SolidWorks在地鐵屏蔽門機構(gòu)運動pdf缺內(nèi)容模擬動畫制作中的應(yīng)用

譚鐵仁 魏廣宏 關(guān)振宇 邢國新 張君鵬

（北京市地鐵運營有限公司，100043，北京∥第一作者，高級工程師）

屏蔽門鎖緊機構(gòu)、門機傳動機構(gòu)、地檻、導(dǎo)靴、行程開關(guān)等的工作狀況影響滑動門的正常開關(guān)，為保證屏蔽門的正常運行，需對地鐵機電員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。利用紙質(zhì)技術(shù)資料和音像資料講解屏蔽門機械、電氣、控制系統(tǒng)的工作原理，是提高機電工人技術(shù)水平的重要方法。運用SolidWorks軟件建立屏蔽門機械構(gòu)件的模型，以模型為基礎(chǔ)，使用SolidWorks的Animator插件生成機械部件的拆卸與組裝動畫，使用COSMOSMotion 插件模擬機構(gòu)運動，這有助于機電員工理解屏蔽門機構(gòu)運動的工作原理，使其能迅速查找故障點，排除故障，保障地鐵安全運營。本文介紹SolidWorks軟件在地鐵屏蔽門機構(gòu)運動模擬動畫制作中的應(yīng)用。

1 地鐵屏蔽門機械零部件的建模

SolidWorks是一種功能強大的CAD（計算機輔助設(shè)計）軟件，能完成產(chǎn)品三維造型、上色、賦予材質(zhì)、三維動畫、工程制圖、工程分析等功能，為工業(yè)設(shè)計提供了先進(jìn)的軟件平臺。

1.1 利用屏蔽門廠家的技術(shù)資料生成模型

屏蔽門廠家提供紙質(zhì)和電子文檔（“.dwg”格式的二維圖紙、“.dwg”格式三維文件、“.pdf”格式圖紙文件、“.doc”格式文件等）的技術(shù)資料。這些技術(shù)資料可方便地生成SolidWorks軟件專用的“＊.sldprt”格式或“.SLDASM”格式的模型文件。

1.1.1 用“.dwg”格式的二維文件生成模型

“.dwg”格式的二維圖紙可以生成“.dwg”格式的三維模型。“.dwg”格式的模型文件可以在SolidWorks軟件中打開并修改。以屏蔽門機箱導(dǎo)軌的鋁合金型材為例說明生成模型的方法。

打開“.dwg”格式文件，選取前蓋板圖元復(fù)制、粘貼在新建文件中，文件名為“daogui”，保存在D盤根目錄下。使用修改工具條的分解鍵，分解圖元，使用繪圖工具條的“面域”按鍵，處理后使用繪圖菜單的實體拉伸級聯(lián)菜單，將導(dǎo)軌斷面圖元拉伸200 mm 并保存。如圖1所示。

圖1 拉伸處理后的導(dǎo)軌

打開SolidWorks軟件，點擊 “標(biāo)準(zhǔn)”工具條的“打開”按鍵，出現(xiàn)“打開”窗口，文件類型選“DWG（＊.dwg）”，選擇預(yù)覽選項，找到 C 盤根目錄下的daogui.dwg文件并選中，“打開”窗口的預(yù)覽窗口將出現(xiàn)之前保存的AUTO CAD 界面中的導(dǎo)軌實體輪廓。點擊“打開”按鍵，出現(xiàn)“DXF／DWG 輸入”窗口，選擇“輸入到新零件”選項。點擊“下一步”，出現(xiàn)“DXF／DWG 輸入—工程圖圖層映射”窗口。點擊“下一步”，出現(xiàn)“DXF／DWG 輸入—文件設(shè)定”窗口，“輸入數(shù)據(jù)的單位”選擇為“毫米”，選中“輸入此圖紙”選項，選中“為3D 曲線／模型（C）”選項，點擊“完成”按鍵，SolidWorks軟件的視窗中出現(xiàn)導(dǎo)軌視圖，選擇“文件屬性”的“材料編輯”為6061合金，保存為SolidWorks軟件“＊.sldprt”格式的文件。如圖2所示。

1.1.2 用“.dwg”格式三維文件生成模型

“.dwg”格式三維文件可轉(zhuǎn)化為SolidWorks的“＊.sldprt”或“.SLDASM”格式的文件。屏蔽門零部件的三維文件分為零件與裝配體兩種，在AUTO CAD 軟件繪制的單個實體的文件為零件，多個零件經(jīng)粘貼、復(fù)制、移動等操作，生成裝配體。

屏蔽門零件的“.dwg”格式三維文件為單個或?qū)嶓w，可轉(zhuǎn)換為“＊.sldprt”格式。方法是：在SolidWorks中打開文件，文件類型選“.dwg”格式，選擇屏蔽門零件的“.dwg”格式三維文件。

裝配體由多個實體組成。裝配體的“.dwg”格式三維文件轉(zhuǎn)換為 “.SLDASM”格式文件的方法是：

圖2 SolidWorks軟件中打開的導(dǎo)軌

在MDT繪圖軟件中打開文件名為“pig.dwg”的圖 紙，點擊“文件”→“輸出”菜單的STEP（S），“輸出”對話框的保存類型選擇“STEP Files（＊.stp，＊.step）”，點擊“保存”按鈕，文件保存在指定的位置，文件名為“pig.stp”，見圖3；

圖3 MDT的文件菜單輸出STEP格式的文件

在SolidWorks軟件中點擊“文件”→ “打開”，“文件類型”選擇“STEP AP203／214（＊.step，＊.stp）”，找到“pig.stp”，點擊打開，門機模型出現(xiàn)在SolidWorks軟件的繪圖窗口中（見圖4），點擊 “文件”→“保存”，文件名為“pig.sldasm”，建立一個文件夾，文件名為pig，將該門機所有零件、部件全部存放在該文件夾。

1.1.3 用紙質(zhì)圖紙文件生成模型

使用SolidWorks軟件，根據(jù)廠家提供的紙質(zhì)圖紙建立零部件模型，直接生成“＊.sldprt”或“.SLDASM”格式的文件。

1.1.4 用“.pdf”格式圖紙文件生成模型

“.pdf”格式圖紙先轉(zhuǎn)換為“.dwg”的二維圖紙，再將這些“.dwg”的二維圖紙生成為“＊.sldprt”或該軟件可使用多軌的影像與聲音的合成、剪輯方法制作出多種格式的動態(tài)影像，可插入圖片、視頻、字幕等素材編輯界面。如圖17所示。

圖17 Premiere軟件的編輯界面

3.2 視頻的轉(zhuǎn)換類型

因視頻壓縮率非常高，故RMVB 可在保證畫質(zhì)的前提下得到更小的容量。這種格式在網(wǎng)絡(luò)上十分流行。MP4格式是索尼、蘋果等公司出品的手持移動設(shè)備（如PSP、iPod、iPhone等）及大多數(shù)主流手機的視頻格式。將RMVB 轉(zhuǎn) MP4，可在手機、PSP、iPod、iPhone等移動設(shè)備上觀看網(wǎng)絡(luò)上下載的視頻資源。

目前的手機已經(jīng)能夠播放多種格式的視頻，如MP4，3GP，WMV，AVI等，其中MP4格式是目前手機支持的最常見的格式。手機的 MPEG－4 SP規(guī)格的視頻，是目前兼容性最好的，按照這種規(guī)格制作的視頻，可以基本兼容大多數(shù)手機。

4 結(jié)語

基于測繪或屏蔽門制造廠的圖紙資料生成SolidWorks 零部件模型，使用動畫插件或COSMOSMotion制作表現(xiàn)屏蔽門機械工作原理的動畫和反應(yīng)屏蔽門機械結(jié)構(gòu)安裝、拆卸步驟的影片資料，可加深地鐵員工對于屏蔽門工作原理和維修、保養(yǎng)工作要點的掌握。將這些視頻資料存儲于手機中，可隨時瀏覽、觀看，對于快速處理故障有重要意義。

［1］江洪，陸利鋒，魏崢，等.SolidWorks動畫演示與運動分析實例解析［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

［2］張晉西，郭學(xué)琴.SolidWorks及COSMOSMotion機械仿真設(shè)計［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.

［3］譚鐵仁，賈生.草坪打孔機設(shè)計［J］.農(nóng)業(yè)機械，2009（7）：33.