车身平台化（共6篇）
车身平台化 篇1
前言
车身产品设计过程是一项复杂的活动。由于各部分零件之间有较强的配合关系,对某一零件的修改往往会影响到许多相关零件的修改;汽车造型设计的过程是一个不断修改不断完善的过程,第一版CAS到最后的A面会有几次变更的过程,造型与最初的构思也会有不一样的地方,甚至大相径庭,这是一种很正常的现象;CAE分析结果和工艺反馈也使得结构设计需要修改。传统的设计过程是先利用三维软件设计好零件,再应用软件的装配功能进行装配,得到设计的产品或部件总成。这限制了设计的可更改性,需要车身结构反复的修改,不断的修改设计将造成零件设计的改动工作量非常巨大,不利于提高设计效率和设计质量。自顶向下的参数化设计方式只需要替换造型面、总布置图、安装硬点等重要数据和修改相关参数,就可以自动或通过少量修改迅速的完成底层零件结构的修改更新,甚至只需要替换数据库内结构类似的数据的输入参数完成零件建模,实现了产品的快速设计、快速更改和并行设计。
1、自顶向下的设计方式
自顶向下的设计过程,设计是从产品整体的要求出发,在设计的初期就考虑总成中零件的分块关系和零件与零件之间的约束关系,在完成产品的整体概念设计之后,再实现单个零件的详细设计。自顶向下的设计已是公认的符合人们思维习惯的设计方式,也是当今CAD软件设计发展的潮流。
汽车整体按其结构和功能可以分解为若干个子系统,每一个子系统完成一定的功能,子系统和零部件之间的关系是一种树形关系,零件是功能和结构的最基本单元。首先由上游的设计目标转化为造型、总布置图等相关设计要求,这些设计要求通过断面转化到车身设计中,再通过关联传递到零件中,转化为零件的设计需求,为零件设计提供自顶向下的控制。由上级总成对下级零件提出设计要求,下级零件的设计中将上级总成的要求看成是设计输入,建立关联驱动和参数驱动的产品模型,当上级总成对下级零件的要求改变时,下级零件能够根据新的关联和参数自动或通过少量修改迅速的完成更新修改。
根据上面的分析,要通过CATIA的参数化技术对各个零件进行详细设计,首先是为各个子系统建立一个断面Part,并给断面Part和相关零件Part建立一个Product,方便零件Part关联断面Part内的Publication数据。接下来是对各零件进行具体设计,同时还必须协调各零件之间的约束关系,这样设计出来的零部件才能更好地实现自顶向下更新的设计功能,才能为后续改进设计提供保证。
从功能分解的角度看,自顶向下的设计方法是将汽车车身的设计要求,由上至下,逐层分解到零部件的性能,形成零部件的设计需求。从结构分解的角度看,自顶向下的设计方法是一个自上而下、逐步求精的迭代过程,是一个设计约束不断分解、传播与满足的过程。
现代的汽车车身设计要求尽可能的加快产品的设计进度,往往采用并行设计的方法。采用了自顶向下的设计方法后,零部件的设计可以看成是一个模块化的、函数化设计。由于总成中零件的概念设计、分块等主要参数都在断面Part中定义,而详细设计在零件Part构建,通过修改断面Part中的输入条件和参数,零件Part会自动或通过少量修改迅速的完成更新,使得零件Part详细设计可以在概念设计完成之前开始实施,甚至可以借用数据库中的已有数据,使产品设计可以并行开展。
自顶向下是一个设计思想,自顶而下、由整体到局部,一种能够实现后期细化调整以及并行开发的方法。参数的传递则是可以实现这种思想的一种手段,而CATIA的参数化设计方法实现了这个需求。
2、CATIA参数化设计
CATIA软件提供了一个参数化产品设计的平台,把概念设计与详细设计的变化自始至终的贯穿到整个产品设计过程中,可使工程师实现整个设计过程遵循自顶向下的设计方式。
参数化设计不同于传统的设计,它储存了设计的整个过程,能设计出一组而非单一的在形状和功能上具有相似性的产品模型[1]。
2.1 软件的设置
2.1.1 在结构数中显示参数值及公式,如图1所示。
2.1.2 在结构数中显示约束、参数、关联,如图2 所示。
2.1.3 在Product中,带参数进行外部引用,因参数更改较多,建议手动更新。如图3所示。
2.1.4 新建所需要的参数
点击f(x)图标,进入Formula对话框,新建所需要的参数,如图4所示。
2.2 参数化建模的零件树的介绍
如图5所示:
[Final_PartBody]用来存放实体结果;
[Fillets_Model]用来存放片体结果:
[Input_Data]存放和初步处理输入数据,输入数据以Name(Date)的形式整理存放,方便后期替换修改;
[Thickness_Direction]用来存放冲压方向数据;
[Layout]:Typical Section和Layout存放空间;
[Referance_Data]:储存设计时参考数据的空间,只做参考不能利用Referance Data生成新的Element;
[Main_Modeling]:是建模的空间。
[Fillets]:利用完成的Final Edge Model做Fillet Operation的空间;
[H/W]:保存H/W (Weld Nut,Bolt)的空间;
[DWG]:做出2D Drawing作业需要的Section或Element并保存的空间;
[Temp]:建模过程中发生的Temporary Data空间被删除也不能对Final Body有影响。
2.3 实现参数传递的方法
CATIA参数化设计的建模分断面Part和零件Part两部分。断面Part里主要是对造型输入和总布置输入进行处理,将各分总成的造型面、造型线和总布置信息链接到断面,进行布置设计。在这里,输入是造型和总布置图等,输出是断面。零件Part里是详细完整的结构特征设计,比如设计车身A柱内板结构,这是车身设计的最底层,前面的断面Part是输入,输出的是具体零件。
2.3.1 Part内部参数的传递
CATIA具有完善的参数功能,在Part内部可以对sketch中的元素进行几何相关性约束,如直线的长度,直线与圆弧相切等关系。这些关系表达了设计人员的设计思路,并且在此后的设计中可以对它进行修改,对于关键的尺寸还可以做参数关联(如图6所示),关联到绘图过程,通过草图控制建模过程,从而达到最直接的参数驱动建模的目的。
车身一般需要建立55-80个参数化的sketch断面(如图7、8所示),可以通过替换造型面,达到更新断面的目的,通过修改断面sketch中的相关参数,达到快速的调整断面结构的目的,避免了重复的断面绘制。
为了修改方便,一些重要的或者需要后期调整的过程尺寸也可以通过参数关联的形式控制。如图9所示,料厚信息在参数中体现。
参数关联是参数化建模的一个重要手段,它可用来定义和控制模型中的大部分尺寸,对于汽车零件系列化设计有着重要的意义。
2.3.2 Part与Part之间的参数传递
将一个Part内的数据拷贝到另一个Part时候,使用Publication和Paste with link功能建立Part与Part间的数据关联,当父Part改变时,子Part中的引用元素随之变化,而与引用元素相关的子元素(如:偏移、延长等)也随之变化,实现Part与Part之间的参数传递。
2.3.3 Replace功能
当造型面、总布置图、安装硬点等输入发生变化时候,可以使用Replace功能替换以前的数据,快速的更改零件,实现输入改变时快速更新断面Part目的。同时也可以通过Replace功能替换Part内的结构,比如发动机舱内板加强筋的结构做了两个方案,可以使用Replace功能快速的在发动机舱内板中替换两个方案。
3、自顶向下的建模方法在车身设计中的应用
在某一平台轿车的设计中,需要获得更大的后排腿部空间,腿部空间的改变会带来R点的向后移动、下车身尺寸增长,和上车身造型的改变,利用CATIA的参数化设计可以通过输入替换和参数修改来实现车身的迅速调整。
3.1 下车身的更改
下车身布置断面可分为机舱、前地板和中后地板三部分,此次更改的方案是中地板后移,因此只需修改中后地板部分的布置断面,如图10所示。
此草图是中地板部分的布置断面,输入参数是总布置图和底盘安装硬点,可以看出中地板凸起位置对腿部空间后移起决定性作用,而凸起位置点是与R点关联的,因此只需使用Replace命令把总布置图替换,中地板和周边搭接件的断面就会相应的向后移动。相同的,更新安装硬点,车身断面会相应的更新。而零件Part是通过Publication和Paste with link命令关联到布置断面的,断面的改变将会带动零件Part的更新,这样通过参数的传递,可以在几个小时甚至几分钟内完成此方案下车身部分的修改。
3.2 上车身的更改
上车身部分,造型发生了变化,导致上车身的断面发生变化,仅以顶盖后风挡处为例,如图11所示。
此断面的输入是后风挡、顶盖造型面和分缝。顶盖的第一道翻边是与顶盖造型面、顶盖分缝关联的,风挡涂胶面是与玻璃面关联的。只需使用Replace命令把输入数据替换,断面会自动地更新。造型面的改变和断面的更新会传递到零件Part,实现零件Part的更新。
3.3 Part详细结构的调整和更改
对于零件细节的改变,可以通过Part内部的参数修改,如图12所示。
此件是内饰顶棚安装支架,筋的宽度、深度可以通过草图进行可视化的调整,这样零件的细节特征可以很方便地随时修改。孔的位置和孔径尺寸是内饰提供的输入,将孔两侧筋的位置、零件上下切边与孔心位置和孔径尺寸关联,当内饰安装点改变时,孔两侧筋的位置、零件上下切边也随之改变,实现了细节特征的自动修改,这样的好处是在设计的初期就可以对零件的细节进行设计,后期可以自动更改或者通过简单的操作手动更改,实现了同步工程。如果零件结构与数据库中已有零件的结构相似,可以借用数据库内结构类似的数据,通过替换输入和小量的修改实现零件的快速建模。
4、结论
利用CATIA的参数化功能可以方便地建立自顶向下的产品模型。通过父代替换和参数修改功能,节省了工程师大量地反复修改和反复建模的时间,消除了传统设计中的一些反复劳动,使工程师有更多的时间完善数据;通过对零件库内已有零件的借用,实现了快速设计,提高了设计效率;由于可以父代替换和参数化修改,更早地进行细节设计变成了可能,从而实现并行工程,缩短了设计周期,使人力、物力和时间大为节约。
参考文献
[1]吴永明,冯培恩1一个支持top-down设计的产品建模系统[J]1计算机辅助设计与图形学学报,1999,11(1):49-521.
车身平台化 篇2
合作协议书
甲方： 乙方：
为满足甲方信息化需求，甲乙双方本着平等互利、优势互补、共同发展的原则，经友好协商，达成如下整体合作协议并共同遵守：
一、合作内容
1、乙方为甲方建设一套“社区网格化管理平台”，并收取一次性开发费为 ￥ 元（大写：元整），甲方应在验收通过后的15天内支付。
2、该套“社区网格化管理平台”基本功能如下：
①定位管理：可以对人员进行定位，查找人员位置；设置定位任务，对人员进行自动定位；基于历史定位数据，回放人员行动轨迹；查看当前人员分布区域。
②实时对讲：可以实现一对一、一对多、多对多的对讲功能。③考勤管理：通过手机上报考勤签到记录，后台实现制定人员排班表，结合考勤签到记录生成考勤报表。也可以直接通过后台记录位置和时间信息来进行考核。
二、双方责任及义务
1、乙方承担“社区网格化管理平台” 后端软件（电脑）的开发，并负责协议期内维护，不承担服务器等其他硬件投资。
2、乙方建设的“社区网格化管理平台”，甲方不得提供给第三方使用。
3、甲方确保“社区网格化管理平台”中的数据不得用于商业用途，不得不经甲方同意提供给第三方，不得随意修改系统后台数据。
4、乙方承诺向甲方提供的“社区网格化管理平台”必须符合功能和软件相关标准，不符合相关要求的，必须在3个工作日内完成整改。
5、在“社区网格化管理平台”部署完成后，乙方必须根据甲方要求进行培训，共同对项目进行验收，并移交相关建设和使用文档。
6、甲方在机房搬迁时，必须提前三个工作日告知乙方，乙方必须配合甲方搬迁工作，否则乙方不承担由此带来的业务中断等后果。
7、协议期内，乙方免费对“社区网格化管理平台”进行原有功能范围内的升级优化，升级优化前必须通知甲方，在甲方同意后再进升级优化，并做好培训工作。
8、乙方指定专人作为7*24小时售后服务联系人：
9、甲、乙双方应做好保密工作，未经对方许可不得对外公布合作内容。
三、违约责任
1、若因乙方产品质量问题，导致甲方无法正常使用且在规定时间内无法解决时，甲方有权要求乙方退还违约期间的费用，承担相应违约责任，并赔偿其相应的损失。
2、若甲方不按协议约定支付费用时，乙方有权暂停服务、收回已投入的软硬件，并要求甲方赔偿软硬件投资成本。
四、不可抗力条款
由于不可抗力事件，致使一方遭受经济损失或致使本协议不能履行或不能完全履行时，一方对另一方的损失不承担责任。遇有不可抗力事件的一方，应立即将事件情况书面及时通知对方，并应于1个月内提供事件详情及协议不能履行或不能完全履行、或需要延期履行的理由的有效证明文件。按照事件对协议的履行的影响程度，由双方协商决定是否继续履行本协议或终止协议。
五、争议解决
如果就本协议的效力、解释或履行发生任何争议，应通过友好协商解决，协商不成的任何一方均可申请仲裁或向有管辖权的人民法院提请诉讼解决。
六、协议的生效及其它
1、协议的生效：本协议有效期为 3 年，自双方签章之日起至 年 月 日为止，协议到期后双方无异议则协议自动顺延。协议未尽事宜，由双方协商或另行签订协议，但不影响本协议的生效。
2、协议双方中任何一方欲变更、解除协议必须提前一个月采用书面形式通知，口头通知无效。另一方在收到通知即日起一个月内答复协商，若不协商视为协议自动解除。由于协议终止带来的任何纠纷由双方协商解决。
3、本协议正本一式肆份，甲、乙双方各执贰份，具有同等法律效力。本协议附件为本协议不可分割的一部分，与本协议具有同等法律效力。
甲方（签章）： 乙方（签章）：
日期：
****年**月**日 日期：
LBS“平台化”涅槃 篇3
新事业部从策划到完成落地，前后只用了一个月左右时间，在百度级体量的企业里，这本身就令人昨舌。“LBS事业部将与早先的移动·云事业部双管齐下，形成云+端的布局。”
百度的移动战略中，“云”是李彦宏志在必得的一仗，也是强点所在。而对于外界一向心生忧虑的“端”，一个领域开始被聚焦——“位置”。
地图产业链
这并不是一个新鲜的概念。基于位置或者地图的手机应用服务早在2000年就曾经出现过。但在那个阶段，整个产业的推动力来自运营商和一些SP，市场也并不成熟。随后一波热潮则来自于厂商对于“Foursquare模式”的疯狂跟进，关键字是“签到”。
但无一例外，全部折戟。“LBS已经经历了从高潮到低谷的阶段，现在又逐渐回暖。”百度副总裁王梦秋用典型的互联网产品思维来翻译这一段话：用户需求从尝鲜式的高频降到低频，最后低调地回归成为日常生活——也就是移动应用中不可分割的一部分。
LBS供应链的顺序是位置、服务、生活，对应的则是应用入口、用户体验以及习惯成型。其实LBS的需求一直存在，缺少的只是战略级的完整布局和产品规划。
在此过程中，最能代表百度LBS的战略级产品——百度地图，则慢慢完成了原始积累：7700万的用户量，与40多家商户进行数据合作，并为4000多商户搭建全新的营销平台。与一些用户数动辄数以亿计的移动产品相比，这些并不算是很庞大的数据，但百度认为已经足够支撑产品围绕新的目标转型——或者说，时机已经来了。
“2012年，随着商家消费数据的集合，LBS在移动互联网的入口效应加强，用户价值与商业价值有了链接，可以说，LBS行业的‘白银时代’真正到来。”王梦秋说。
正是有了这种战略级的判断，才有了针对LBS的战略级转型。百度的选择是：将LBS平台化。用行将上任的沈丽的话说：建立生态圈。
与此前仅仅是开放地图API的做法相比，这完全是另一种维度的平台化。对于开发者来说，LBS云平台本身就是百度云开放的“七武器”之一，得到的承诺是免费的API、SDK以及存储、计算支持，一直到最新版地图应用中的组件开发授权许可。
更为关键的平台化出现在线下，这也正是LBS本身的意义所在——深度整合餐饮、电影院、KTV、商场、酒店、公交、加油站、超市、公园景点等全门类服务信息，并利用UGC 和BGC 结合的方式，建立LBS 生态圈。
如果以框计算作为类比，PC端“搜索框”整合呈现的是Web应用，而“地图框”则提供线下的真实资源，同样的“所搜即所得”。而线下商户也可通过类似“阿拉丁计划”的手段向百度提交自身数据，如同框计算分发线上应用一般，向用户分发线下资源。在此过程中，百度提供基础设施链接线上线下，最终形成消费闭环，也就是所谓的O2O。
有趣的一点在于，在用户规模始终保持理想的情况下，百度地图平台化是双向延伸的（开发者和线下资源）。即使是在其中一向受阻时，也能够单向平台化发展，进而反哺地图产品本身，这是LBS平台化的一个特殊属性。
得数据者得天下
做地图应用是有一定门槛的，除了资质牌照等准入条件之外，最重要的还是在于技术层面。
苹果CEO库克现在对于这一点一定深有体会。苹果无疑是一个强于技术的公司，但也只是在硬件和软件研发层面。对于一个地图产品来说，评判其好坏的标准在于数据检索以及实时挖掘的分析能力，在这方面库克必须得承认苹果是输给了谷歌。
搜索引擎天然就是地图的检索工具，而地图也是搜索引擎展现云技术实力的最佳平台。
但是，随着地图功能不断扩展乃至开始平台化的进程，产品的竞争已经从单纯地提供路线向综合数据服务转变。而其中的关键即在于数据的获取，并且必须是有价值的数据的大量获取，否则云+端的双管齐下就无从谈起。
对于百度LBS事业部来说也是如此，百度地图4.0提供的室内定位、实时公交、生活搜索等新功能，无不依赖大量的数据搜集和分析；另一层面则是营销需求，无论对于平台中的商家还是百度自身有可能上线的移动广告产品来说，基于位置的个性化数据都是极其宝贵的。
“合作伙伴以及我们自身对于数据的需求，一定会分步来实现。这是一个大的基调。”沈丽表示，至于怎么实现，有很多种方式，仍然在考虑中。
很显然，这是很大的机遇，同时也是很大的挑战。
技术仍然是百度的优势所在。LBS开发者在免费使用百度云开发环境的同时，他们的用户也会通过百度地图API贡献位置数据，有意向的商户也能很方便地通过几个步骤就上传更新自己的数据。
问题是如何及时地获取这些数据？毕竟能够“时髦”地使用百度LBS工具的线下商家并没有多少。“实时更新线下数据是一个难题，但也是这个事情本身很有价值的原因。”沈丽给出的答案是会去线下做开发，并全力向商户推广产品。
对于缺少“线下地推”基因的百度来说，这确实是一个很大的考验。但如果能考虑与掌握大量深度消费信息的平台进行深度合作的话，不失为一个好选择。
此外，消费者层面的个性化数据获取则将取决于百度账户体系的建设进展程度，虽然实现“广告即定制资讯”的理想状况仍需要时间，但对于百度这样以广告营收为主的企业来说，提前布局是必不可少的。
浅谈参数化设计在车身上的应用 篇4
车身结构是验证整车性能的关键, 涉及刚度、强度、疲劳、耐久、NVH等各个方面, 体现了设计师的经验。使用传统的设计方法, 为了实现高性能车身, 需要经过几轮的CAE分析、验算;周期长, 后期所作的修改大, 反复修改多。为了能够实现在概念设计阶段对车身性能的控制, 减少后期的反复修改, 缩短开发周期, 需要在概念设计阶段对造型、车身性能、制造、成本几方面进行平衡, 通过各个系统的同步工作、协调, 设计出性价比高的车身结构。
这些要求, 都依赖于能够在短时间内实现符合新造型的车身结构数据;并且, 随着造型的调整能够快速的更新与适应。参数化的设计满足以上的各项要求, 逐渐被应用到车身结构设计的各个阶段。
1. 车身结构的参数化
车身结构的参数化是指通过对数据的关键节点, 关键尺寸, 连接方式进行控制, 驱动车身结构数据的一种设计方法。其各阶段模型的建立, 主要依赖于结构专家的设计经验。采用的方法、过程及优势如下所述。
1.1 构建简单的梁架模型、定义各个部位所需要的断面;如图1所示。
梁架结构和断面的建立, 需要依据造型所提供的效果图, 设计任务书所提供的约束条件、尺寸信息和整车性能目标及参数, 以能够实现模块化管理为目标。
1.2
按照断面结构形式, 拉伸梁架结构, 形成车身框架结构;如图2所示。
1.3 概念设计阶段, 利用参数化在建立数学模型方面有许多优势:
1) 为概念设计阶段的造型提供工程支持;
2) 为总布置和人机分析提供支持;
3) 提供CAE, 自动生成网格模型, 用于工艺分析和模拟分析;
4) 进行车身性能和设计的评估;
5) 通过各种分析、模拟、评估, 平衡车身性能、成本、品质、轻量化、制造力等各个方面, 实现最优化车身。
6) 数据内历史关系简单, 更易于框架及数据的更新;
快速车身结构设计既可以避免设计最终达不到目标值的设计不足状况, 又可以避免设计车型高出目标值所带来的过度设计情况的发生。实现高效率的车身设计, 大大缩短整个车身的开发周期, 避免多重复、大修改所带来的巨大浪费。采用参数化的快速车身结构设计是未来车身结构设计的发展和方向。
2. 零件结构的参数化
快速的车身结构设计提供的是粗略的, 概括的, 非加工的数据形式。非造型阶段的零件数据, 仍需要采用高级曲面的方式进行设计。所以, 零件结构的参数化设计, 对于与工程、制造相关的周期、效率则尤为重要。
对于零件的参数化设计, 主要采用的是以骨架结构和断面作为输入条件, 对零件数据的关键尺寸进行单独控制, 用数值来驱动结构特征, 进行设计的方法。
2.1 建立车身骨架文件
根据总布置发布的整车尺寸数据, 人机布置要求, 底盘及动力总成等重要部件的布置要求, 车身重要主断面的要求, 建立车身骨架文件, 体现重要控制点、线、面。
2.2 建立分总成骨架文件
根据不同总成的功能需要, 采集车身骨架文件发布的信息及参数, 结合车身布置方案及分块形式, 建立分总成或系统的骨架文件, 体现系统间的关系。
2.3 各级骨架文件的更新
随各个系统、断面等输入条件的变化而按照版次进行更新、发布, 以指导零件数据的自动更新。
2.4 零件数据的建立
各个零件依据自身所处的位置, 功能的需要, 从骨架文件的发布信息中, 提取零件设计时的关键参数, 进行结构及特征设计。
零件设计中, 整个设计过程由骨架文件串联, 每个部分数据的关键尺寸都由不同级别的骨架文件进行控制。由输入条件引起的变更, 只要调整数据上游骨架文件的尺寸、参数, 由此参数控制的下游数据结构、特征, 数据会随之相应自动更新, 大大提高了更新的速度。
2.5 零件数据的参数化
1) CATIA软件环境的基本设置
需要调整为保留与所选定对象链接的方式;能够通过链接到已发布元素来限制外部选择;选择自动更新状态;选择更新数据发生错误时自动停止更新;选择更新时与外部参考数据同步的状态;选择参数显示的设置。
2) 自定义参数需要统一
对于CATIA中自定义的各种参数, 车身系统需要统一名称, 统一量值, 统一规范, 避免各骨架文件、各级数据间发生互相矛盾, 不能更新的现象。
3) 需要输出的元素, 要进行信息发布的系统化管理;
4) 数据文件需要统一管理, 保证链接关系顺畅, 处于不同级别, 位置的数据能够顺利更新;
5) 设计过程中所做的操作步骤, 不能加入人为的判断过程;
2.6 零件结构的参数化设计给我们带来的好处
a) 根据输入条件的变更, 进行自动更新, 提高速度, 缩短设计周期;
b) 零件数据的调整、修改, 更容易;
c) 为同步工程的实施, 提供支持;
d) 同类车型, 同功能部件的设计更可行。
车身零件的参数化, 提高了设计的速度, 使设计更高效, 同步工程更容易实施, 在需要循环、反复的设计阶段更便捷, 数据更易更新;经过分析与模拟的数据对后期试制生产带来的风险更小, 是车身设计方法的未来趋势。
摘要：本文阐述了车身设计开发中, 车身结构及零件结构设计上参数化的方法, 过程及应用, 说明参数化设计的优势, 及参数化设计是车身设计开发的趋势与方向。
关键词：参数化,设计,车身,应用
参考文献
车身平台化 篇5
目前, 我院汽车电子技术专业有一门《汽车综合控制系统应用与调试》课程, 该课程的实训教学条件不足, 特别是缺少汽车单片机技术应用实训所需要教学资源, 主要是指汽车单片机应用系统的硬件电路和控制程序。因此, 我们急需开发出一套适合《汽车综合控制系统应用与调试》课程实训教学需要的汽车车身电器系统仿真控制实训平台。汽车车身电器系统仿真控制实训平台设计完成后, 我们可以在本平台上开展转向灯控制、大灯随动调节、雨刮器控制、汽车数字音响控制、汽车防撞倒车雷达测距、汽车平衡测控、GPS汽车定位/测速/防盗、酒驾测量和断电保护等实训项目, 较好地培养学生设计汽车单片机应用系统的能力。同时, 该平台还可用作教师开展单片机应用技术研究的平台, 提升教师的科研能力。
2 汽车车身电器系统仿真控制实训平台电路分析
2.1 硬件系统组成。
该实训平台电路是以汽车单片机系统为核心的仿真汽车车身电器系统的电路。其包含的主要电路功能模块有:单片机扩展单元, 可使用兼容51系列的所有单片机, 引出P0、P1、P2、P3四个口线;8位电平开关输入, 8位发光管输出指示;128×64的带字库蓝光液晶显示, 方便用户在开发中作显示;汽车转向灯仿真控制单元;汽车大灯仿真控制单元、汽车大灯水平位置手动控制模块;汽车大灯随动控制模块;灯光系统自动控制模块;汽车数字音响系统和汽车数字功放系统;带语音播报功能倒车雷达;AD/DA集成开发模块;高精度酒精浓度测量及酒驾控制模块;无线遥控门锁模块;野外温度及海拔高度测量单元;汽车车身平衡测控;汽车雨刮器仿真系统及其仿真控制单元;汽车火灾烟雾报警单元;汽车后视镜电动调节;汽车空调仿真控制测量;汽车GPS定位测量模块;汽车胎压仿真测量;汽车振动防盗模块;汽车尾气CO浓度测量模块等。有了这些可以开展的实训项目的支撑, 学生就能够将学习到的理论知识与教学实践紧密结合起来, 教学过程不再显得空洞, 能切实提高学生的专业技术水平。
2.2 软件系统组成。
汽车车身电器系统仿真控制实训平台的软件系统主要包括汽车转向灯仿真控制、汽车大灯随动控制、汽车数字音响系统与汽车数字功放系统控制、高精度酒精浓度测量与酒驾控制等15个功能模块的控制程序。每个功能模块的控制程序单独设计, 相互之间不出现相互调用问题。本软件系统采用KEILC51开发完成, 包括C语言控制程序和汇编语言控制程序, 即每功能模块的控制程序都有两种编程语言编制而成。在编制程序时, 可以先编制C语言控制程序, 再通过KEILC51工具转换为汇编语言 (往往需要人工修改与调试) 。KEILC51工具支持C语言和汇编源代码调试, 仿真器采用USB接口, 能进行单片机应用软件开发、仿真, 无需另配编程器。在汽车车身电器系统仿真控制实训平台开发过程中, 项目组将陆续开发DJ汽车野外气压与高度检测、GPS定位、大灯自动调节、蜂鸣器播放音乐、蜂鸣器发警车声音、蜂鸣器发救护车声音、蜂鸣器发消防车声音、酒精浓度测量、空调测控、汽车防撞及倒车雷达测距、汽车平衡监测、汽车音响数字收音机、雨量检测及自动雨刮器控制、转向灯控制等的C语言控制程序。后续, 在整机系统开发完成后, 还要将C语言程序转换为汇编语言程序, 以便于学生学习编制汇编语言程序。
3 实训平台技术要求
3.1 电源。
该电源采用高性能大功率电源, 能满足汽车大灯、雨刮器等大功率器件的功率要求, 具有自动控制温度功能, 有效保护电源不受损坏。该电源可以提供+12V、+5V直流电压。
3.2 机箱。
机箱规格为:800×270×420 (单位mm) , 后盖为可拆卸式。机箱采用环保、不易燃的材料加工而成。
3.3 可开展的实训项目。
开发完成后的汽车车身电器系统仿真控制实训平台应能够实现预定的功能目标, 并且性能稳定。本实训平台可以实现实训项目主要包括: (1) 前照大灯亮暗自动控制; (2) 转向灯控制; (3) 大灯随动手动与自动调节; (4) 雨刮器的手动与自动控制; (5) 汽车数字音响控制调节; (6) 汽车防撞倒车雷达测距语音播报; (7) 汽车平衡测控; (8) GPS汽车定位、测速及防盗; (9) 无线遥控门锁; (10) 汽车仿真无钥匙一键启动; (11) 汽车空调仿真控制; (12) 汽车胎压监测; (13) 汽车海拔高度测量; (14) 酒驾测量和酒驾断电保护; (15) 汽车上的多种报警; (16) 汽车后视镜调节。
3.4 功能电路模块化设计。
该实训平台上的16个功能模块电路相互独立, 每个模块电路位于整机电路板的不同区域, 操作方便、易于维修。有些功能电路可以是独立的、可插拔的电路模块, 更换方便。汽车单片机系统单元模块可以很方便地与其他功能模块连接。
3.5 编制实训指导书。
为了更好地适应《汽车综合控制系统应用与调试》课程教学的需要, 在实训平台开发完成后, 编制汽车车身电器系统仿真控制实训指导书。指导书的内容包括3.4部分所述的16个实训项目。每个实训项目包含实训目的、实训原理 (实训电路、电路连接、电路基本工作原理分析) 、实训内容与步骤、实训总结与作业等内容。
结语
在前期调研以及后续开发过程中, 我课题组未发现国内外有与本实训平台功能相同或相近的、在市场上应用的实训教学平台。本实训平台具有较强的实用性和一定的创新性, 是依托电子技术、单片机技术及汽车技术, 实现单片机应用技术开发、仿真及实训功能于一体的教学设备, 是一套利用自己设计的硬件和软件系统来仿真实现汽车车身电器系统的工作过程和控制过程的教学设备。本实训平台将使学生既能开发以单片机为核心的汽车技术类相关实验, 又能动手操作汽车实训类的相关演示, 为学生进行毕业设计、课程设计及工作应用打下良好的基础。
参考文献
车身平台化 篇6
一、以专业教研组调研总结的课程内容改革方案和授课学时安排为依据，合理制定案例教学内容
实施案例教学的主要目的就是让学生能在有效的学习时间内高效地掌握课程所要求的理论知识和实践技能，为了实现这一目标，我校汽车专业教研组在充分调研当地十几家4S店维修企业的基础上，提出了把企业员工在实际维修工作中最常见的工作项目作为《车身电器》课程的主要教学内容，对原来的课程内容重新进行选定和整编，经修订后的课程内容分为八个单元，十八个授课项，覆盖了维修企业日常工作任务的90%以上，课时分配110学时左右。具体内容见表1:
二、依托参照4S店标准建设的校内汽车实训基地作为实施案例教学的平台
要实施案例教学，提高课堂授课效果，就必须具备真实的实践环境，即要建立起与4S店标准相适应的实训工厂来实现中职教育人才培养模式和教学模式改革。为此，我校近几年不断加强汽车实训基地建设，先后建立起前厂后校模式的真实汽车维修工厂、整车实训室、发动机拆装实训室、钣金喷涂实训室和车身电器实训室。实训室除了配置有一定数量的、具有当地代表性的整车、总成和零件，与车型相适应的足够台套数的各种型号的专用仪器设备，用于培养学生的动手能力外，还配备汽车资料和教学软件学习室，培养学生自主学习的能力，配备仿真模拟教学设备有助于汽车新技术的理论教学，保证了学生综合分析能力的提高。同时，真实的汽车维修工厂不但能对外提供汽车维修服务，而且还能为教师提供真实的教学案例和为学生提供按照未来职业岗位群的要求进行实际操作的平台。
三、案例教学法实施过程
硬件平台和教学内容确定之后，要取得好的教学效果，就要有相应的教学方法做保证。为此，这门课程全部采用案例教学法加以实施，即以车辆的各种电器故障作为日常教学的切入点，尽量早地让学生进入到车身电器真实的故障环境中，诱发他们的好奇心，进而激发他们学习课程的兴趣。
1. 教师授课前的准备：
要提高案例教学效果，任课教师自身必须具有很强的理论分析和动手能力。为此，在承担任课之前，教师必须事先下实训基地（主要是汽车维修厂），同维修厂的师傅一起动手修理汽车，并详细记录故障排除过程（利用摄像机记录故障现象、拆解过程、检测过程、零部件更换过程及组装过程，为学生动手操作提供辅导视频材料），以作为案例教学时的前导课。
2. 教学文件的准备：
教师在掌握了实际的维修案例以后，必须认真根据教学内容做好教学的实施计划，编写好教案。在案例分析和实际故障排除中，如何融入相关的理论知识，怎样提高学生动手拆解技能、检测技能以及必须教会学生哪些技能，应该作为重点内容进行科学的安排和认真的实施。同时，要根据设备的台套数和学生数，进行认真规划和分配，以提高每一个案例教学的效果，真正让学生通过动手排除故障，来掌握必要的理论知识和检测方法。
3. 教学实施：
下面以一辆花冠汽车前照灯的远光灯不亮为例，介绍如何实施案例教学法。
(1）提出案例。一辆花冠车进厂修理，据客户反映夜间行车使用前照灯时，只有近光灯亮，变光至远光灯时，全部的灯都不亮。
(2）用多媒体设备展示实际故障车型。根据所提的案例，通过多媒体设备向学生展示实际故障车型，并把客户所反映的现象通过视频材料重新展示一下，让学生有更加直观的印象。
(3）提交前照灯的电路控制框图、电路原理图和线束图。针对案例，教师向学生展示前照灯控制电路框图、原理图和线束图，并根据前照灯控制图有针对性地讲解前照灯工作原理、各元器件的作用，教会学生学会分析前照灯的电路控制流程，以及利用检测仪器或仪表检测故障的要领，特别是要讲清框图和线束图的功能，以利于学生掌握识图能力。
(4）请学生提交故障排除方法。针对教师讲解内容和故障现象，请学生根据前照灯工作原理，拟定故障排除方法和需要的仪器。
(5）展示实际故障排除过程。学生提交故障排除方法之后，教师利用多媒体设备展示故障车的详细故障排除流程，要求学生认真观察，并做好记录。
(6）学生动手训练。在动手训练之前，学生要根据所展示
参考文献
[1]姜鑫, 刘龙江, 修学强, 李赟.《机电设备故障诊断与维修》课程的教学改革[J].机械职业教育, 2011, (7) .
[2]王月芹.可编程控制技术课程考核改革的思考[J].机械职业教育, 2012, (9) .