一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法技术

本发明专利技术公开一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，以树状结构从设计原理图中快速准确地读取线束拓扑关系，并结合电缆导线表提供的导线规格及数量信息，在限定的二维平面范围内自动完成布线，从而实现线束布线图的快速自动生成，有效提高了线束制造效率和自动化程度，有效解决了目前线束布线图主要由工艺人员手工绘制，费时费力且规范性差，维护和修改难度大等缺点。

A tree structure routing method of wire harness in limited two-dimensional space

【技术实现步骤摘要】
一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法
本专利技术属于线束制造领域，涉及一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法。
技术介绍
随着电子技术的不断发展，在航空航天、汽车及船舶制造等领域的机载(或车载、船载)电气设备越来越多，“电网”也越来越复杂。遍布其间的各种线束则成为贯穿全机各部位电气系统和电子设备的桥梁与纽带，关联起各部分之间的通讯，形成一个复杂的集成网络。因此，全机线束被形象地比喻为“中枢神经和血液循环系统”，由此可见，线束对于飞机、汽车或船舶等的功能和安全性具有重要意义。绘制布线图是线束制造过程中必不可少的工序，传统布线方法是由工艺员根据设计要求手工完成，制图不规范，不便于统一管理，并且一旦出错或有新的设计修改都需要重新绘制布线图，在对复杂线束的处理方面效率极为低下。随着现代工业对产品智能制造能力的要求越来越高，传统手工布线已无法满足生产进度安排和数字化管理需要，因此急需开发一种自动化快速布线技术。
技术实现思路
为解决工艺员手工绘制布线图存在的效率低、标准不统一等缺点，本专利技术提供一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，提高了线束布线效率和布线图绘制的一致性，使布线结果更加合理、空间利用率更高，并能够实现线束数据的数字化管理。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，包括以下步骤：步骤1，导入线束原理图，从线束原理图中读取节点名称及各线束段的长度信息，获取线束树状结构拓扑关系；步骤2，按线束原理图中从左到右的次序对所有根节点进行排序，并从每个根节点出发，计算该根节点到它的所有末节点的分支长度，最后根据分支长度对各线束段进行排序；步骤3，根据电缆导线表提供的导线规格及数量，计算各线束段的最小包络直径；步骤4，遍历线束原理图中的所有根节点，依次连接这些根节点形成主干线，并将主干线布于二维布线板平面内宽度方向的中央位置；步骤5，从第一根节点开始，根据各线束段序号及其最小包络直径，对主干线和每个根节点的分支进行布线，相邻两个根节点的分支分别布于主干线的两侧。进一步地，步骤1的各级节点的定义及其命名规则如下：(1)将线束原理图中只存在唯一分支的节点定义为末节点，末节点一律按线束原理图中所标记的端子名来命名；(2)找出线束原理图中处于最左侧的末节点，并将与之相连的另一端的节点命名为第一根节点A，然后遍历与第一根节点A相连的除末节点外的其它所有节点，从中选取分支最多的那个节点作为第二根节点B，以此类推，逐一确定所有根节点C、D、E、…，直至最后一个根节点满足除了前一个根节点外的其它所有相连节点均为末节点为止；(3)线束原理图中其它子节点按等级在根节点名称的基础上进行命名。例如根节点A的一级子节点依次命名为AA、AB、AC等，根节点A通过一级子节点AA生成的二级子节点依次命名为AAA、AAB、AAC等。以此类推，直至到达末节点为止。进一步地，步骤1的线束树状结构拓扑关系的获取步骤如下：步骤1.1)从第一根节点开始，判断当前根节点是否存在未被检索的子节点，若不存在则直接转到下一个根节点；步骤1.2)若当前根节点存在未被检索的子节点，则检索到该子节点并继续向下按树状结构遍历它的所有下一级子节点直至末节点；步骤1.3)重复步骤1.1)至步骤1.2)，直至最后一个根节点结束。更进一步地，步骤1.2)的按树状结构遍历下一级子节点的步骤如下：步骤1.2.1)判断当前子节点是否存在未被检索的下一级子节点；步骤1.2.2)若当前子节点不存在未被检索的下一级子节点，则返回上一级子节点；步骤1.2.3)若当前子节点存在未被检索的下一级子节点，则检索该子节点；步骤1.2.4)重复步骤1.2.1)至步骤1.2.3)，直至遍历当前根节点的所有子节点结束。进一步地，步骤2的线束段排序的详聚义步骤如下：步骤2.1)从任一根节点出发，统计该根节点到它的所有末节点的分支；步骤2.2)根据线束原理图中提供的线束段长度计算各分支长度；步骤2.3)按照分支长度由大到小的顺序，首先排列最长分支的线束段，自根节点向下依次设置各线束段序号为1、2、...、m；步骤2.4)接下来排列次长分支，已经编号的线束段保留原序号不变，未编号的依次设置序号为m+1、m+2、...、n；步骤2.5)以此类推，直至完成当前根节点所有线束段的排序。进一步地，步骤3的各线束段的最小包络直径的计算步骤如下：步骤3.1)根据电缆导线表提供的端子间连接关系，确定各末节点之间的连接路径；步骤3.2)统计该路径所经过的所有线束段的导线规格及数量，然后按表1中的公式计算各线束段的最小包络直径。表1中，N为线束段包含的导线数量，Max为线束段中导线的最大直径。表1线束段最小包络直径计算公式进一步地，步骤5的各线束段布线的具体步骤如下：步骤5.1)根据二维布线板的规格尺寸确定线束布线范围，并初始化二维布线板平面坐标系；步骤5.2)将第一根节点设置在布线板平面左侧的中央位置，然后根据各根节点间线束段的直径及长度，向另一侧依次确定其它各根节点位置，从而完成主干线的布线；步骤5.3)从第一根节点开始，根据二维布线板平面的边界宽度以及已布好的其它分支位置，确定当前根节点其分支的可布线区域，并设置好布线角(布线方向与主干线延伸方向的夹角)；步骤5.4)按照步骤2排列的线束段序号，选择未布线的线束中长度最长的分支进行布线；步骤5.5)重复步骤5.3)至步骤5.4)，直到完成当前根节点所有分支的布线；步骤5.6)转入下一个根节点，重复步骤5.3)至步骤5.5)，相邻两个根节点的分支布置在主干线的两侧，直到完成所有根节点分支的布线。更进一步地，步骤5.4)中的任一分支的具体布线方法如下：步骤5.4.1)以当前根节点(StartX,StartY)作为起始点，按照排列好的线束段序号开始布线；步骤5.4.2)将布线角设置为θ，假设当前所布的线束段长度为Length，则按如下公式(2)计算线束段的末端节点坐标(EndX,EndY)，并判断其是否超出可布线区域；EndX＝StartX+Length·cosθEndY＝StartY+Length·sinθ(2)步骤5.4.3)如果该节点未超出可布线区域，则完成当前线束段布线，否则将超出部分沿着可布线区域的上边界向OX轴正向弯折，使整个线束段处于可布线区域内；步骤5.4.4)以当前节点作为新的起始点，重复步骤5.4.2)至步骤5.4.3)，直至完成当前分支上所有线束段的布线为止。有益效果：1.本专利技术将线束拓扑关系转化为树状结构数据，清晰地表达了线束原理图的连接关系，为线束数据管理、维护和使用提供了极大便利。2.本专利技术在将图形文件与表格数据相结合的基础上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，导入线束原理图，从线束原理图中读取节点名称及各线束段的长度信息，获取线束树状结构拓扑关系；/n步骤2，按线束原理图中从左到右的次序对所有根节点进行排序，并从每个根节点出发，计算该根节点到它的所有末节点的分支长度，最后根据分支长度对各线束段进行排序；/n步骤3，根据电缆导线表提供的导线规格及数量，计算各线束段的最小包络直径；/n步骤4，遍历线束原理图中的所有根节点，依次连接这些根节点形成主干线，并将主干线布于二维布线板平面内宽度方向的中央位置；/n步骤5，从第一根节点开始，根据各线束段序号及其最小包络直径，对主干线和每个根节点的分支进行布线，相邻两个根节点的分支分别布于主干线的两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，导入线束原理图，从线束原理图中读取节点名称及各线束段的长度信息，获取线束树状结构拓扑关系；
步骤2，按线束原理图中从左到右的次序对所有根节点进行排序，并从每个根节点出发，计算该根节点到它的所有末节点的分支长度，最后根据分支长度对各线束段进行排序；
步骤3，根据电缆导线表提供的导线规格及数量，计算各线束段的最小包络直径；
步骤4，遍历线束原理图中的所有根节点，依次连接这些根节点形成主干线，并将主干线布于二维布线板平面内宽度方向的中央位置；
步骤5，从第一根节点开始，根据各线束段序号及其最小包络直径，对主干线和每个根节点的分支进行布线，相邻两个根节点的分支分别布于主干线的两侧。


2.根据权利要求1所述的在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，其特征在于，所述步骤1的各级节点的定义及其命名规则包括：
(1)将线束原理图中只存在唯一分支的节点定义为末节点，末节点一律按线束原理图中所标记的端子名来命名；
(2)找出线束原理图中处于最左侧的末节点，并将与之相连的另一端的节点命名为第一根节点A，然后遍历与第一根节点A相连的除末节点外的其它所有节点，从中选取分支最多的那个节点作为第二根节点B，以此类推，逐一确定所有根节点C、D、E、…，直至最后一个根节点满足除了前一个根节点外的其它所有相连节点均为末节点为止；
(3)线束原理图中其它子节点按等级在根节点名称的基础上进行命名。


3.根据权利要求1所述的在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，其特征在于，所述步骤1的线束树状结构拓扑关系的获取步骤包括：
步骤1.1)从第一根节点开始，判断当前根节点是否存在未被检索的子节点，若不存在则直接转到下一个根节点；
步骤1.2)若当前根节点存在未被检索的子节点，则检索到该子节点并继续向下按树状结构遍历它的所有下一级子节点直至末节点；
步骤1.3)重复步骤1.1)至步骤1.2)，直至最后一个根节点结束。


4.根据权利要求3所述的在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，其特征在于，所述步骤1.2)的子步骤包括：
步骤1.2.1)判断当前子节点是否存在未被检索的下一级子节点；
步骤1.2.2)若当前子节点不存在未被检索的下一级子节点，则返回上一级子节点；
步骤1.2.3)若当前子节点存在未被检索的下一级子节点，则检索该子节点；
步骤1.2.4)重复步骤1.2.1)至步骤1.2.3)，直至遍历当前根节点的所有子节点结束。


5.根据权利要求1所述的在限定二维空间内的线束树状结构布线方法，其特征在于，所述步骤2的线束段排序的具体步骤包括：
步骤2.1)从任一根节点出发，统计该根节点到它的所有末节点的分支；

【专利技术属性】
技术研发人员：余厚云，张辉，王梦斐，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，南京航空航天大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32