知识工程在加速踏板布置中的应用与研究

袁鹏文　张仕亮　顾全

摘 要：通过在CATIA上将落地式加速踏板的布置过程封装完成并存储，后期数据布置中直接调用的方式，缩短数据布置周期，提高工作效率。

关键词：CATIA 落地式加速踏板 封装

1 引言

传统的加速踏板布置方法比较繁琐，对于行业新人的学习成本较高。本文通过CATIA的知识工程模块，将以前繁琐的工作模块化，做成黑匣子件。针对不同的加速踏板，只需要选择某几个参数，即可自动输出满足要求的加速踏板位置。可节约时间，减少布置出错的可能性。

2 加速踏板的分类

按照加速踏板的结构形式，主要分为落地式加速踏板和悬臂式加速踏板，本文主要针对悬臂式踏板提出优化布置方法。

3 参数定义

PL98：方向盘中心与加速踏板中心的Y向距离，见图3；

H：加速踏板中心与踵点的Z向距离，见图4；

α：加速踏板面切线与Z轴夹角，见图4。

4 创建参数

在CATIA软件上创建参数，尺寸代码见SAE J1100（下列参数值是举例，后期可根据实际更改），见图5、图6、图7、图8。

1）PW98=160

2）L31=3128mm

3）W20=-360mm

4）H70=711.5mm

5）H8=431.5mm

6）L99-1=948.86mm

7）A47=61.13°

8）H30-1=280mm=H70-H8

9）加速踏板面中心距离踵点高度=184.6mm-0.033*`H30-1`-0.0002*`H30-1` *`H30-1`

10）加速踏板面切线与Z轴夹角=32.77deg -0.0418*`H30-1` *1000deg +0.0003*`H30-1` *`H30-1` *1000000deg

11）SWC的Y坐标=-360

5 创建输入

1）加速踏板面

2）加速踏板臂初始位置

3）加速踏板臂下极限位置

6 踏板布置方法详细过程

1）创建“加速踏板面”的曲面中心，定义为point.1；

2）做过“point 1”的Y平面，定义为plane.1；

3）通过CATIA的截面命令，找到上述plane.1与加速踏板面的交线，定义为Intersect.1；

4）在CATIA草图命令中做过point.1且与Intersect.1相切的线，定义为Line.1；

5）过Line.1的下端点做一条平行于Y轴的线，定义为Line.2；

6）过Line.1的下端点做一条平行于Z轴的线，定义为Line.3；

7）在plane.1上创建过Line.1下端点，且与Line.3的夾角满足3.9）的夹角的直线，定义为Line.4；

8）以Line.2为旋转轴，将整个加速踏板总成、加速踏板面、point.1、plane.1、Intersect.1、Line.1、 Line.2旋转到满足3.9）的夹角要求，定义为Multi Output.6 （Rotate）；

9）创建SgRP点，坐标满足（L31，W20，H70）；

10）创建方向盘中心所在的Y平面，与XZ平面的距离满足3.l）中PW98的要求，定义为plane.4；

11）创建平行于XZ平面的plane.5，与plane.4的距离满足3.1）中PW98的要求；

12）创建平行于XY平面的plane.6，与XY平面的距离满足3.5）中H8的要求；

13）创建脚底线Sketch.1，要求：直线段部分与XY平面的夹角满足3.7）中A47的要求，BOF点与SgRP的X距离满足3.6）中L99-1的要求；

14）将Multi Output.6 （Rotate）中Rotate.23（交线下端点）投影到plane.5，定义为Project.1；

15）将Multi Output.6 （Rotate）整体通过Rotate.23移动到Project.1，定义为Multi Output.8 （Translate）；

16）在plane.5上创建草图Sketch.2，是一条平行于X轴的直线，距离plane.6的距离满足3.9）中的要求；

17）以Multi Output.8 （Translate）中的Translate.21（加速踏板中心）到Sketch.2的前端点移动，定义为Multi Output.9 （Translate）；

18）创建草图Sketch.12，草图的形状、角度与Sketch.1完全相同，且与Multi Output.9 （Translate）中的Translate.57相切；

19）将Multi Output.9 （Translate）和Sketch.12以Sketch.12的下端点到Sketch.1的下端点移动，定义为Multi Output.10 （Translate）

7 模块化封装

将上述的布置过程采用CATIA知识工程中的Power copy Definition 封装，并保存在本地电脑，定义为ACC，见图9。

8 调用

1）打开需要布置的加速踏板数据；

2）提取踏板上型面，命名为“加速踏板面”；

3）提取初始位置踏板臂，命名“上至架-提取”；

4）提取下极限位置踏板臂，命名为“下支架-提取”；

5）见图10

6）点击Tools上的Catalog Browser ，见图11，并在图11对话框中操作如下：

7）点击处，选择电脑上存储的加速踏板模块化数据ACC；

8）鼠标双击两次处；

9）鼠标双击一次处。

10）在图13所示对话框中依次选择XY plane、加速踏板面、上至架-提取、下支架-提取、ZX plane、OK；

注意：选择“加速踏板面”的时候，除了选择加速踏板面本体之外，还要选择加速踏板的上下两个边，系统自动定义为Edge.1和Edge.2；

11）完成上述步骤后，满足要求的加速踏板布置数据直接呈现，见图14；

12）由于该布置数据里的参数是前期预设值，所以待上述步骤完成后，根据设计需求调整参数。由于以上布置数据是参数化数据，所以数据会根据参数的调整而变化。需要调整的参数见图15的“红色框”。

9 结语

虽然整个过程比较复杂，但是通过CATIA知识工程将上述过程模块化封装，且后期可以多次引用。大大缩短了数据布置周期，加快项目进度。同时，在数据布置中，根据需求调整参数，布置数据同步变化。本防范适用于不同项目不同阶段。而且只需选择某几个数据特征即可完成加速踏板布置，降低布置操作难度。

参考文献：

[1]王望予，汽车设计[M]. 第4版. 北京：机械工业出版社，2006.

[2]陈家瑞. 汽车构造[M]. 第2版. 北京： 机械工业出版社，2006.

[3]支希帆. 基于人机工程的风琴式加速踏板布置研究.内燃机与配件.2021.