・产品与市场・

收稿日期

：

２００６－１０－１０

作者简介

：田彧（

１９７２－

），女，辽宁人，讲师，硕士。主要

从事

ＣＡＤ

方面的研究。

电梯轿厢结构模块化和参数化设计研究

田

彧

１

，王大军

２

（

１．

北京建筑工程学院机电系

，北京

１０００４４

；

２．

北京外企服务总公司

，北京

１０００２０

）

摘

要

：模块化设计是机械产品设计的必然趋势，参数化

ＣＡＤ

是机械产品

ＣＡＤ

的高效快捷方法。针对

传统机械设计方法设计周期长、产品形式单一的问题

，本文以电梯轿厢结构设计系统为例，提

出了基于模块化和参数化设计的机械产品

ＣＡＤ

方法。

关键词

：

ＣＡＤ

；模块化设计；参数化设计；电梯

中图分类号

：

ＴＰ３１９

文献标识码

：

Ａ

文章编号

：

１００２－６６７３

（

２００６

）

０６－０２９－０２

０引言

随着社会的发展和人民生活的改善

，电梯的使用越

来越普遍

，给人们的工作和生活带来极大便利。目前各

类电梯中使用最为普遍的是曳引式电梯

，这类电梯由曳

引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电

力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统等组成。在

电梯的机械系统中

，电梯生产厂家一般主要设计轿厢、

配重等部件

，而曳引机、缓冲器、门系统中的门机等，

主要根据电梯的速度、载重量、功率等参数选配。

当电梯载重量、井道结构形式、轿厢有效面积和使

用场合等要求不同时

，给标准化电梯的使用带来局限

性。为方便用户的使用

，许多电梯生产厂生产非标电

梯

，非标电梯仍有一定市场。非标电梯的机械结构中轿

厢的结构和尺寸变化较大

，因此电梯结构设计的关键是

轿厢的设计。

针对上述问题

，笔者应用结构模块化与参数化设计方

法

，在三维参数化

ＣＡＤ／ＣＡＭ

软件

Ｐｒｏ／Ｅ

的基础上

，研制出

电梯轿厢结构模块化和参数化设计系统。其特点是

：

①

结

构模块可重复使用

，设计师不必从零开始构思产品草图；

②

能快速建立产品的概念形状

；

③

能在短时间内试验多种

不同的外形构思。对于特定种类的机械产品

，由于其组成

部分通常较为明确且相对稳定

，结构模块的划分比较容

易

，因此适宜采用结构模块化与参数化设计方法。

１模块化设计

作为一种满足用户需求多样化的设计方法

，模块化

设计在许多领域得到广泛应用。模块化是指为了取得最

佳经济效益

，从系统观点出发，研究产品的构成形式，

用分解和组合的方法

，建立模块体系，并运用模块组合

成产品的全过程。模块化过程以目的性、综合性、动态

性和超前性为特点。模块化设计与传统设计有原则的区

别

：模块化设计不是面向某一个产品，而是面向整个产

品系统

；模块化设计是一种标准化设计，组合化设计。

在模块化设计中

，产品的设计过程就被归结为模块的拼

装过程

，即：新产品

＝

通用模块

＋

专用模块。模块化是一

种能适应新产业革命和信息社会特点

，面向未来的、极

有生命力的新标准化形式

，新设计方法，新思维方法。

１．１

模块的分解

产品的分解方法有三种

：

①

根据功能分解。视产品

某种功能的实现为一个结构模块

，一个实体通常可以实

现若干种功能

，一种功能往往又可通过多种实体实现；

②

根据产品的拆卸、安装要求分解

；

③

根据产品的设计

要求分解

，如要求产品的某一子系统为一个整体。在分

解产品时

，常结合使用上述三种方法。分解得到的零部

件应具有以下特点

：一是功能完整性；二是功能单一

性

；三是可替换性，即功能的外形载体多样性；四是可

用三维图形抽象描述

；五是包含产品的关键外形尺寸，

并可参数化。

根据以上原则

，将电梯轿厢分解为九个模块，如图

１

所示。

１．２

模块的集成

在机械模块划分及独

立设计完成后

，要进行模

块的有机组合 —模块集

成

，这种集成必须遵守以

下规则

：

①

每个模块的选

择必须满足设计要求

；

②

模块组合必须满足各模块

间的配合要求。

模块集成是指通过选

机电产品开发与创新

Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ

Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．６

Ｎｏｖ．，２００６

第

１９卷第６期

２００６年１１月

２９