基于CATIA创建优于UG的驾驶员手伸及界面

刘 成

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 071000）

基于CATIA创建优于UG的驾驶员手伸及界面

刘 成

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北 保定 071000）

文章主要阐述了利用UG创建手伸及界面的不足及如何运用CATIA创建符合SAE J 287标准且优于UG的驾驶员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

在汽车总布置校核过程中，驾驶员手伸及校核至关重要。从实际操作出发，在布置驾驶舱内控制按键、旋钮、操作杆时，都需考虑驾驶员能否触及并且方便快捷的操作，以便减少驾驶员操作失误，进而减少交通事故的发生。手伸及界面校核模板就是用来方便快捷的校核机舱操控件布置是否合理的实用工具。

1、本文探究对象

根据安全带约束形式、G值大小、男女驾驶员比例不同，SAE J 287共列出了42张手伸及相关表格，利用这些表格及G值大小就能创建出手伸及界面。本文主要探究安全带约束为2a型、男女驾驶员比例为50/50时手伸及界面的具体生成方法。接下来详细描述UG手伸及界面的不足以及如何用CATIA创建更好的手伸及模板。

2、UG总布置工具包手伸及界面的不足

目前，手伸及界面一般由UG中的总布置工具包来生成，这种方法虽然可以快捷的创建手伸及界面，但是生成的界面导入CATIA无参数，当车型R点、踵点、方向盘中心点变化时，需要重新生成手伸及界面，实用性较差。同时，将SAE J 287手操作空间表格坐标点与UG生成的手伸及界面对比发现两者存在差异，在某些参数下UG手伸及界面并不符合标准要求。

下面举例说明，输入相应硬点，使G=-0.14时，对比界面如下：

图1 -0.24＜G＜0.24 手伸及界面对比

图1中点线为利用CATIA通过SAE J 287手伸及表格所作，曲面为UG生成的手伸及界面。通过多处对比，发现G为（-1.24，-0.75）、（-0.74，-0.25）范围之外时，UG所作手伸及界面与标准要求不一致，大多数点存在偏差。

综上所述，利用UG虽能快速做出手伸及界面，但生成的界面导入CATIA无参数，且图形与SAE J 287要求存在偏差。

3、CATIA创建优于UG的驾驶员手伸及界面校核模板

为了解决以上UG手伸及存在的问题，这里介绍一种利用CATIA：知识工程、自带点线生成工具GSD_PointSplineLof tFromExcel.xls，并且参考借鉴UG所做的手伸及界面，做出更加准确的手伸及界面校核模板。

模板开发需要两个步骤：一是按照SAE J 287中列出的手操作空间表格绘制手伸及界面；二是引入H30 L53 L17这些参数，将模板参数化。

3.1 利用GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls工具生成点线

GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls是CATIA自带的快速导入点并生成曲线及曲面的工具，下面以-0.74＜G＜-0.25数据为例进行说明：

图2 -0.74＜G＜-0.25手伸及数据

图2中第一行为点的Y坐标，且C/OL外侧坐标值需取负值；第一列为点的Z坐标；中间数据为点的X坐标，且数值需取负值。以左上角第一个点为例，坐标应为（-394,-400, 800）。将图2数据按图3形式输入GSD_PointSplineLof tFromExcel.xls中：

图3 GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls点线导入

将数据完整录入GSD_PointSplineLoftFromExcel.xls之后，打开CATIA并新建Part，回到GSD_PointSplineLof tFromExcel.xls界面，点击“运行宏”命令，按照图3所示操作，表格中点将被导入CATIA并生成曲线，如图4。

图4 CATIA自动生成点线

3.2 结合UG手伸及界面优化并在CATIA生成

图4得到点线之后，需生成曲面。曲面生成方法多种多样，这里介绍两种方法，并与UG生成的界面对比，选择效果好的方法生成曲面：

图5 曲面对比

图5中虚线左侧曲面为CATIA运用“多截面曲面”命令、UG生成的手伸及界面叠加的结果；虚线右侧曲面为CATIA运用“桥接曲面”命令、UG生成的手伸及界面叠加的结果。对比发现，通过CATIA“多截面曲面”命令生成的曲面与UG曲面更为接近，界面叠加成奶牛状，说明通过“多截面曲面”命令生成的曲面更加合理。

如图6所示，图形为通过“多截面曲面”创建好的完整手伸及界面：

图6 完整手伸及界面

3.3 参数化建模

将各取值范围内的G值对应的手伸及界面全部完成后，需添加H30 H17 L53参数，实现参数化驱动，参数化建模的关键是不同G值时界面的选择及界面参考坐标系的创建。

图7 不同G值的手伸及界面

本实例通过参数化实现手伸及界面和参考坐标系的选择，之后通过点对点平移命令将选择好的曲面相对参考坐标系进行平移，平移后的曲面即为三指界面，再将三指界面沿X轴平移±50mm，得到全手界面和伸指界面，最终得到所需的所有手伸及界面。规则代码如下：

如图7得到最终手伸及界面，再将平移前的各个曲面隐藏，最后创建超级副本即可完成最终模板的创建。

4、结束语

本文中手伸及界面模板的开发，目的是完善UG手伸及界面工具的不足。利用CATIA的知识工程、GSD_PointSplineL oftFromExcel.xls、超级副本等命令，结合UG现有的手伸及界面，更加准确的创建了符合SAE J 287的手伸及界面。其中涉及到的这些命令都具有代表性，如GSD_PointSplineL oftFromExcel.xls能够快速的将多个坐标点导入CATIA并自动生成所需的曲线；超级副本可实现从文档实例化。希望读者在学习手伸及界面开发的同时，深入了解所用到的命令，便于后续开发更多关于汽车总布置方面的校核模板。

参考文档

[1] SAE J 287-2007 驾驶员手控制区域.

[2] 周一鸣,毛恩荣.车辆人机工程学.北京:北京理工大学出版社.1999.12.

[3] 胡挺,吴立军.CATIA二次开发技术基础.北京:电子工业出版社.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

刘成，学士，就职于长城汽车股份有限公司技术中心。