谭峥嵘
广州广日电梯工业有限公司 511447
摘要：电梯是现代化建筑中极为普遍的基础设施，属于服务类建设环节，具有较高的应用价值。随着社会经济的发展以及人们生活水平的提高，电梯的设计需求水平不断上升，在其安装前的设计环节日趋关键。目前，科技的进步催生了以三维技术为依托的电梯设计方法，本文主要针对电梯设计中三维参数化进行分析，从其优势与应用要点入手展开论述，希望与广大专家、学者共同分享、探讨。
关键词：电梯设计；三维参数化；应用分析
建筑物中的电梯属于机电产品的一种，以建筑本身结构与用户需求为核心进行设计、制造与安装。电梯就是一种订制化需求高的产品，受到国家和地方性法规的约束、用户需求和建筑结构等因素影响，因此用户对电梯产品提出各种各样的订制化需求。当前应对这类订制化需求的电梯设计对人工设计依赖过高，设计效率低下，设计的准确率得不到有效提升，设计错误频出，导致电梯的制造和安装不能顺利的进行。
由于电梯的结构相对庞大与复杂，为了提高电梯制造和安装的综合效益，在制造和安装前必须首先对其进行全面、严密的设计，只有保证每个安装零件、环节的准确性与效率，才能为电梯的使用性与安全性提供坚实保障[1-2]。在电梯设计的技术中，以三维参数化方法为热门研究点。笔者通过查阅资料，结核自身实践经验，对电梯设计中的三维参数化设计方法进行了简述，并就其优势展开分析，同时着重探讨了三维参数化方法在电梯设计中的应用要点，以期为电梯设计的可持续发展提供参考依据。
1.三维参数化方法及其优势
二维设计图纸是当前电梯设计领域的主流，也是传统设计元素，主要依靠人工测量、绘制与评估，独立性较强；但统一系统下各部分设计图纸之间无关联，一旦电梯中的某环节、某零件设计元素出现变动，则其连带的配套零部件的设计也需要相应改变甚至重新绘制，不仅给设计工作带来极大的麻烦，也将最终造成电梯制造和安装的综合效益下降的后果。然而，随着设计科技的不断创新与进步，三维参数化方法以各类设计软件为依托，实现了设计系统的智能化，通过对设计整体的定义与自动化关联达到设计效率综合提升的目的。
三维参数化方法以管理“参考”关系的理念为指导，通过详细分析电梯工程整体中各零部件、环节的设计要素及其相互关系完成最佳路径的计算[3]。三维参数化方法又名三维尺寸驱动，其主要表现形式为使用各种固定以及可变参数及其组合，通过设计人员预先设定好相关的设计规则，包括设计要求、设计原则以及设计结果等在内的自变量的情况下，完成自动化更改任务，生成符合设计规则的电梯三维模型，使得整个电梯产品处于合理范围或最佳水平。三维参数化方法的运行目的为建立符合设计规则的模型，该模型以建筑结构尺寸和客户需求尺寸的参数为输入条件，设计人员根据电梯的设计规则建立电梯三维模型及其中各项约束条件，包括电梯几何约束以及建筑结构约束。其中，电梯几何约束又可分为电梯零部件的结构约束、尺寸约束；电梯设计中三维参数化模型的结构约束指以建立起电梯各零部件之间相互协调、相互符合、相互配合的的数值逻辑系统。尺寸约束即以电梯结构为依据的参数规范，包括各具体结构要素之间的距离尺寸、不同方位的角度尺寸以及半径尺寸等内容，以及其内部的数值逻辑关系。建筑结构约束即是电梯与具体建筑实际相符合的几何元素所要求的参数规范，主要为拓扑约束关系。一般来说，三维参数化设计以建筑结构尺寸和客户需求尺寸的参数值，作为输入参数，，属于不可变参数；电梯几何约束以及建筑结构约束的相关参数，属于可变参数。三维参数化设计实质即在于在维护不可变参数的基础上进行可变参数的改变与调节，从而获得较为满意的电梯设计模型。
从优势上看，三维参数化方法提高了电梯设计模型的直观性水平，为设计人员观察以及评估电梯提供了更为真实的平台，同时也为进一步设计优化奠定具体基础。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，三维参数化通过数值的输入与协调电梯模型，建立起了从“整体”到“部分”都具有高相似度的系统，设计人员可从实际的电梯各类需求出发考虑所有可变参数的优化情况，根据具体要求实现高效变动，从而推动电梯的完善发展。从具体方面来说，三维参数化为电梯设计提供了更为方便的修改平台，对于同类零件的相似参数、同一部件不同零件的差异性与协调要求等均可实现最佳设计建议，为设计人员的有效工作提供便利。另外，电梯设计中三维参数化方法实现了不同零部件设计的关联化，当某环节需要进行设计优化变动时，其他相应环节的相关参数将随之自动优化，使得电梯设计整体处于最优状态，节约了电梯设计的总体时间，同时也为电梯制造和安装奠定了稳固基础。
2.电梯设计中三维参数化方法的应用要点分析
2.1 虚拟装配的应用
虚拟装配是三维参数化方法中的主体技术，属于虚拟技术领域的重要成就[4]。电梯设计中的虚拟装配技术可实现电梯设计中各环节、各零部件的装配适度性评估，在评估基础上为进一步的设计优化提供真实、可靠的依据，以确保电梯设计的有效性和准确性。首先，在电梯设计中虚拟装配技术的条件下，电梯的具体零部件得到详细分析与设计，可对零部件与整体结构的适应性进行设计与评价，有助于解决各种细节冲突、预计事故等问题，为电梯设计奠定技术基础，缩短了电梯产品的设计周期，为其综合效益提供了发展平台。另外，电梯作为建筑物的日常服务机电设备，其设计与生产须遵循国家固定标准，包括电梯总体大型参数以及其零部件的具体参数等均具备较高精度的规范要求；三维参数化方法的虚拟装配技术恰好能在相关设计规范内为零部件的形态、结构、具体参数数值提供最优方案，使其充分符合电梯设计要求。一般来说，一个完整的电梯设计项目包含了相对庞大的零部件体系，虚拟装配可为具体实践装配提供形象化演练，为具体装配提供科学依据与基础，降低电梯实际制造和安装的出错率，提高电梯设计的总体效率。
2.2 零件三维参数化
在电梯设计中，零件设计是其产品的构成内容，零件的三维设计包括了各类零件的数据测量、建模以及装配、检查、运行模拟等。三维零件的参数化设计可实现零件结构模拟以及二维工程图的有效转换，与此同时，该技术可以现有工程图对电梯模型进行参数标注，为设计优化以及实践提供详细依据。在零件三维参数化技术的应用软件中，以SolidWorks为主流软件，其可在设计人员提供零件外形轮廓的情况下对其进行模拟，并在参数的输入基础上实现模型的几何定制，从而形成直观性极强的电梯零件产品模拟。SolidWorks在建模过程中具有较高的人性化水平，在尺寸变量的即使输入条件中即可实现产品模型的更新。
2.3 三维参数化方法的软件应用
从目前电梯设计的三维参数化技术来看，其模型的设计以CAD软件为主，具体又可包括Pro/Engineer、NX以及CATIA、SolidWorks等。其中，Pro/Engineer是集CAD、CAM以及CAE为一体的三维软件，主要特色即参数化，在产品设计行业中应用极广。NX是数字化产品开发系统的一种，囊括了产品设计、制造以及仿真的整体流程，有助于在较大程度上缩短产品研发周期。SolidWorks具有相对全面的参数化设计功能，容易操作，属于产品设计领域的领头羊。在电梯设计中，应用三维参数化软件技术应针对公司具体情况进行选择，但只有充分遵循市场以及科技领域的趋势，才能真正在产品生命周期以及质量安全上获胜。
结束语
综上所述，电梯是人们日常生活中依赖程度较高的建筑附属品，随着建筑技术的发展以及市场需求的不断优化，电梯产品设计面临着日新月异的挑战与机遇。而在电梯设计中充分把握三维参数化方法进行产品优化，快速响应市场需求，是现阶段电梯行业的研发热点，只有不断研发、实践，才能真正在变化的市场中常胜。
参考文献
[1]殷勤，张书，潘斌.电梯零部件参数化设计系统的开发[J].机电工程技术，2014(07)：61-88.
[2]赵炜，沈宗，吴超.3D参数化方法在电梯设计中的应用研究[J].装备制造技术，2013(03)：233-236.
[3]刘恒.电梯自动控制系统的分析及其设计[J].电子技术与软件工程，2015(01)：166.
[4]高政，赵建勇.一种节能高效的电梯仿真系统的设计与实现[J].数字技术与应用，2015(02)：180-183.
论文作者:谭峥嵘
论文发表刊物:《探索科学》2016年5期
论文发表时间:2016/9/5
标签：电梯论文; 参数论文; 方法论文; 零件论文; 零部件论文; 模型论文; 技术论文; 《探索科学》2016年5期论文;