过山车的数字化建模技术

近几年来，数字化设计技术在机械设计制造业 中开始广泛应用，这大大简化机械产品的实际开发 过程，完善了以软件为平台的计算机辅助设计技 术，改变了制造业的传统观念和生产组织方式。一 些国外先进的游乐设备生产企业也开始采用数字化设计制造技术，这种设计技术使得游乐设备的机 械加工精度、加工效率大为提高，从而推动了游乐 产品多样化、系列化，整机配套的模块化、标准化， 以及造型设计艺术化，使产品更加精致美观。国内 有生产游乐设备能力的三家厂家（北京实宝来游乐 设备制造有限公司、华北矿山冶金机械厂和上海煤 炭机械研究所）也开始研究游乐设备的数字化平 台。总之，企业越来越多地趋向于借助经济灵活的 数字化设计平台来开发多样化、系列化、标准化的 游乐设备。
数字化设计是在CAD/CAM基础上发展起来 的。现在Pro/ENGINEER软件在全世界已被人们广 泛接受。它是基于特征、采取参数化技术、全数据相 关、单一集成数据库、支持并行工程操作的最新实 体参数化设计软件，更完整地集成了各种模块，完 美地为开发者解决了由工业设计至NC加工的全套 解决方案，极大地提高了业界的竞争能力。
Pro/ENGINEER软件的功能丰富，包括三维实 体建模、三维曲面建模、模型的空间转换、显示控制 和观察、零件装配及干涉检验、平面出图、渲染处 理、资料验证、数据交换、档案管理及资料库等功 能。
1.2过山车的虚拟建模
某过山车设计要求为：轨道总长276 m,轨道占 地长度为200 m;运送的小车一列6辆，每辆700 kg,乘客24人；运行最高速度达到85 km/h。主要结 构部件，可以划分为轮桥、车架、连接器、车厢和轨 道等几个主要部件模块。整个建模过程采取自下而 上的方式进行，首先完成各个模块零件的虚拟建
图5 —般连接器的装配模型

图6尾部连接器的装配模型

图7车厢装配模型

图2轮桥的装配模型

图8轨道的装配模型

图3首车车架的装配模型

图4尾车车架的装配模型

模，接着将零件模型组装成各个部件模块，最后 将所有模块进行虚拟装配，完成整个过山车的 虚拟装配模型。图1表示了过山车虚拟建模的层
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