电梯零部件参数化设计系统的开发*

殷 勤，张 书，潘 斌

（中山职业技术学院，广东中山 528404）

电梯零部件参数化设计系统的开发*

殷 勤，张 书，潘 斌

（中山职业技术学院，广东中山 528404）

针对电梯不同合同项目机械部件配置多，整梯装配体庞大的特点，进行电梯零部件的设计系统平台的研究，论述了电梯三维参数化零件库的系统体系结构和构建的步骤，开发了三维的电梯零部件产品参数化模型库，实现了电梯零部件虚拟设计，为电梯新梯型的开发提供了先进的技术手段，缩短了新产品研制开发的周期。

电梯零部件；参数化设计；设计系统

0 引言

电梯具有单个机械零部件结构设计简单，依据不同合同项目部件配置多，整梯装配体庞大的特点，大多电梯企业通过引进三维设计系统来增强企业的产品设计开发能力，然而系统是通用的辅助设计软件，而非针对电梯行业的专业软件，并且协同设计性不强。通过对系统进行专业化的二次开发，把通用的系统转化为具有电梯专业特色的系统，开发专业电梯零部件参数化设计系统，才能真正满足电梯企业用系统的目的，缩短产品研制周期，提高产品设计质量和企业的经济效益[1-4]。

电梯零部件参数化设计系统将三维模型直接做成通用件库、标准件图形库，采用配置功能、系列零件设计表、和数据库技术等方法实现整个电梯同类零件产品的系列化设计。将不同厂商的电梯零部件产品集成到这个平台上，既能直接调用三维模型，又可快速查找同类型的其他厂家品牌的同类产品，实现快速的选型配置。

1 电梯零部件参数化设计系统的功能

电梯零部件参数化设计系统总体结构分为系统管理、设计计算及选型系统、三维零部件参数化设计系统、数据库管理和设计辅助工具等组成部分。电梯零部件参数化设计系统主要结构如图1所示。

电梯零部件参数化设计系统向用户提供电梯零部件的三维设计模型和装配模型，实现系列零件的三维参数化设计，对电梯整梯三维实体装配模型进行干涉分析，对电梯整梯设计方案进行校核验算，进而分析和检验电梯零部件设计的准确性与合理性，以方便修改和完善产品设计，节省试验费用，缩短开发设计周期。该系统主要由三大功能部分组成，第一部分是电梯零部件参数化设计系统，根据用户输入的零部件尺寸参数，系统自动构建符合要求的三维模型，实现产品的三维显示和虚拟装配；第二部分是电梯零部件设计计算系统，它能实现电梯主要技术参数的选型验算，以提供设计计算的效率和准确性；第三部分是辅助系统，提供电梯零部件选型与配置所需的产品电子样本和CAD图输出工具。

图1 电梯零部件参数化设计系统的功能组成

2 系统开发步骤

电梯零部件参数化设计系统的开发，首先需要收集和整理电梯零部件生产企业的各种型号的电梯产品数据，利用三维软件构建主流型号的电梯零部件三维模型；其次对三维设计软件进行二次开发，同时将三维软件及模型集成到设计系统之中，根据电梯整梯设计需要可以从系统中的部件库内直接调入相关部件，并将其装配到即将研发的新型电梯中，实现电梯样梯的三维显示和虚拟装配；最后根据典型电梯通用零部件的特征构建参数化的三维建模系统，编写界面及代码，最终将数据库、三维模型、软件界面及其他各知识模块进行系统集成。

开发时利用CAD软件制作3D模型，并将模型构建成电梯产品三维模型库，以方便用户直接调用[5]。为主流电梯配件厂家建立各型号的机房部件、井道部件、轿厢部件、厅层站部件、电梯井道和标准零件库，将零部件3D模型导入系统，通过系统将模型集成到电梯零部件设计平台。在CAD软件中使用三维模型，可以在装配环境中设计新零件，利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，避免了单独设计零件可能导致的装配失败；使用三维模型可以使零件装配更加直观，在装配过程中清楚地看到内部的装配结构进行装配干涉检查；可检验间距是否达到国家标准要求，及时对设计进行更改，避免了产品在安装时才发现需要修改甚至报废。设计人员根据整梯设计需要可从部件库中调入相关部件装配到研发的新梯中，实现了样梯的三维显示和虚拟装配，进行部件及电梯井道空间的干涉检测，为样梯的生产制造提供最精确的尺寸，从而避免设计人员花费大量时间在绘图的尺寸计算上，提高设计速度和效率，降低研发成本和劳动强度。

图2 电梯零部件参数化设计系统结构图

在进行系统集成时，CAD软件可直接调用通过VB编译的可执行程序，采用ADO的方式读取数据库中零部件的性能和尺寸参数等信息，用VB通过调用CAD软件的API函数绘制各零件的模型及装配模型，再调用数据库中的数据对模型进行尺寸参数化驱动，使图形的图素相互联动，最终在CAD软件中生成所需要的零件。并利用Visual Basic在计算机上实现电梯零部件参数化设计系统各功能模块的系统集成，大包生成可执行程序文件供用户随时随地使用。电梯零部件参数化设计系统的结构如图2所示。

应用数据库技术建立产品样本库，通过产品样本的查询获得所需的重要尺寸、性能、型号等信息。电梯零部件产品样本将提供这种产品的生产与流通信息，诸如企业概况、企业联系方式、在本行业中的地位、技术实力、商品开发水平和产品销售能力等，都可以从产品样本中获得。产品样本能从性能、用途、特征、参数、型号、品种等多方面来描述某一产品，因此能反映较详尽的科技信息。另外产品样本所描述的产品是科技开发与工程设计的最终成果，所以其信息成熟可靠，生产应用性强，产品样本中提供的产品图片外观，提供的3维模型图是电梯新产品开发中重要的技术参考。由于产品存在着竞争，产品样本同时也是企业宣传产品的重要手段之一，扩展产品样本上的各种信息，如产品的专利申请及获得情况、产品所达到的标准等级、产品的商标、产品获奖情况、产品的销售地域等，因而产品样本也是获取专利、标准、商标等情报的重要信息源。

3 结束语

本文将参数化设计技术应用到电梯零部件的设计，论述了电梯零部件参数化设计系统的功能、结构及开发过程的关键技术。该系统能迅速构建电梯零部件的三维实体模型，并将常用零配件参数化以方便工程师依据项目调用替换。实践证明，采用此思路开发的设计系统能有效实现CAD系统的三维参数化设计及装配仿真，为新产品研制提供了先进的技术手段，具有较好的工程意义。

［1］殷勤，贺德明，肖伟平.基于SolidWorks的电梯安全部件机构运动动画的制作［J］.机电工程技术，2010（07）：85-86.

［2］殷勤，张书，潘斌.Solidworks在电梯零部件设计中的应用［J］.机械工程师，2008（12）：80-81.

［3］殷勤，贺德明，肖伟平.基于Solidworks的电梯安全部件效果图的制作［J］.机电工程技术，2012（02）：14-16.

［4］余琳，李晟.基于速度控制方式的电梯变频控制策略研究［J］.机电工程，2012（8）：949-953.

［5］武照云，张海红，阮竞兰，等.基于SolidWorks的砻谷机零部件CAD/CAM系统研究［J］.河南工业大学学报，2013（04）：85-88.

The Development on Parametric Design System of Elevator Parts

YIN Qin，ZHANG Shu，PAN Bin
（Zhongshan Polytechnic，Zhongshan528404，China）

According to the elevator different contract project，the characterized is multi-configuration mechanical components and huge assembly.Studies on the elevator parts design platform.Discusses the construction and steps of system，developed a three-dimensional parametric model of the elevator parts products library.Achieved the unified collaborative of the elevator parts virtual design，provided a new advanced technology for the new elevator and.shorten the development cycle of the new product development.

elevator parts；parametric design；design system

TP391.72

A

1009－9492(2014)07－0061－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.07.018

殷 勤，男，1981年生，广西柳州人，硕士研究生，讲师。研究领域：电梯机械结构分析及数值计算。已发表论文12篇。

(编辑：向 飞)

*广东省中山市科技计划项目（编号：20123A357）

2014－02－27