基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法技术

本申请公开了一种基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，该方法包括导入待包覆的航天器模型，重构生成航天器模型的简化模型，在简化模型外自动形成包覆层；将包覆层切割成多个包覆块，延伸各个包覆块，将相邻包覆块搭接重叠形成拼接层，确定各搭接重叠处的位置关系，在拼接层上设置开孔，在拼接层上选择接地类型，保存拼接层，选择一展开方向将拼接层展开。通过简化模型替代航天器模型，在简化模型外自动形成包覆层，使得包覆层容易构建、切割分块和展开，展开后拼接层各个包覆块工艺信息方便标注和传递，根据工艺信息和各搭接重叠处的位置关系对现场包覆的指导，提高多层隔热组件的设计效率。

Design method of spacecraft multilayer thermal insulation components based on 3D model

【技术实现步骤摘要】
基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法
本专利技术一般涉及航天器多层隔热组件
，具体涉及一种基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法。
技术介绍
进入外太空的航天器，由于受到太阳的直接照射以及宇宙空间的热辐射，正对太阳的表面温度可以达到200摄氏度以上，而背对太阳的表面温度则可能低于零下200摄氏度。为保证航天器及内部仪器设备的正常运作，必须对航天器进行专门的热控设计，比较有效的办法是在航天器表面覆盖隔热性能优异的热控多层隔热组件。多层隔热组件作为航天器的“嫁衣”，其设计好坏直接影响航天器的性能。目前热控多层、防护层的设计和制作方法首先是在航天器三维模型基础上生成热控多层、防护层的包覆模型，然后展开形成二维工程图，以二维图制作纸样进行现场包覆。该方法具有以下缺陷：1)包覆模型难以构建：三维模型外表面多层柔性包络受开孔位置和异性形状影响难以构建；2)包覆模型难以展开：多层包覆模型构建完成后难以按预期进行展开；3)工艺信息难以标注和传递：依托多层包覆模型难以完整展示和传递相关工艺信息；4)多层面积限制，难以分块：多层设计受到物料尺寸限制，难以按照理想情况进行分块；5)缺乏对现场包覆的指导：航天器的三维模型一般都是复杂装配体，且为中性格式的骨架模型，文件大小一般在几个G左右，没有完整的几何信息。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法。为了克服现有技术的不足，本专利技术所提供的技术方案是：本专利技术提供一种基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，其特殊之处在于，所述方法包括：导入待包覆的航天器模型，重构生成所述航天器模型的简化模型，在所述简化模型外自动形成包覆层；将所述包覆层切割成多个包覆块，记录每个所述包覆块的特征信息，将所述多个包覆块的特征信息保存至预先建立的包覆面特征库；延伸各个包覆块，将相邻所述包覆块搭接重叠形成拼接层，确定所述各搭接重叠处的位置关系；在所述拼接层上设置开孔；在所述拼接层上选择接地类型；保存所述拼接层，选择一展开方向将所述拼接层展开。进一步地，重构生成所述航天器模型的简化模型包括：选择所述航天器模型待替换的结构单元，读取所述结构单元的几何参数，根据所述几何参数值调用标准三维模型块，采用所述标准三维模型块替换所述结构单元生成所述简化模型。进一步地，在所述简化模型外自动形成包覆层包括：识别所述简化模型，提取所述简化模型各个区域表面的几何参数，根据各个区域表面的几何参数，通过复制或填充所述区域表面的方式生成所述包覆面。进一步地，将所述包覆层切割成多个包覆块包括：平面结构分块，柱面结构分块和连接结构处分块；所述平面结构分块包括将平面按行列分块，通过设置行列边界的基准点，将基准点连接成纵横的线，然后按顺序取每一条分割线，自动将平面进行分割；所述柱面结构分块包括沿轴向和周向进行划分，通过角度和距离控制对柱面进行分割；连接结构处分块包括点选连接结构，自动生成沿连接结构处分块分布的分割线。进一步地，将相邻两个所述包覆块搭接重叠包括：根据确定的位置关系选择一个包覆块作为外表面，另一个包覆块作为内表面，在两个包覆块的搭接重叠处创建基准，在基准上创建搭接标识的草绘，将草绘投影到两个所述包覆块上。进一步地，所述开孔的设置方式包括单独设置开孔和批量设置开孔；所述单独设置开孔包括：在孔类型库中选择相应的开孔，在航天器模型中确定所述开孔的位置和尺寸，在所述包覆块上设定基准点，以所述基准点和所述包覆块的面为参照生成所述开孔的设置基准面，根据开孔的位置以及设定的尺寸在所述放置基准面上生成所述开孔的轮廓，将所述开孔的轮廓垂直投影到所述包覆块的面上。进一步地，所述接地类型包括螺钉接地或者铜箔接地；所述螺钉接地包括：根据所述包覆块的面积确定接地点的数量，按照边缘分布原则确定所述接地线第一端的位置坐标，选择并记录接地线第二端的位置坐标，利用所述接地线第一端的位置坐标与所述接地线第二端的位置坐标计算接地线的长度。进一步地，所述方法还包括：记录每个所述包覆块的特征信息，将所述多个包覆块的特征信息保存至预先建立的包覆面特征库。进一步地，记录每个所述包覆块的特征信息包括：按照生成的先后顺序确定每个所述包覆块的编号信息和命名信息，将所述编号信息和命名信息保存至相应所述包覆块的特征信息中；将所述螺钉的位置坐标、所述接地点的位置坐标和所述接地线长度记录在相应所述包覆块的特征信息中。进一步地，所述方法还包括：读取所述包覆面特征库中所有所述包覆块的特征信息，将所有所述包覆块的特征信息以表格或者文档的形式输出。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计航天器多层隔热组件的方法包括导入待包覆的航天器模型，重构生成航天器模型的简化模型，在简化模型外自动形成包覆层；将包覆层切割成多个包覆块，延伸各个包覆块，将相邻包覆块搭接重叠形成拼接层，确定各搭接重叠处的位置关系，在拼接层上设置开孔，在拼接层上选择接地类型，保存拼接层，选择一展开方向将拼接层展开。通过简化模型替代航天器模型，在简化模型外自动形成包覆层，使得包覆层容易构建、切割分块和展开，展开后拼接层各个包覆块工艺信息方便标注和传递，根据工艺信息和各搭接重叠处的位置关系对现场包覆的指导，提高多层隔热组件的设计效率。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的实施例的基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法的一种流程示意图；图2为本专利技术的实施例的基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法的另一种流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。如
技术介绍
中提到的，目前热控多层组件的设计和制作方法首先是在航天器三维模型基础上生成热控多层、防护层的包覆模型，然后展开形成二维工程图，以二维图制作纸样进行现场包覆。该方法具有以下缺陷：1)包覆模型难以构建：三维模型外表面多层柔性包络受开孔位置和异性形状影响难以构建；2)包覆模型难以展开：多层包覆模型构建完成后难以按预期进行展开；3)工艺信息难以标注和传递：依托多层包覆模型难以完整展示和传递相关工艺信息；4)多层面积限制，难以分块：多层设计受到物料尺寸限制，难以按照理想情况进行分块；5)缺乏对现场包覆的指导：航天器的三维模型一般都是复杂装配体，且为中性格式的骨架模型，文件大小一般在几个G左右，没有完整的几何信息。因此，如何实现多层组件从包覆、分块、搭接、开孔等全过程的便捷化，提高多层设计效率，将成为航天器多层隔热组件设计方法的关键改进方向。本申请实施例提供一种基于三维模型设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，其特征在于，所述方法包括：/n导入待包覆的航天器模型，重构生成所述航天器模型的简化模型，在所述简化模型外自动形成包覆层；/n将所述包覆层切割成多个包覆块；/n延伸各个包覆块，将相邻所述包覆块搭接重叠形成拼接层，确定所述各搭接重叠处的位置关系；/n在所述拼接层上设置开孔；/n在所述拼接层上选择接地类型；/n保存所述拼接层，选择一展开方向将所述拼接层展开。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，其特征在于，所述方法包括：
导入待包覆的航天器模型，重构生成所述航天器模型的简化模型，在所述简化模型外自动形成包覆层；
将所述包覆层切割成多个包覆块；
延伸各个包覆块，将相邻所述包覆块搭接重叠形成拼接层，确定所述各搭接重叠处的位置关系；
在所述拼接层上设置开孔；
在所述拼接层上选择接地类型；
保存所述拼接层，选择一展开方向将所述拼接层展开。


2.根据权利要求1所述的基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，其特征在于，重构生成所述航天器模型的简化模型包括：
选择所述航天器模型待替换的结构单元，读取所述结构单元的几何参数，根据所述几何参数值调用标准三维模型块，采用所述标准三维模型块替换所述结构单元生成所述简化模型。


3.根据权利要求2所述的基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，其特征在于，在所述简化模型外自动形成包覆层包括：
识别所述简化模型，提取所述简化模型各个区域表面的几何参数，根据各个区域表面的几何参数，通过复制或填充所述区域表面的方式生成所述包覆面。


4.根据权利要求3所述的基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，其特征在于，将所述包覆层切割成多个包覆块包括：平面结构分块，柱面结构分块和连接结构处分块，
所述平面结构分块包括将平面按行列分块，通过设置行列边界的基准点，将基准点连接成纵横的线，然后按顺序取每一条分割线，自动将平面进行分割；所述柱面结构分块包括沿轴向和周向进行划分，通过角度和距离控制对柱面进行分割；连接结构处分块包括点选连接结构，自动生成沿连接结构处分块分布的分割线。


5.根据权利要求4所述的基于三维模型设计航天器多层隔热组件的方法，其特征在于，将相邻两个所述包覆块搭接重叠包括：
根据确定的位置关系选择一个包覆块作为外表面，另一个包覆块作为内表面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新宇，郭涛，刘孟周，樊友高，王冬梅，王哲，张洁，唐赖颖，张伟，杨佳鑫，范子琦，任飞扬，李辰，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11