基于Solidworks的擦窗机参数化建模

副标题#e#    作为现代高层建筑必需的维护设备之一，擦窗机得到了越来越广泛的应用，其结构型式根据建筑物的高度、立面形式及楼顶结构、承载能力、设备行走的有效空间等来确定，要求擦窗机进行参数化设计，形成系列化产品。
   
    1参数化建模技术及其软件
   
    参数化建模属于参数化设计的一部分，参数化设计(也叫尺寸驱动)是CAD技术在实际应用中提出的课题，它有一种驱动机制被称为参数驱动，通过参数驱动，可以对图形的几何数据进行参数化修改，在修改的同时还要满足图形的约束条件，从而实现对同一型号、不同尺寸的机械产品的建模。目前参数化设计是CAD技术应用领域内的一个重要且待进一步研究的课题。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，大大提高设计速度并减少信息的存储量。
   
    三维设计软件Solidworks是当今基于NT/Windows平台的三维机械设计软件的主流产品。软件的建模技术采用基于特征的参数化实体建模，具有强大的实体建模功能和直观的用户界面，设计与绘图是在同一界面下同时进行的。Solidworks的特征造型采用拉伸(Extrude )、回转(Revolove)、扫描(Sweep )、放样(Loft) 4种基本形体的生成方法，同时提供了倒角、抽壳、阵列、镜象等功能。
   
    利用Solidworks实现从三维实体造型到零件的虚拟装配、运动仿真以及结构设计等机械设计的各个环节，可以极大提高设计质量和设计效率。它具有全面便捷的三维装配设计和零件设计功能，并能快速生成指导生产的图纸，已经成功地用于机械设计、机械制造、电子产品开发、模具设计、汽车工业和产品外观设计等方面。
   
    2擦窗机参数化建模
   
    擦窗机由行走机构、起升机构、回转机构、变幅机构、悬吊工作平台以及电控系统等组成，其结构和形状较为复杂。Solidworks中对于这类产品的建模思路是将整个产品分为多个特征，通过特征之间的布尔运算逐步得到完整准确的模型。具体操作中，往往将整个产品中最主要或者最大的部分视为基本视图(或称为基体)，其他部分作为添加特征，以搭积木的方式，在基本特征的基础上，通过添加、去除和求交等布尔运算最终得到整个模型。
   

    三维实体特征建立的基本思路是从二维到三维的过程，造型流程如图1所示。
   
    擦窗机主要由6部分组成，从下向上依次为导轨、底座支架、底座、伸缩臂、吊篮撑架和吊篮，以下依次叙述建模方法。
   
    2.1导轨
   
    导轨是擦窗机在建筑物顶端行走的轨道，通过擦窗机的环型行走路线，可以清洁和维护建筑物四周的任何一个角落。轨道根据建筑物顶端的结构和面积铺设，其截面为工字钢。
   
    导轨的建模方式比较简单，它由若干部分连接而成，每一部分底部的两翼有带螺栓孔的小钢板，可以通过螺栓跟地面连接。建模时，先在右视基准面建立工字形的草图，然后通过拉伸生成，转弯的地方为有引导线的拉伸，其引导线为一个45°的曲线。图2为生成的部分导轨模型。
   

    2. 2底座支架
   
    底座支架的上部用来支承底座，其下部有4个轮子，可以在导轨上运动。底座支架类似汽车的底盘结构，两侧的方柱形结构是通过在前视基准面建立矩形草图，然后通过多次"拉伸"，最后"抽壳"而形成的。中间部分与底座相连，其上部圆周排列的孔不必一一建立草图，可以通过"圆周阵列草图"形成，然后沿同一方向进行"拉伸"而形成。
   
    底座支架的零部件虽然比较多，但是各零件的建模方式无外乎Solidworks中基本的拉仲、抽壳、阵列、扫描等操作。图3为建立的擦窗机的底座支架模型。