一种液体火箭发动机三维总装模型快速生成系统及方法与流程

1.本发明涉及液体火箭发动机三维总装模型系统，具体涉及一种液体火箭发动机三维总装模型快速生成系统及方法。


背景技术：

2.液体火箭发动机总体布局阶段的任务为根据液体火箭发动机论证方案确定发动机总体布局的大方向，该阶段的设计相对复杂，组部件较多，决策较为灵活，规范化不足，需要进行大量的设计迭代。
3.在现有设计过程中，需要手动构建三维总装模型，总体布局需要进行多轮从简至繁的设计迭代及优化，进行大量的方案对比，消耗巨大的人力资源，以至于在总体布局阶段，需要长时间的研发周期，需要投入巨大的人力成本，如果能根据液体火箭发动机论证方案快速的生成液体火箭发动机三维总装模型将极大的减少研制成本和周期。


技术实现要素：

4.本发明目的在于解决液体火箭发动机总体布局阶段因手动构建三维总装模型和进行大量布局方案对比而导致研发周期长，人力成本消耗大的问题，提出一种液体火箭发动机三维总装模型快速生成系统及方法。
5.本发明提供的技术方案为：
6.一种液体火箭发动机三维总装模型快速生成系统，其特殊之处在于：包括方案论证模块、三维总装快速布局模块和模板库；
7.所述方案论证模块用于生成液体火箭发动机论证方案的三维结构信息xml文件，并输出给三维总装快速布局模块；
8.所述三维总装快速布局模块包括xml读取模块、三维总装模型生成模块和干涉检查模块；
9.所述xml读取模块的输入与方案论证模块的输出相接，xml读取模块输出与三维总装模型生成模块的一个输入相接，xml读取模块用于读取三维结构信息xml文件并生成三维结构信息内存数据，所述三维结构信息内存数据包括组合件几何信息内存数据和系统方案信息内存数据；
10.所述模板库包括组合件3d模板库和骨架模型模板库；
11.三维总装模型生成模块的另一个输入接模板库的输出；
12.所述三维总装模型生成模块包括参数映射模块、组合件模型生成模块、骨架选择模块和自动装配模块；
13.所述参数映射模块输出与组合件模型生成模块输入相接，并接收xml读取模块输出的组合件几何信息内存数据，用于将组合件几何信息内存数据根据参数映射模块的参数映射规则映射关联到组合件3d模板库中的组合件3d模板上；所述组合件模型生成模块用于将参数映射模块映射的组合件参数设置到组合件3d模板中生成组合件模型，并输出给自动
装配模块；
14.所述骨架选择模块的输入与骨架模型模板库的输出相接，并接收系统方案信息内存数据，骨架选择模块根据系统方案信息内存数据，结合骨架模型选择规则，从骨架模型模板库中选择符合要求的一个或多个骨架模型，并输出给自动装配模块；
15.所述自动装配模块用于将生成的组合件模型自动装配到骨架模型中，得到一个或多个三维总装模型；
16.所述干涉检查模块的输入接三维总装模型生成模块的输出，用于对生成的三维总装模型进行干涉检查。
17.进一步地，所述方案论证模块包括方案论证功能模块和xml生成模块；
18.所述方案论证功能模块用于对液体火箭发动机进行组合件论证和架构设计，以生成液体火箭发动机论证方案，所述论证方案包括组合件几何信息和系统方案信息；所述方案论证功能模块的输出与xml生成模块的输入相接；
19.所述xml生成模块用于将所述液体火箭发动机论证方案中的组合件几何信息和系统方案信息存储到三维结构信息xml文件中，所述xml生成模块的输出与xml读取模块的输入相接。
20.本发明还提供了一种液体火箭发动机三维总装模型快速生成方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
21.s1、进行方案论证：使用方案论证功能模块对液体火箭发动机的组合件进行论证得到组合件几何信息，使用所述方案论证功能模块对液体火箭发动机的架构进行设计得到系统方案信息，所述组合件几何信息和系统方案信息组成液体火箭发动机的论证方案；
22.s2、使用xml生成模块将组合件几何信息和系统方案信息，根据编码协议写到xml文件中，生成三维结构信息xml文件；
23.s3、使用三维总装快速布局模块中的xml读取模块，根据所述编码协议读取步骤s2三维结构信息xml文件中的数据，生成三维结构信息内存数据；所述三维结构信息内存数据包括组合件几何信息内存数据和系统方案信息内存数据；
24.s4、根据参数映射模块的参数映射规则，将步骤s3中生成的组合件几何信息内存数据，映射关联到组合件3d模板库中的组合件3d模板上，通过组合件模型生成模块生成给定几何信息的组合件模型；
25.骨架选择模块根据步骤s3三维结构信息内存数据中的系统方案信息内存数据，结合骨架模型选择规则，自动从骨架模型模板库中选择符合要求的一个或多个骨架模型；
26.s5、自动装配模块将步骤s4生成的组合件模型，自动的组装到步骤s4选择出的符合要求的骨架模型中，生成一个或多个三维总装模型；
27.s6、干涉检查模块对生成的三维总装模型进行干涉检查，去除存在干涉的总装模型，得到符合要求的三维总装模型；
28.s7、输出符合要求的三维总装模型，若没有符合要求的三维总装模型输出，则表示论证方案有问题，返回步骤s1，并调整组合件几何信息和系统方案信息，直至产生符合要求的三维总装模型。
29.本发明技术方案通过方案论证模块的方案论证功能模块得到液体火箭发动机的论证方案，将所述论证方案的组合件几何信息和系统方案信息根据编码协议写到xml文件
中生成三维结构信息xml文件，这里所说的编码协议是计算机语言领域一种信息转换协议。
30.本方案中在骨架模型模板中选择出的符合要求的骨架模型为一个或多个；当选出的骨架模型为多个时，多个骨架模型作为并行方案与组合件模型进行自动组装生成多个三维总装模型，经过干涉检查去除存在干涉的三维总装模型，在本方案中，骨架选择和三维总装模型的生成都是根据设定的规则自动生成，减少人力成本的投入，简化工作过程；该方法可同时生成多个三维总装模型并进行干涉检查，提高了工作效率。
31.进一步地，步骤s4中，所述从骨架模型模板库中选择符合要求的一个或多个骨架模型具体步骤为：
32.a、对骨架模型模板库中的骨架模型进行定义标识，并将所述标识存储为xml文件；
33.b、制定骨架模型选择规则；
34.c、根据步骤s3三维结构信息内存数据中的系统方案信息内存数据，结合步骤b骨架模型选择规则得到目标标识，从骨架模型模板中选择带有目标标识的骨架模型。
35.进一步地，所述骨架模型选择规则为按照发动机类型选择对应组件标识的骨架模型。
36.本发明的有益效果：
37.1、本发明提供的三维总装模型生成方法可以快速生成三维结构模型，通过方案论证，参数化发动机组合件3d模板模型，自动选择骨架模型，快速生成三维模型，减少人工繁琐的建模过程，降低设计过程中的人力资源投入。
38.2、本发明提供的三维总装模型生成方法可并行的处理同一个论证方案有多种符合要求的骨架模型，并行的生成多个三维总装模型，并行的进行干涉检查，去除存在干涉的三维总装模型，显著提高了工作效率。
39.3、本发明提供的三维总装模型生成方法在液体火箭发动机方案论证阶段，通过进行方案论证、生成三维结构信息xml文件、生成三维结构信息内存数据、根据参数映射和骨架模型选择规则生成组合件模型和骨架模型自动快速生成三维总装模型，然后通过干涉检查从三维装配方面检查论证方案是否合理，能去除不符合要求的干扰三维总装模型，降低了方案设计过程中重复工作，减少工作量。
40.4、本发明提供的三维总装模型快速生成系统采用方案论证模块和三维总装快速布局模块进行模块化处理，针对不同的液体火箭发动机，方案论证模块只要生成同样格式的三维结构信息xml文件，三维总装快速布局模块都可以快速读取，程序系统设计合理，能快速实现生成三维总装模型目的。
附图说明
41.图1为本发明液体火箭发动机三维总装模型快速生成系统示意图；
42.图2为本发明液体火箭发动机三维总装模型快速生成系统中三维总装模型生成模块示意图；
43.图3为本发明液体火箭发动机三维总装模型快速生成方法流程示意图。
具体实施方式
44.参见图1和图2，本发明提供一种液体火箭发动机三维总装模型快速生成系统，包
括方案论证模块、三维总装快速布局模块和模板库。
45.方案论证模块包括方案论证功能模块和xml生成模块；方案论证功能模块用于液体火箭发动机的组合件论证和架构设计，以生成液体火箭发动机论证方案；xml生成模块用于将液体火箭发动机论证方案中的信息存储到三维结构信息xml文件中；方案论证功能模块的输出与xml生成模块的输入相接。
46.具体的，使用方案论证模块中的方案论证功能模块对液体火箭发动机的组合件进行论证得到组合件几何信息，使用方案论证模块中的方案论证功能模块对液体火箭发动机的架构进行设计得到系统方案信息，组合件几何信息和系统方案信息组成液体火箭发动机的论证方案。
47.为实现液体火箭发动机方案论证模块和三维总装快速布局模块的信息传递，需要将组合件几何信息和系统方案信息生成三维结构信息xml文件。
48.xml生成模块将组合件几何信息和系统方案信息根据编码协议写到xml文件中，生成三维结构信息xml文件；这里所说的编码协议是计算机语言领域一种信息转换协议。
49.可以理解的，针对不同的液体火箭发动机，方案论证模块只要生成同样格式的三维结构信息xml文件，三维总装快速布局模块都可以快速读取。
50.三维总装快速布局模块包括xml读取模块、三维总装模型生成模块和干涉检查模块；
51.xml读取模块用于读取三维结构信息xml文件以生成三维结构信息内存数据，三维结构信息内存数据包括组合件几何信息内存数据和系统方案信息内存数据；xml读取模块的输入与xml生成模块的输出相接，xml读取模块的输出与三维总装模型生成模块的一个输入相接。
52.三维总装模型生成模块的另一个输入接模板库，模板库包括组合件3d模板库和骨架模型模板库；
53.三维总装模型生成模块包括参数映射模块、组合件模型生成模块、骨架选择模块和自动装配模块；
54.参数映射模块输出与组合件模型生成模块输入相接，并接收xml读取模块的输出的组合件几何信息内存数据，用于将组合件几何信息内存数据根据参数映射模块的参数映射规则映射关联到组合件3d模板库中的组合件3d模板上；组合件模型生成模块用于将参数映射模块映射的组合件参数设置到组合件3d模板中生成组合件模型，并输出给自动装配模块；
55.骨架选择模块的输入与骨架模型模板库的输出相接，并接收系统方案信息内存数据，骨架选择模块根据系统方案信息内存数据，结合骨架模型选择规则，从骨架模型模板库中选择符合要求的一个或多个骨架模型，并输出给自动装配模块。
56.自动装配模块用于将生成的组合件模型自动装配到骨架模型中，得到一个或多个三维总装模型，并输出给干涉检查模块；
57.干涉检查模块用于对生成的三维总装模型进行干涉检查。
58.参见图3，液体火箭发动机三维总装模型快速生成方法，包括以下步骤：
59.s1、进行方案论证：使用方案论证功能模块对液体火箭发动机的组合件进行论证得到组合件几何信息，使用方案论证功能模块对液体火箭发动机的架构进行设计得到系统
方案信息，组合件几何信息和系统方案信息组成液体火箭发动机的论证方案。
60.s2、使用xml生成模块将组合件几何信息和系统方案信息根据编码协议写到xml文件中，生成三维结构信息xml文件。
61.s3、使用三维总装快速布局模块中的xml读取模块根据编码协议读取步骤s2三维结构信息xml文件中的数据，生成三维结构信息内存数据；三维结构信息内存数据包括组合件几何信息内存数据和系统方案信息内存数据。
62.s4、根据参数映射模块的参数映射规则，将步骤s3中生成的组合件几何信息内存数据，映射关联到组合件3d模板库中的组合件3d模板上，通过组合件模型生成模块生成给定几何信息的组合件模型。
63.举例说明，组合件几何信息内存数据中推力室扩张段长度需要设置到推力室3d模板中的扩张段长度。
64.骨架选择模块根据步骤s3三维结构信息内存数据中的系统方案信息内存数据，结合骨架模型选择规则，自动从骨架模型模板库中选择符合要求的一个或多个骨架模型。
65.骨架选择的具体步骤为：
66.a、对骨架模型模板中的模型进行定义标识，并将标识存储为xml文件。
67.b、制定骨架模型选择规则；此处制定的骨架模型选择规则为对应的发动机类型只能选择对应标识的骨架模型，举例说明：针对补燃发动机，选择使用泵后摆骨架。
68.c、根据步骤s3三维结构信息内存数据中的系统方案信息内存数据，结合骨架模型选择规则得到目标标识，从骨架模型模板中选择带有目标标识的骨架模型。
69.s5、自动装配模块将步骤s4生成的组合件模型，自动的组装到步骤s4选择出的符合要求的骨架模型中，生成一个或多个三维总装模型。
70.s6、干涉检查模块对生成的三维总装模型进行干涉检查，去除存在干涉的总装模型，得到符合要求的三维总装模型。
71.s7、输出符合要求的三维总装模型，若没有符合要求三维总装模型输出，则表示论证方案有问题，返回步骤s1，并调整组合件几何信息和系统方案信息，直至产生符合要求的三维总装模型。