)布置要求， 布置過(guò)程與推理過(guò)程的同步。 5) 基于各知識(shí)關(guān)鍵字的查詢(xún)。 6) 方便的基于附件名字的查詢(xún)。 7) 對(duì)用戶(hù)的錯(cuò)誤操作提出警告。 車(chē)門(mén)布置設(shè)計(jì)人員 圖 1-1 CATIA 基于 CATIA 的 車(chē) 門(mén) 附 件 布 置 設(shè) 計(jì) 系統(tǒng) 基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件 布置數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件 布置設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng) 系統(tǒng) 完成布置設(shè)計(jì) 基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng) 圖 1-1 KBE for DAPS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 吉林大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 -9- 8) 多用戶(hù)運(yùn)行模式。 1-3 本課題研究的內(nèi)容 1-3 本課題研究的內(nèi)容 研究?jī)?nèi)容主要包括：車(chē)門(mén)附件信息分析、總結(jié)、歸類(lèi)；CATIA 軟件的二 次開(kāi)發(fā)，利用 GII 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)知識(shí)庫(kù)的用戶(hù)應(yīng)用程序（讀取、存儲(chǔ)、修改、刪 除、自動(dòng)建庫(kù)） ；知識(shí)庫(kù)關(guān)鍵字查詢(xún)算法；動(dòng)態(tài) GII 集成 CATIA 面板的實(shí)現(xiàn)； CATIA 的數(shù)據(jù)管理；知識(shí)庫(kù)和軟件工程的基本理論在車(chē)門(mén)附件布置知識(shí)庫(kù)系 統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。 1-4 本章小結(jié) 1-4 本章小結(jié) 智能化 CAD、 未來(lái)制造業(yè)信息化的發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)字化、 集成化、 綠色化、 智能化、 敏捷化與網(wǎng)絡(luò)化的融合， 各種新的管理模式和管理思想將不斷出現(xiàn)。 因此各式專(zhuān)家系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中獲得了較廣泛的應(yīng)用，但是專(zhuān)家系統(tǒng)在知識(shí) 獲取、推理方法、求解空間等方面還存在一些問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)我國(guó)轎車(chē)的自主 開(kāi)發(fā)能力，就必須加大 CAD 技術(shù)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用，因此有必要在通 用大型 CAD/CAM/CAE 工程軟件上進(jìn)行針對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)， 以 應(yīng)用于汽車(chē)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在工程軟件的基礎(chǔ)上結(jié)合汽車(chē)設(shè)計(jì)知識(shí)和專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn) 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)一些適合汽車(chē)設(shè)計(jì)領(lǐng)域需要的專(zhuān)用模塊。 本課題是吉林省科委資助項(xiàng)目。主要研究車(chē)門(mén)附件、布置設(shè)計(jì)過(guò)程、布 置規(guī)則、干涉檢驗(yàn)等設(shè)計(jì)信息與推理機(jī)制；研究簡(jiǎn)單知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的搭建，研 究簡(jiǎn)單專(zhuān)家系統(tǒng)的原理與應(yīng)用；并在 CATIA 平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。 基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系統(tǒng)是以知識(shí)工程的理論為指導(dǎo)，結(jié)合車(chē) 門(mén)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的知識(shí)、規(guī)則以及領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)，以 CATIA 為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用 CATIA 的二次開(kāi)發(fā)工具 GII 結(jié)合 C 語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，旨在簡(jiǎn)化車(chē)門(mén)布置設(shè)計(jì)的 復(fù)雜性和降低設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度從而幫助設(shè)計(jì)人員得到理想的車(chē)門(mén)布置方 案。 基于 CATIA 的車(chē)門(mén)附件數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作為基于知識(shí)的車(chē)門(mén)附件布置設(shè)計(jì)系 統(tǒng)中的一部分或者說(shuō)一個(gè)模塊，它將分類(lèi)存儲(chǔ)大量的附件幾何模型及其各種 非幾何信息，并提供友好的用戶(hù)界面，實(shí)現(xiàn)附件的查詢(xún)、讀取、存儲(chǔ)、修改 信息、刪除和自動(dòng)建庫(kù)等功能。知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)中的知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)關(guān)于車(chē)門(mén)附件屬 性與附件布置的的知識(shí)（規(guī)則） ，推理機(jī)根據(jù)條件查詢(xún)和利用規(guī)則進(jìn)行推理， 所利用的附件是否合格或是否滿足布置和法規(guī)要求。以幫助工程設(shè)計(jì)人員進(jìn) 行設(shè)計(jì)，在一定程度上使設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)計(jì)的初期就開(kāi)始考慮車(chē)門(mén)的經(jīng)濟(jì) 目錄 -10- 性、輕量化、布置的合理性等各方面的要求。 由于理論與經(jīng)驗(yàn)的缺乏，本系統(tǒng)還不很完善，本系統(tǒng)作為知識(shí)庫(kù)理論、 專(zhuān)家系統(tǒng)理論在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的初步探索，需要進(jìn)一步的完善、提高與豐滿。 吉林大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 -11- 第二章第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究 車(chē)門(mén)是汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立的總成，是供乘員或貨物進(jìn)出的必要通 道。它主要由車(chē)門(mén)骨架及蓋板、車(chē)門(mén)護(hù)面、門(mén)窗、車(chē)門(mén)玻璃及玻璃升降器、 門(mén)鎖及其手柄、車(chē)門(mén)鉸鏈、車(chē)門(mén)密封條和車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)組成。車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)的好 壞直接影響到整車(chē)的造型效果、安全性、密封性、視野、噪聲控制以及乘座 空間等諸方面的優(yōu)劣8。車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與附件布置考慮的因素較多，既要保 證車(chē)門(mén)與整車(chē)的協(xié)調(diào)一致，還要保證車(chē)門(mén)本身的技術(shù)要求，具有一定的代表 性。 2.1 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)概述車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)概述 2.1.1 車(chē)門(mén)的分類(lèi)車(chē)門(mén)的分類(lèi) 車(chē)門(mén)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型多種多樣。按開(kāi)啟方式可分為旋轉(zhuǎn)門(mén)、拉門(mén)、折疊門(mén) 和外擺式車(chē)門(mén)；按車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)可分為整體式車(chē)門(mén)和分開(kāi)式車(chē)門(mén)；按有無(wú)窗框 可分為有窗框和無(wú)窗框式車(chē)門(mén)；按旋轉(zhuǎn)方向可分為順開(kāi)門(mén)、逆開(kāi)門(mén)和上開(kāi) 門(mén)。不同類(lèi)型的車(chē)門(mén)由于具體結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致其設(shè)計(jì)過(guò)程的差異，在 DAPS 中就需要提供不同的程序入口進(jìn)行有針對(duì)性的程序?qū)崿F(xiàn)。9 表 2-1 車(chē)門(mén)分類(lèi) 分 類(lèi) 方 式 類(lèi) 型 特 點(diǎn) 及 常 用 車(chē) 型 旋 轉(zhuǎn) 門(mén) 有 于 大 多 數(shù) 汽 車(chē) 折 疊 門(mén) 多 用 于 客 車(chē) 開(kāi) 啟 方 式 拉 門(mén) 多 用 于 輕 型 客 車(chē) 整體式車(chē)門(mén)剛度好、質(zhì)量高、隨形性好 結(jié) 構(gòu) 分開(kāi)式車(chē)門(mén)鈑金件少、材料利用率高、視野性好 有窗框車(chē)門(mén)用于大多數(shù)汽車(chē)，可為獨(dú)立窗框或整體式車(chē)門(mén) 窗 框 無(wú)窗框車(chē)門(mén)敞篷車(chē)、硬頂車(chē)、運(yùn)動(dòng)車(chē)使用 逆 開(kāi) 門(mén) 較少采用，僅為方便上、下車(chē) 順 開(kāi) 門(mén) 安全性好，較常用 旋 轉(zhuǎn) 方 向 上 開(kāi) 門(mén) 用于轎車(chē)和輕型車(chē)的背門(mén)，也用于低矮的汽車(chē) 第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究 -12- 2.1.2 車(chē)門(mén)的構(gòu)成車(chē)門(mén)的構(gòu)成 不同類(lèi)型的車(chē)門(mén)可分為車(chē)門(mén)本體、車(chē)門(mén)附件兩部分。車(chē)門(mén)本體包括車(chē)門(mén) 內(nèi)外板、加強(qiáng)板和窗框等，是一個(gè)整體涂漆、未裝備狀態(tài)的鈑金焊接總成， 是實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)整體造型效果、強(qiáng)度、剛度及附件安裝的基礎(chǔ)框架。而附件則是 為滿足車(chē)門(mén)的各項(xiàng)功能要求，在車(chē)門(mén)本體或其它相鄰結(jié)構(gòu)件上裝配的零件及 總成。車(chē)門(mén)總成的組成如表 2-2 所示。 表 2-2 車(chē)門(mén)總成的組成 車(chē) 門(mén) 車(chē) 門(mén) 本 體 車(chē) 門(mén) 附 件 內(nèi) 外 板 加 強(qiáng) 板 與 抗 撞 梁 窗 框 車(chē) 門(mén) 鎖 鉸鏈 及限 位器 玻璃 及升 降器 門(mén)及窗 密封條 內(nèi) 外 裝 飾 件 其它 附件 2.1.3 車(chē)門(mén)的功能要求車(chē)門(mén)的功能要求 車(chē)門(mén)作為汽車(chē)的重要組成部分，是車(chē)身側(cè)面最富變化和最受人關(guān)注的對(duì) 象。一方面，車(chē)門(mén)作為車(chē)身結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其造型風(fēng)格、強(qiáng)度、剛 度、可靠性及工藝性等必需滿足車(chē)身整體性能的要求；另一方面，車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu) 自身的視野性、安全性、密封等性能，既對(duì)整個(gè)車(chē)身結(jié)構(gòu)性能影響較大，也 是車(chē)門(mén)功能要求的重要部分。 第一第一，對(duì)使用方便性來(lái)說(shuō)，要求：開(kāi)關(guān)方便性：靈活、輕便、自如，有 最大、中間兩檔開(kāi)度，并能可靠限位；上下車(chē)方便性：開(kāi)度應(yīng)足夠，一般不 低于 60或開(kāi)度不小于 650mm。 第二第二，對(duì)視野性來(lái)說(shuō)，要求：盡量加大車(chē)門(mén)窗口及玻璃尺寸，并合理布 置三角窗位置、大小、形狀。 第三第三，對(duì)可靠性安全性來(lái)說(shuō)，要求：足夠的強(qiáng)度、剛度，不允許因變形、 下沉而影響車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)可靠性； 車(chē)門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)不允許有振動(dòng)噪聲； 部件性能可靠、 不干涉；撞翻車(chē)時(shí)不能自行開(kāi)門(mén)，以確保乘員安全；滿足側(cè)撞時(shí)對(duì)乘員的保 護(hù)要求。 吉林大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 -13- 第四第四，對(duì)密封性來(lái)說(shuō)，要求：雨、雪、塵不能進(jìn)入車(chē)內(nèi)，應(yīng)具備良好的 氣密封性。 第五第五，對(duì)工藝性維修性來(lái)說(shuō)，要求：易于生產(chǎn)制造，拆裝方便。 2.1.4 車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)流程車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)流程 車(chē)門(mén)是車(chē)身結(jié)構(gòu)中的一個(gè)分總成，車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)應(yīng)與車(chē)身總體設(shè)計(jì)相統(tǒng) 一。 在進(jìn)行具體的車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)前首先應(yīng)根據(jù)整車(chē)參數(shù)， 以同類(lèi)型車(chē)為參考， 進(jìn)行車(chē)門(mén)部分的產(chǎn)品描述，確定車(chē)門(mén)類(lèi)型，附件類(lèi)型及種類(lèi)。車(chē)門(mén)的設(shè) 計(jì)過(guò)程一般如下： 1產(chǎn)品描述。 應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和調(diào)研的分析結(jié)果對(duì)車(chē)門(mén)總成及零件進(jìn) 定性描述； 2確定輸入和輸出。 輸入一般指： 總布置提供的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)； 車(chē)身 CAD 表 面三維數(shù)據(jù)模型和二維線圖；設(shè)計(jì)法規(guī)等。輸出一般是確定需要建立的三維 模型和圖紙等； 3定車(chē)門(mén)邊界，進(jìn)行車(chē)門(mén)的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)： 1） 確定邊界； 2） 車(chē)門(mén)附件布置； 3） 車(chē)門(mén)本體設(shè)計(jì)； 4） 附件設(shè)計(jì)。 4門(mén)的運(yùn)動(dòng)校核； 5安全性校核； 6校核結(jié)果滿足要求，完成設(shè)計(jì)。 當(dāng)然， 上述的設(shè)計(jì)步驟并不是絕對(duì)不變的， 要根據(jù)設(shè)計(jì)的需要靈活進(jìn)行， 各步驟之間的反復(fù)往往要多次進(jìn)行， 如： 根據(jù)鉸鏈位置等初步確定車(chē)門(mén)邊界， 然后進(jìn)行附件布置，但布置過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題又要求重新修改邊界等等，各步 驟不斷交叉進(jìn)行，多方面考慮才能保證最終設(shè)計(jì)的合理。 第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究 -14- 2.2 車(chē)門(mén)附件布置過(guò)程及其特點(diǎn)車(chē)門(mén)附件布置過(guò)程及其特點(diǎn) 車(chē)門(mén)附件是指具有獨(dú)立功能并裝置于車(chē)門(mén)上的總成，它和殼體、內(nèi)飾蓋 圖 2-1 車(chē)門(mén)附件 吉林大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 -15- 表 2-3 車(chē)門(mén)主要附件的功能要求 車(chē)門(mén) 附件 結(jié) 構(gòu) 形 式 功 能 要 求 車(chē) 門(mén) 鎖 1. 機(jī)械門(mén)鎖（舌簧鎖、鉤簧鎖、 卡板鎖）手動(dòng)開(kāi)閉鎖； 2. 中控門(mén)鎖：利用控制按鈕或 點(diǎn)火鎖、 有駕駛員集中控制開(kāi)閉 的門(mén)鎖； 3. 防盜門(mén)鎖：根據(jù)聲、光、電、 磁、等原理，在于強(qiáng)行開(kāi)門(mén)時(shí)， 蜂鳴器或燈光報(bào)警； 1 車(chē)門(mén)外開(kāi)閉鎖功能及防誤鎖功能，有 全鎖和半鎖兩檔位置， 在鎖止?fàn)顟B(tài)下， 內(nèi)外手柄打不開(kāi)車(chē)門(mén)，開(kāi)鎖時(shí)，車(chē)內(nèi) 用按鈕，車(chē)外用鑰匙，有的也設(shè)計(jì)保 險(xiǎn)鎖； 2 開(kāi)閉耐久性 10105次； 3 承受縱橫向載荷能力，全鎖時(shí)：縱向 11110N，橫向 8890N，半鎖時(shí)縱向 4450N，橫向 4450N； 4 互開(kāi)率：1000 種不同鑰匙牙花數(shù)以 上； 5 耐慣性力： 全鎖狀態(tài)承受 3g 加速度作 用； 玻 璃 升 降 器 1.臂桿式， 其中單臂式、 交叉式、 四連桿式常用 2.繩輪式 （都具有電動(dòng)和手動(dòng)兩種型式） 1操作方便，搖手柄力矩不大于 2Nm 2結(jié)構(gòu)可靠，制動(dòng)力矩足夠，在臂桿滾 輪處沿玻璃切線方向加 300N 反力無(wú) 逆轉(zhuǎn)，在上升行程任意位置，玻璃下 沉量不大于 5mm； 3強(qiáng)度：上止點(diǎn)，在手柄上加負(fù)荷，各 部位不扭曲，運(yùn)動(dòng)自如； 4 壽命：4105次耐久實(shí)驗(yàn)，無(wú)異常； 鉸 鏈 鉸鏈有明鉸鏈和暗鉸鏈， 暗鉸鏈 常用， 且有內(nèi)讓和外讓兩種運(yùn)動(dòng) 方式 1運(yùn)動(dòng)范圍阻力矩小于 2.45Nm； 2處于關(guān)閉角度時(shí)余留角 3以上； 3強(qiáng)度： 縱向力 11110N； 橫向力 8890N； 4垂直剛度：距回轉(zhuǎn)中心 1000mm 加載 荷 980N 持續(xù)時(shí)間 1min 永久變形小于 0.5mm。開(kāi)關(guān)無(wú)異常； 5耐久性：1105次，無(wú)異常； 限 位 器 有些鉸鏈帶有限位功能， 也有獨(dú) 立安裝的限位器， 限位器應(yīng)具有 兩個(gè)檔位， 以實(shí)現(xiàn)全開(kāi)和半開(kāi)兩 個(gè)限位； 1 耐久性：5105次，實(shí)驗(yàn)后限位力矩 不小于初始值50% （3105次后測(cè)量） ； 2 限位器承受 180Nm 以下力矩不損壞； 板一起組成汽車(chē)的車(chē)門(mén)，如圖 2-1 所示。車(chē)門(mén)附件的種類(lèi)繁多，同一類(lèi)附件 不同類(lèi)型車(chē)門(mén)附件在性能和特點(diǎn)等方面有很大的差異，而且有許多專(zhuān)業(yè)的車(chē) 第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究 -16- 門(mén)附件生產(chǎn)廠家，不同廠家生產(chǎn)的車(chē)門(mén)附件的質(zhì)量和價(jià)格也有差異。如何在 種類(lèi)和數(shù)目眾多的車(chē)門(mén)附件中選擇合理的附件是車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行車(chē)門(mén)附 件布置設(shè)計(jì)時(shí)非常煩瑣但又非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，選擇的好壞往往會(huì)影響到 整個(gè)車(chē)門(mén)布置設(shè)計(jì)的最后結(jié)果。10 表 2-3 中給出了各附件的功能要求，其中鉸鏈與門(mén)鎖是車(chē)門(mén)承力件，開(kāi) 門(mén)時(shí)兩鉸鏈?zhǔn)芰ΓP(guān)門(mén)時(shí)兩鉸鏈和門(mén)鎖三點(diǎn)受力。因此，鉸鏈、門(mén)鎖對(duì)強(qiáng)度 和剛度的要求較重要，車(chē)門(mén)限位器雖然不直接承受車(chē)門(mén)重力，但起開(kāi)關(guān)限位 作用，與門(mén)鎖和鉸鏈在壽命、可靠性方面要求應(yīng)一致。另外，玻璃升降器、 鎖操縱手柄、按鈕等的可靠性、 耐久性也不可忽視。 其它附件的 結(jié)構(gòu)和功能一般應(yīng)與主要附件 的要求相適應(yīng)。 車(chē)門(mén)附件的布置過(guò)程是一 個(gè)逐步調(diào)整、逐步優(yōu)化的過(guò)程。 參數(shù)化布置中的參數(shù)化的對(duì)象 是指各附件的定位參數(shù)， 而不是 附件模型本身的幾何參數(shù)。 參數(shù) 化布置就是實(shí)現(xiàn)各附件定位點(diǎn) 的參數(shù)化， 從而通過(guò)對(duì)參數(shù)的修 改實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)附件位置的變化。 2.2.1 鉸鏈的布置鉸鏈的布置 鉸鏈?zhǔn)擒?chē)門(mén)總成中的受力 構(gòu)件， 當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)， 車(chē)門(mén)上的 承力件為門(mén)鎖和鉸鏈， 當(dāng)打開(kāi)車(chē) 門(mén)時(shí)，車(chē)門(mén)的重力完全由鉸鏈來(lái)承受。鉸鏈軸線的布置會(huì)影響車(chē)門(mén)的開(kāi)度、 門(mén)柱的尺寸以及車(chē)門(mén)開(kāi)縫線的位置和形狀。在布置鉸鏈時(shí),應(yīng)注意以下幾方面 的問(wèn)題： 1在結(jié)構(gòu)允許的情況下，車(chē)門(mén)上下兩鉸鏈之間的距離應(yīng)盡可能大。圖 2-2 為鉸鏈的受力分析圖，其中R為手柄上的力沿豎直方向的分力，P為車(chē) 門(mén)重力，S、Q為鉸鏈處的受力沿豎直和水平兩個(gè)方向的分力。 圖 2-2 鉸鏈處受力分析 B-B 吉林大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 -17- 計(jì)算得： 2 RP S + = b RdPa Q + =；見(jiàn)斷面BB，th ，由材料力學(xué)理 論得，可忽略剪應(yīng)力即忽略S的作用；則下鉸鏈處的應(yīng)力可表示以下形式為： 22 1 )(6 6 bht lRdPa ht Ql W M y + =（式2-1 ） ，式中M為彎矩。 由于上下鉸鏈的變形方向相反，這樣就會(huì)造成車(chē)門(mén)下垂。由式2-1，車(chē) 門(mén)外型和附件設(shè)計(jì)基本定形后，R、P、a、d為定值。為減小 1 ，只有加 大鉸鏈中心距，或加大鉸鏈的橫截面積。 當(dāng)Q減小時(shí)， 1 減小，則鉸鏈提高，這對(duì)于減小車(chē)門(mén)的下垂有好處。但 鉸鏈的間距b的大小要受到車(chē)門(mén)外板曲線的限制，曲線的曲率越大要求鉸鏈 間距越小，從而導(dǎo)致鉸鏈處受力較大，車(chē)門(mén)容易出現(xiàn)下沉。一般情況下，取 b=300500mm，大多保持在400mm左右。 2布置鉸鏈時(shí)，為了避免打開(kāi)車(chē)門(mén)時(shí)與其它部分干涉，鉸鏈的軸線應(yīng)盡 可能外移，使其靠近車(chē)身側(cè)面。 如圖2-3所示，當(dāng)鉸鏈軸線的投影中心從O2外移到O1處時(shí)，它與車(chē)身外 圖 2-3 鉸鏈軸線與車(chē)身外表面 不同距離的軌跡比較 1鉸鏈軸線；2外板；3內(nèi)板 （注：該圖車(chē)門(mén)旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度） 圖 2-4 車(chē)身外形對(duì)鉸鏈軸線外移的影響 第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究 -18- 表面的距離從R2減小為R1，顯然干涉可能性降低。 但由于受外型的影響，鉸鏈軸線又不可能無(wú)限地向外移，如圖2-4所示。 當(dāng)鉸鏈軸線向外移，由1移到1處時(shí)，如果還要求上下鉸鏈間距L=L，由于 車(chē)門(mén)外板有弧度，那么鉸鏈就要布置到外板以外了，這顯然不符合實(shí)際。因 此，鉸鏈軸線外移到一定程度之后，必然導(dǎo)致鉸鏈間距L減小，這時(shí)，下鉸 鏈處的應(yīng)力增加，強(qiáng)度、剛度降低，車(chē)門(mén)下沉的可能性加大。 所以，前兩項(xiàng)布置原則是互相矛盾、此消彼長(zhǎng)的，需要設(shè)計(jì)人員在滿足 強(qiáng)度的條件下從實(shí)際出發(fā)，將鉸鏈軸線適當(dāng)外移，以獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)。 3車(chē)門(mén)上下鉸鏈必須布置在同一直線上。從車(chē)的側(cè)面看過(guò)去，一般是一 條垂直于地面的直線；從車(chē)的正面看過(guò)去，應(yīng)為一條向內(nèi)傾的直線，如圖2-5 所示。 從圖上可看出，鉸鏈軸線有內(nèi)傾角B，則車(chē)門(mén)在自由開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)只受重 力G的作用。將G分解，沿軸線方向的分力G2=GcosB，沿垂直軸線方向的 分力G1= GsinB。顯然，G2方 向平行于軸線，不產(chǎn)生力矩； G1垂直于軸線并與軸線之間 的距離設(shè)為a，所以產(chǎn)生了圖 上的力矩M， 其值為： M=G1 a= G1sinBa M使得車(chē)門(mén)繞鉸鏈軸線 向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，即使得車(chē)門(mén)在自由 開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)有自動(dòng)關(guān)閉的趨 勢(shì)。 2.2.2 玻璃及玻璃升降器的布 置 玻璃及玻璃升降器的布 置 2.2.2.1 玻璃的布置過(guò)程玻璃的布置過(guò)程 車(chē)門(mén)玻璃的形狀、大小、位置的確定是順利實(shí)現(xiàn)玻璃升降器布置的前提 基礎(chǔ)，也是車(chē)門(mén)布置設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。玻璃形狀和窗口處造型形狀及窗框結(jié) 構(gòu)密切相關(guān)。確定時(shí)應(yīng)本著盡量逼近外型的原則，并保證玻璃沿導(dǎo)軌順利升 降。逼近外型是指車(chē)門(mén)玻璃大小、形狀與車(chē)身造型所要求的窗口一致，并盡 量使玻璃外表面與車(chē)身外表面貼近。如圖2-6所示，其中A-A剖面表示了玻 璃中心線和車(chē)門(mén)外表面線的相對(duì)位置。 圖 2-5 鉸鏈軸線內(nèi)傾布置 吉林大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 -19- 車(chē)門(mén)外表面線為車(chē)身外形的截面曲線，玻璃中心線為圓柱面玻璃的截面線。 首先玻璃中心線的曲率和趨勢(shì)應(yīng)逼近外表面線。其次是保證玻璃沿導(dǎo)軌順利 升降。然后通過(guò)前（A-A斷面）后（B-B斷面）兩處斷面的y方向坐標(biāo)確定 出玻璃圓柱面中心線在俯視圖上的傾斜角度，這樣就確定了玻璃中心面的位 置。 2.2.2.2 玻璃升降器的布置過(guò)程玻璃升降器的布置過(guò)程 玻璃升降器是車(chē)門(mén)上主要附件之一， 它帶動(dòng)玻璃上下運(yùn)動(dòng)，占據(jù)門(mén)內(nèi)大量空 間。在選擇玻璃升降器時(shí)，應(yīng)考慮以下因 素：車(chē)門(mén)造型特點(diǎn)、車(chē)窗開(kāi)口大小、玻璃 形狀和安裝方式。此外，一般要求選擇的 玻璃升降器最大行程比實(shí)際行程大些。 1車(chē)門(mén)窗玻璃升降器操縱手柄位置 圖 2-7 載貨汽車(chē)的手柄位置確定 A-AB-B 玻璃 中心線 車(chē)門(mén)外 表面線 玻璃 邊緣線 A B 10 14 A B 圖 2-6 車(chē)門(mén)玻璃位置確定 鎖芯 玻璃托架 第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究 -20- 在確定操縱手柄時(shí)應(yīng)從人機(jī)工程學(xué)的角度來(lái)考慮。為了使手柄布置在方 便的位置，就要把手柄的位置和駕駛員的位置聯(lián)系起來(lái)。 如圖2-7所示，為載貨汽車(chē)的手柄位置確定。圖示的陰影區(qū)域，是在有 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)載貨汽車(chē)駕駛室車(chē)門(mén)玻璃升降器手柄、三角窗框及車(chē)門(mén)扶手所限 定的區(qū)域。 1 鉸鏈中心線；2主動(dòng)臂擺動(dòng)中心；3前導(dǎo)軌；4門(mén)鎖內(nèi)手柄；5滑槽上止點(diǎn) 6聯(lián)動(dòng)桿；7門(mén)鎖；8后導(dǎo)軌；9滑槽下止點(diǎn)；10限位塊 圖 2-8 車(chē)門(mén)升降機(jī)構(gòu)平面布置圖 2平面圖布置（即沿車(chē)身的 側(cè)面看過(guò)去） 如圖2-8所示，為玻璃 升降器的平面布置圖。 1）主動(dòng)臂擺動(dòng)中心2的 位置應(yīng)設(shè)在靠近玻璃升程的 一半處，這樣可以保證滾輪的 水平移動(dòng)量最小，如下圖2-9 所示。 由圖上可看出，X1R1，則滾輪的水平移動(dòng)量水平移動(dòng) 量X2600015000 1.60 15000 1.75 2.2.3.2 內(nèi)手柄的安裝內(nèi)手柄的安裝 內(nèi)手柄安裝一般在駕駛員的前方稍遠(yuǎn)一些的地方，以避免無(wú)意中碰到 手柄使車(chē)門(mén)誤開(kāi)，從而保證行車(chē)安全性。在車(chē)門(mén)附件的布置和設(shè)計(jì)應(yīng)注意 內(nèi)手柄的位置布置以及內(nèi)手柄類(lèi)型的選擇，內(nèi)手柄和外手柄一樣，位置要 確保方便，運(yùn)動(dòng)靈活。內(nèi)手柄與外手柄的相對(duì)位置有一定的制約關(guān)系。用 圖 2-14 貨車(chē)外手柄位置確定 第二章 車(chē)門(mén)設(shè)計(jì)及其附件布置過(guò)程的研究 -24- 戶(hù)開(kāi)啟的方便性，用戶(hù)易接觸，滿足功能要求。門(mén)鎖內(nèi)手柄一般通過(guò)聯(lián)動(dòng) 桿來(lái)打開(kāi)門(mén)鎖，如圖2-15所示。內(nèi)手柄而且應(yīng)與汽車(chē)其他內(nèi)飾件相適應(yīng)， 講究車(chē)門(mén)造型的一致性與協(xié)調(diào)性。 圖 2-14 門(mén)鎖機(jī)構(gòu)布置圖 2.2.3.3 門(mén)鎖的位置確定門(mén)鎖的位置確定 門(mén)鎖一般安裝在車(chē)門(mén)內(nèi)板的后端部，其高度位置應(yīng)與車(chē)門(mén)質(zhì)心位置在同 一水平線上，由外手柄的位置來(lái)確定，但又要考慮車(chē)門(mén)鉸鏈的影響以及整個(gè) 車(chē)門(mén)高度方向的尺寸。門(mén)鎖與玻璃升降器的相對(duì)位置主要有以下四種，如圖 2-16所示。 年 內(nèi)側(cè)布置型有利于聯(lián)動(dòng)桿的布置； 外側(cè)布置型有利于外手柄和鎖機(jī)構(gòu)的布 置；對(duì)于中間布置型，因?yàn)殚T(mén)鎖本體有一定的