一种火箭总体骨架曲面搭建系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种火箭总体骨架曲面搭建系统及方法，尤其涉及航天产品数字化设计与系统仿真技术领域，属于运载火箭总体骨架三维设计技术领域。该系统包括骨架曲面要素数据库、骨架参数输入模块、绝对坐标变换模块和骨架曲面搭建模块。本发明专利技术的骨架曲面要素数据库所包含骨架曲面要素涵盖了火箭总体骨架曲面设计所必需的曲面要素，骨架曲面要素的外形参数和位置参数满足火箭总体骨架曲面设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种火箭总体骨架曲面搭建系统及方法，尤其涉及航天产品数字化设计与系统仿真
，属于运载火箭总体骨架三维设计

技术介绍
火箭总体骨架曲面用于运载火箭三维自顶向下设计时，发布设计参考信息。目前运载火箭总体骨架曲面采用Creo软件进行三维设计，在总体骨架三维曲面设计过程中存在大量的相似性重复工作。在曲面要素的层面上，如柱面、锥台面、半椭球面、开口面、翼板面、环形板面等曲面要素数量多、种类多，外形相似，这些曲面要素大部分设计过程繁琐，重复性工作多。设计人员需要花费大量的时间和精力在软件复杂的操作过程中，导致设计工作效率低下，直接影响总体骨架曲面的设计周期。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种火箭总体骨架曲面搭建系统及方法，该方法提高了骨架曲面设计效率和骨架曲面设计质量，缩短了总体骨架三维曲面设计周期。本专利技术的技术解决方案是：一种火箭总体骨架曲面搭建系统，该系统包括骨架曲面要素数据库、骨架参数输入模块、绝对坐标变换模块和骨架曲面搭建模块；所述的骨架曲面要素数据库中存储有骨架曲面要素以及骨架曲面要素对应的三维模型，骨架曲面要素包括柱面、锥台面、半椭球面、开口面、翼板面和环形板面；所述的骨架参数输入模块接收用户输入的骨架曲面要素的骨架参数，骨架参数包括骨架属性参数、骨架外形参数和骨架位置参数，并将接收到的骨架属性参数发送给骨架曲面搭建模块，骨架位置参数发送给绝对坐标变换模块，骨架外形参数发送给骨架曲面要素数据库，骨架曲面要素数据库根据接收到的骨架外形参数确定骨架曲面要素类型，根据骨架曲面要素类型调取对应的三维模型，并将调取的三维模型的位置点坐标发送给绝对坐标变换模块；所述的绝对坐标变换模块接收骨架参数输入模块发送的骨架位置参数，同时接收骨架曲面要素数据库发送的三维模型位置点坐标，对接收到的三维模型位置点坐标进行绝对坐标变换，输出三维模型绝对位置坐标发送给骨架曲面搭建模块；所述的骨架曲面要素数据库接收骨架参数输入模块发送的骨架外形参数，输出对应外形参数的骨架曲面要素三维模型发送给骨架曲面搭建模块；所述的骨架曲面搭建模块接收骨架参数输入模块发送的骨架属性参数，接收绝对坐标变换模块发送的三维模型绝对位置坐标，接收骨架曲面要素数据库发送的对应外形参数的骨架曲面要素三维模型，根据接收到的三维模型绝对位置坐标和对应外形参数的骨架曲面要素三维模型搭建火箭总体骨架三维曲面。当骨架曲面要素为柱面时，柱面的外形参数包括截面圆半径和柱面高度，柱面的位置参数包括柱面下端面圆心的空间位置坐标。当骨架曲面要素为锥台面时，锥台面的外形参数包括上端面圆半径、下端面圆半径和锥台面高度，锥台面的位置参数包括锥台面下端面圆心的空间位置坐标。当骨架曲面要素为半椭球面时，半椭球面的外形参数包括椭球的长短轴半径，半椭球面的位置参数为椭球球心的空间位置坐标和长短轴方向向量。当骨架曲面要素为开口面时，开口面的外形参数包括开口长度和宽度或者开口半径，开口面的位置参数包括开口面几何中心的空间位置坐标或开口面圆心的空间位置坐标及开口面的方向向量。当骨架曲面要素为翼板面时，翼板面的外形参数包括翼根宽度、翼梢宽度、高度、厚度、翼面夹角，翼板面的位置参数包括翼根下端点的空间位置坐标。当骨架曲面要素为环形板面时，环形板面的外形参数包括内径、外径、厚度、起始角度、终止角度，环形板面的位置参数包括环心的空间位置坐标及板面法向量。所述的对应外形参数的骨架曲面要素三维模型位置点坐标是指：当骨架曲面要素为柱面时，对应外形参数的柱面三维模型位置点坐标包括上端面圆心坐标[0,0,h]，下端面圆心坐标[0,0,0]，其中h为柱面高度。当骨架曲面要素为锥台面时，对应外形参数的锥台面三维模型位置点坐标包括上端面圆心坐标[0,0,h]，下端面圆心坐标[0,0,0]，其中h为锥台面高度。当骨架曲面要素为半椭球面时，对应外形参数的半椭球面三维模型位置点坐标包括球心坐标[0,0,0]。当骨架曲面要素为开口面时，对应外形参数的开口面三维模型位置点坐标包括开口面几何中心或圆心坐标[0,0,0]。当骨架曲面要素为翼板面时，对应外形参数的翼板面三维模型位置点坐标包括翼根上端点坐标[0,0,w2]，翼根下端点坐标[0,0,0]，翼梢上端点坐标[h,0,w1]，翼梢下端点坐标[h,0,0]，其中h为翼板面高度，w1为翼梢宽度，w2为翼根宽度。当骨架曲面要素为环形板面时，对应外形参数的环形板面三维模型位置点坐标包括环心坐标[0,0,0]。所述的骨架属性参数是指骨架曲面要素三维模型的名称；所述的绝对坐标变换是骨架位置参数与三维模型位置点坐标进行对应坐标的叠加。一种火箭总体骨架曲面搭建方法，步骤为：(1)建立骨架曲面要素数据库并根据骨架曲面要素建立三维模型；(2)使用骨架参数输入模块将骨架属性参数输出给骨架曲面搭建模块，将位置参数输出给绝对坐标变换模块，将外形参数输出给骨架曲面要素数据库；(3)骨架曲面要素数据库根据步骤(2)中骨架参数输入模块输出的外形参数确定骨架曲面要素类型，骨架曲面要素数据库根据骨架曲面要素类型调取对应的三维模型，将调取的三维模型输出给骨架曲面搭建模块，并将调取的三维模型的位置点坐标发送给绝对坐标变换模块；(4)使用绝对坐标变换模块根据步骤(2)中骨架参数输入模块输出的骨架位置参数和步骤(3)中骨架曲面要素数据库输出的对应外形参数的骨架曲面要素三维模型位置点坐标，输出三维模型绝对位置坐标给骨架曲面搭建模块；(5)骨架曲面搭建模块根据步骤(2)骨架参数输入模块输出的属性参数，步骤(3)中骨架曲面要素数据库中输出的对应外形参数的骨架曲面要素三维模型，步骤(4)中绝对坐标变换模块输出的三维模型绝对位置坐标，完成火箭总体骨架三维曲面的搭建。有益效果(1)本专利技术的骨架曲面要素数据库所包含骨架曲面要素涵盖了火箭总体骨架曲面设计所必需的曲面要素，骨架曲面要素的外形参数和位置参数满足火箭总体骨架三维曲面设计。(2)本专利技术根据火箭总体骨架曲面的特点，利用骨架参数输入模块获取用户输入的属性参数、外形参数和位置参数，通过绝对坐标变换模块计算输出对应骨架曲面要素三维模型的空间布局绝对位置坐标给骨架曲面搭建模块，骨架曲面搭建模块根据骨架曲面要素数据库输出的对应外形参数的骨架曲面要素三维模型和绝对坐标变换模块输出的绝对位置坐标，完成火箭总体骨架三维曲面搭建，无参照装配，降低出错概率，利于骨架曲面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火箭总体骨架曲面搭建系统，其特征在于：该系统包括骨架曲面要素数据库、骨架参数输入模块、绝对坐标变换模块和骨架曲面搭建模块；所述的骨架曲面要素数据库中存储有骨架曲面要素以及骨架曲面要素对应的三维模型，骨架曲面要素包括柱面、锥台面、半椭球面、开口面、翼板面和环形板面；所述的骨架参数输入模块接收用户输入的骨架曲面要素的骨架参数，骨架参数包括骨架属性参数、骨架外形参数和骨架位置参数，并将接收到的骨架属性参数发送给骨架曲面搭建模块，骨架位置参数发送给绝对坐标变换模块，骨架外形参数发送给骨架曲面要素数据库，骨架曲面要素数据库根据接收到的骨架外形参数确定骨架曲面要素类型，根据骨架曲面要素类型调取对应的三维模型，并将调取的三维模型的位置点坐标发送给绝对坐标变换模块；所述的绝对坐标变换模块接收骨架参数输入模块发送的骨架位置参数，同时接收骨架曲面要素数据库发送的三维模型位置点坐标，对接收到的三维模型位置点坐标进行绝对坐标变换，输出三维模型绝对位置坐标发送给骨架曲面搭建模块；所述的骨架曲面要素数据库接收骨架参数输入模块发送的骨架外形参数，输出对应外形参数的骨架曲面要素三维模型发送给骨架曲面搭建模块；所述的骨架曲面搭建模块接收骨架参数输入模块发送的骨架属性参数，接收绝对坐标变换模块发送的三维模型绝对位置坐标，接收骨架曲面要素数据库发送的对应外形参数的骨架曲面要素三维模型，根据接收到的三维模型绝对位置坐标和对应外形参数的骨架曲面要素三维模型搭建火箭总体骨架三维曲面。...

【技术特征摘要】
1.一种火箭总体骨架曲面搭建系统，其特征在于：该系统包括骨架曲面要素数据库、骨
架参数输入模块、绝对坐标变换模块和骨架曲面搭建模块；
所述的骨架曲面要素数据库中存储有骨架曲面要素以及骨架曲面要素对应的三维模
型，骨架曲面要素包括柱面、锥台面、半椭球面、开口面、翼板面和环形板面；
所述的骨架参数输入模块接收用户输入的骨架曲面要素的骨架参数，骨架参数包括骨
架属性参数、骨架外形参数和骨架位置参数，并将接收到的骨架属性参数发送给骨架曲面
搭建模块，骨架位置参数发送给绝对坐标变换模块，骨架外形参数发送给骨架曲面要素数
据库，骨架曲面要素数据库根据接收到的骨架外形参数确定骨架曲面要素类型，根据骨架
曲面要素类型调取对应的三维模型，并将调取的三维模型的位置点坐标发送给绝对坐标变
换模块；
所述的绝对坐标变换模块接收骨架参数输入模块发送的骨架位置参数，同时接收骨架
曲面要素数据库发送的三维模型位置点坐标，对接收到的三维模型位置点坐标进行绝对坐
标变换，输出三维模型绝对位置坐标发送给骨架曲面搭建模块；
所述的骨架曲面要素数据库接收骨架参数输入模块发送的骨架外形参数，输出对应外
形参数的骨架曲面要素三维模型发送给骨架曲面搭建模块；
所述的骨架曲面搭建模块接收骨架参数输入模块发送的骨架属性参数，接收绝对坐标
变换模块发送的三维模型绝对位置坐标，接收骨架曲面要素数据库发送的对应外形参数的
骨架曲面要素三维模型，根据接收到的三维模型绝对位置坐标和对应外形参数的骨架曲面
要素三维模型搭建火箭总体骨架三维曲面。
2.根据权利要求1所述的一种火箭总体骨架曲面搭建系统，其特征在于：当骨架曲面要
素为柱面时，柱面的外形参数包括截面圆半径和柱面高度，柱面的位置参数包括柱面下端
面圆心的空间位置坐标。
3.根据权利要求1所述的一种火箭总体骨架曲面搭建系统，其特征在于：当骨架曲面要
素为锥台面时，锥台面的外形参数包括上端面圆半径、下端面圆半径和锥台面高度，锥台面
的位置参数包括锥台面下端面圆心的空间位置坐标。
4.根据权利要求1所述的一种火箭总体骨架曲面搭建系统，其特征在于：当骨架曲面要
素为半椭球面时，半椭球面的外形参数包括椭球的长短轴半径，半椭球面的位置参数为椭
球球心的空间位置坐标和长短轴方向向量。
5.根据权利要求1所述的一种火箭总体骨架曲面搭建系统，其特征在于：当骨架曲面要
素为开口面时，开口面的外形参数包括开口长度和宽度或者开口半径，开口面的位置参数
包括开口面几何中心的空间位置坐标或开口面圆心的空间位置坐标及开口面的方向向量。
6.根据权利要求1所述的一种火箭总体骨架曲面搭建系统，其特征在于：当骨架曲面要
素为翼板面时，翼板面的外形参数包括翼根宽度、翼梢宽度、高度、厚度、翼面夹角，翼板面
的位置参数包括翼根下端点的空间位置坐标。
7.根据权利要求1所述的一种火箭总...

【专利技术属性】
技术研发人员：周培，李莉，皮赞，王腾，陈仁越，李澍，王哲，郭逸婧，刘敏，贾瑞林，赵博，刘岭，聂蓉梅，吴魁，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11