劉 成

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定 071000）

基于CATIA創(chuàng)建優(yōu)于UG的駕駛員手伸及界面

劉 成

（長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定 071000）

文章主要闡述了利用UG創(chuàng)建手伸及界面的不足及如何運(yùn)用CATIA創(chuàng)建符合SAE J 287標(biāo)準(zhǔn)且優(yōu)于UG的駕駛員手伸及界面校核模板。

CATIA；UG；手伸及；SAE J 287

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.01.018

CLC NO.:U467.4 Document Code:A Article ID:1671-7988(2016)01-52-03

前言

在汽車總布置校核過(guò)程中，駕駛員手伸及校核至關(guān)重要。從實(shí)際操作出發(fā)，在布置駕駛艙內(nèi)控制按鍵、旋鈕、操作桿時(shí)，都需考慮駕駛員能否觸及并且方便快捷的操作，以便減少駕駛員操作失誤，進(jìn)而減少交通事故的發(fā)生。手伸及界面校核模板就是用來(lái)方便快捷的校核機(jī)艙操控件布置是否合理的實(shí)用工具。

1、本文探究對(duì)象

根據(jù)安全帶約束形式、G值大小、男女駕駛員比例不同，SAE J 287共列出了42張手伸及相關(guān)表格，利用這些表格及G值大小就能創(chuàng)建出手伸及界面。本文主要探究安全帶約束為2a型、男女駕駛員比例為50/50時(shí)手伸及界面的具體生成方法。接下來(lái)詳細(xì)描述UG手伸及界面的不足以及如何用CATIA創(chuàng)建更好的手伸及模板。

2、UG總布置工具包手伸及界面的不足

目前，手伸及界面一般由UG中的總布置工具包來(lái)生成，這種方法雖然可以快捷的創(chuàng)建手伸及界面，但是生成的界面導(dǎo)入CATIA無(wú)參數(shù)，當(dāng)車型R點(diǎn)、踵點(diǎn)、方向盤中心點(diǎn)變化時(shí)，需要重新生成手伸及界面，實(shí)用性較差。同時(shí)，將SAE J 287手操作空間表格坐標(biāo)點(diǎn)與UG生成的手伸及界面對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩者存在差異，在某些參數(shù)下UG手伸及界面并不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

下面舉例說(shuō)明，輸入相應(yīng)硬點(diǎn)，使G=-0.14時(shí)，對(duì)比界面如下：

圖1 -0.24＜G＜0.24 手伸及界面對(duì)比

圖1中點(diǎn)線為利用CATIA通過(guò)SAE J 287手伸及表格所作，曲面為UG生成的手伸及界面。通過(guò)多處對(duì)比，發(fā)現(xiàn)G為（-1.24，-0.75）、（-0.74，-0.25）范圍之外時(shí)，UG所作手伸及界面與標(biāo)準(zhǔn)要求不一致，大多數(shù)點(diǎn)存在偏差。

綜上所述，利用UG雖能快速做出手伸及界面，但生成的界面導(dǎo)入CATIA無(wú)參數(shù)，且圖形與SAE J 287要求存在偏差。

3、CATIA創(chuàng)建優(yōu)于UG的駕駛員手伸及界面校核模板

為了解決以上UG手伸及存在的問(wèn)題，這里介紹一種利用CATIA：知識(shí)工程、自帶點(diǎn)線生成工具GSD_PointSplineLof tFromExcel.xls，并且參考借鑒UG所做的手伸及界面，做出更加準(zhǔn)確的手伸及界面校核模板。

模板開發(fā)需要兩個(gè)步驟：一是按照SAE J 287中列出的手操作空間表格繪制手伸及界面；二是引入H30 L53 L17這些參數(shù)，將模板參數(shù)化。

3.1 利用GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls工具生成點(diǎn)線

GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls是CATIA自帶的快速導(dǎo)入點(diǎn)并生成曲線及曲面的工具，下面以-0.74＜G＜-0.25數(shù)據(jù)為例進(jìn)行說(shuō)明：

圖2 -0.74＜G＜-0.25手伸及數(shù)據(jù)

圖2中第一行為點(diǎn)的Y坐標(biāo)，且C/OL外側(cè)坐標(biāo)值需取負(fù)值；第一列為點(diǎn)的Z坐標(biāo)；中間數(shù)據(jù)為點(diǎn)的X坐標(biāo)，且數(shù)值需取負(fù)值。以左上角第一個(gè)點(diǎn)為例，坐標(biāo)應(yīng)為（-394,-400, 800）。將圖2數(shù)據(jù)按圖3形式輸入GSD_PointSplineLof tFromExcel.xls中：

圖3 GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls點(diǎn)線導(dǎo)入

將數(shù)據(jù)完整錄入GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls之后，打開CATIA并新建Part，回到GSD_PointSplineLof tFromExcel.xls界面，點(diǎn)擊“運(yùn)行宏”命令，按照?qǐng)D3所示操作，表格中點(diǎn)將被導(dǎo)入CATIA并生成曲線，如圖4。

圖4 CATIA自動(dòng)生成點(diǎn)線

3.2 結(jié)合UG手伸及界面優(yōu)化并在CATIA生成

圖4得到點(diǎn)線之后，需生成曲面。曲面生成方法多種多樣，這里介紹兩種方法，并與UG生成的界面對(duì)比，選擇效果好的方法生成曲面：

圖5 曲面對(duì)比

圖5中虛線左側(cè)曲面為CATIA運(yùn)用“多截面曲面”命令、UG生成的手伸及界面疊加的結(jié)果；虛線右側(cè)曲面為CATIA運(yùn)用“橋接曲面”命令、UG生成的手伸及界面疊加的結(jié)果。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，通過(guò)CATIA“多截面曲面”命令生成的曲面與UG曲面更為接近，界面疊加成奶牛狀，說(shuō)明通過(guò)“多截面曲面”命令生成的曲面更加合理。

如圖6所示，圖形為通過(guò)“多截面曲面”創(chuàng)建好的完整手伸及界面：

圖6 完整手伸及界面

3.3 參數(shù)化建模

將各取值范圍內(nèi)的G值對(duì)應(yīng)的手伸及界面全部完成后，需添加H30 H17 L53參數(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化驅(qū)動(dòng)，參數(shù)化建模的關(guān)鍵是不同G值時(shí)界面的選擇及界面參考坐標(biāo)系的創(chuàng)建。

圖7 不同G值的手伸及界面

本實(shí)例通過(guò)參數(shù)化實(shí)現(xiàn)手伸及界面和參考坐標(biāo)系的選擇，之后通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)平移命令將選擇好的曲面相對(duì)參考坐標(biāo)系進(jìn)行平移，平移后的曲面即為三指界面，再將三指界面沿X軸平移±50mm，得到全手界面和伸指界面，最終得到所需的所有手伸及界面。規(guī)則代碼如下：

如圖7得到最終手伸及界面，再將平移前的各個(gè)曲面隱藏，最后創(chuàng)建超級(jí)副本即可完成最終模板的創(chuàng)建。

4、結(jié)束語(yǔ)

本文中手伸及界面模板的開發(fā)，目的是完善UG手伸及界面工具的不足。利用CATIA的知識(shí)工程、GSD_PointSplineL oftFromExcel.xls、超級(jí)副本等命令，結(jié)合UG現(xiàn)有的手伸及界面，更加準(zhǔn)確的創(chuàng)建了符合SAE J 287的手伸及界面。其中涉及到的這些命令都具有代表性，如GSD_PointSplineL oftFromExcel.xls能夠快速的將多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)入CATIA并自動(dòng)生成所需的曲線；超級(jí)副本可實(shí)現(xiàn)從文檔實(shí)例化。希望讀者在學(xué)習(xí)手伸及界面開發(fā)的同時(shí)，深入了解所用到的命令，便于后續(xù)開發(fā)更多關(guān)于汽車總布置方面的校核模板。

參考文檔

[1] SAE J 287-2007 駕駛員手控制區(qū)域.

[2] 周一鳴,毛恩榮.車輛人機(jī)工程學(xué).北京:北京理工大學(xué)出版社.1999.12.

[3] 胡挺,吳立軍.CATIA二次開發(fā)技術(shù)基礎(chǔ).北京:電子工業(yè)出版社.2006.

Develop a better template of Driver Hand Control Reach Envelope than UG

Liu Cheng
（Technology Center, Great Wall Motor Company Limited, Hebei Baoding 071000）

This paper describes the inadequate of UG create driver hand control reach, and how to create better driver hand control reach in CATIA than UG.

CATIA; UG; Driver Hand Control Reach; SAE J 287

U467.4

A

1671-7988(2016)01-52-03

劉成，學(xué)士，就職于長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心。