面向对象的液压系统CAD数据库的建立.pdf

2 0 1 1 年 3月 第 3 9卷 第 5期 机床与液压 MACHI NE TO0L HYDRAUL I CS M a L 2 0 1 1 Vo 1 ． 3 9 No ． 5 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 0 5 ． 0 3 2 面向对象的液压系统 C A D数据库的建立 赵 杰 ，吴百海 ，唐泳波 广 东工业大学机 电工程学院，广东广州 5 1 0 0 9 0 摘要在液压系统的设计过程中，一些液压元件和液压回路的选择非常重要。为了让设计者高效率地选用液压元件和 回路 ，对其进行了统一规划 ，建立了一个面向对象的液压系统 C A D数据库，通过调用该数据库可以很方便地达到设计 目 的。 关键词面向对象；液压系统；C A D数据库 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 5 0 9 5 3 Co n s t r u c t i o n o f 0b j e c t ． o r i e n t e d Hy d r a u l i c S y s t e m CAD Da t a b a s e Z HA0 J i e 。WU B a i h a i ．T ANG Yo n g b o C o l l e g e o f Me c h a n i c a l a n d E l e c t ri c a l E n g i n e e r i n g ，G u a n g d o n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，G u a n g z h o u G u a n g d o n g 5 1 0 0 9 0 ，C h i n a A b s t r a c t I n t h e d e s ig n p r o c e s s o f h y d r a u li c s y s te m ， t h e c h o ic e s o f h y d r a u l ic c o m p o n e n t s a n d h y d r a u li c c ir c u it a r e v e ry im p o r - t a n t ．T o e n a b l e d e s i gne r s t o e ffic i e n t l y s e l e c t t h e m， t h e y w e r e b y p l a n n e d u n i f o r m l y a n d a o b j e c t - o r i e n t e d h y d r a u l i c s y s t e m C A D d a t a ba s e wa s e s t a b l i s h e d． I t c a n be u s e d t o a c hi e v e t he d e s i gn pu r p o s e e a s i l y ． Ke y w o r d s O b j e c t o r i e n t e d ；H y d r a u l i c s y s t e m；C A D d a t a b ase 液压系统设计 的关键任务是 回路的设计 。其一般 步骤是在完成负载分析、负载确定之后，再进行主 要参数的确定，然后是拟定液压系统原理图，选择液 压元件，最后验算液压系统性能 ，绘制工作图等。其 中在选择液 压基本 回路 和元件 时 ，需要花费较 多的时 间去 考虑各种影 响因素 ，因此 ，建立一个专 门针对液 压系统的面 向对象 的 C A D数据库 ，是非常有必要的 。 1 面向对象方法简介 a 面 向计算 机方 法 b 面 向对象 方法 图 1 两种方法异 同 面向对象一词 中的 “ 对象”可解释为客观世界 中的客体 ，则 “ 面向对象方法”可解释为以客观世 界 中的客体为注视 目标的方法 。这种方法与传统方法 不 同，传统方法一般以计算机实现为主要 目标 ，而较 少考虑客观 世界 的 时 间背景 ，这种 方 法可 以统 称 为 “ 面向计算机”的方法。传统方法虽具有易于实现的 优点 ，但是 由于距离客观世界实 际较远 ，用其建立模 型 ，难度较大且难 以反映客观实 际 ；而 面向对象方法 则直接注视客观需求，以客观规律为依据建立模型， 这种模型 比较能反映客观实际要求 ，又易于建立 。虽 然实现时较 为复杂 ，但 均可得到解决。图 1 给 出了两 种方 法的异 同。 2“ 对象” 的相关概念 1 对象 。客观 世界是 由形形 色 色 的物质 所组 成 ，这些物质有大有小，有多有少，有抽象有具体 ， 它们之中为人们所关注的基本的抽象单位称为对象， 因此对象是 面向对象方法 中的基本 注视单位 ，它是客 观世界 的一种抽象与概念 。 2 属性 。属性 反 映对 象 的状 态 与特 性 ，它 是 对象 固有的静态特性 的描述 。一个对象往往有多个属 性 ，它们 组成 了属性集 ，如单 杆液压 缸是 一个对 象 ， 它的属性 有活塞 直径 、活塞杆直径和长度 、缸筒内径 和外径等。有些属性描述后对象就开始具体化了。 3 行 为。行 为 反 应 了 对 象 的 固 有 动 态特 性 。 如增压缸是一个对象 ，它的行 为是传 递机械 能 ，使之 增压 。 4 对象标识 符 。每个 对 象有 一 个 名字 ，它 是 唯一的并且是由外界统一赋予的，称为对象标识符， 简称 O I D。对象标识符是对象的代表，它拥有对象的 全部内涵与外延，对象标识符不是由对象内部性质确 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 3 1 作者简介 赵杰 ，硕士研究 生，研究方 向为机 电液智能控制 。电话 1 3 4 2 7 5 6 6 8 0 5，Em a i l s o n g s h u l a o 1 6 3 ． c o n。 9 6 机床与液压 第 3 9卷 定而是 由外部按一定规则确定的 。 一 般一个对象是 由一组属性与一组行为再冠以一 个标识符所 组成 ，它 们构成 了对 象 的一组 完整 的描 述 。 5 对象性质 。对象 有三 个重 要特 性 ，它们 是 封装性 、隐蔽性与稳定性 。其 中稳定性是 在对象 内 部的对象行为是建立在对象属性之上的，即行为服务 于属性或行 为依赖于属性 。这样在对象 内部建立起 了 以属性为核心并以行为为附属体的稳定实体。如某单 杆液压缸 ，它 的属性 有活 塞直径 、活塞 杆直 径 和长 度 、缸筒 内径和外径等 ，相应这些属性才有行为 将 液压 能变成直线运动或摆动 的机械能。 因 此 ，对 象 实 际 上是 一 个 命 名 的、并 将其 静 态 特 性 与 动 态 行为 捆 绑 于 一起 的封 装 实 体 ，对 象 外 部 所 见到 的仅是 它的界 面 ， 而无 法 见 到 其 内部 细 节 。图 2给 出 了对 象 的结构示意图。 3 类与类的两种关联 一消息 界 面 图 2 对 象结构示意 图 类是对象群体 的一种共性抽象 ，将对象群体中具 有相 同属性 与行为 的对象组成类 。如液压缸 ，它们具 有共 同的缸 的属性与行为而组成缸 的类称液压缸 。 类 与类 间有很多关联 ，其 中最重要的有 两种 继 承与组合。 1 继承。继 承是 类 问最 重要 的一 种关 系 ，它 反映了类 间一般与特殊的关 系，具有一般性质 的类称 为超类 ，而具有特殊性质 的类称为子类 。超类拥有子 类中共 同的属性与行为 ，而子类则拥 有超类 的所有属 性与行为 ，并且还具有其独特 的个性 ，即还有其 自身 的超类所没有的属性与行 为，它称为继承。液压缸是 一 个类，而双作用液压缸也是一个类 ，它是液压缸的 子类 ，继承了液压缸的属性和行为，但还拥有自己的 特点 。 对于推力负载来说，液压缸的理论尺寸是由下面 关系确定的 等 式 中A 。 是有效的活塞面积 m ； P 是工作压力 N ／ m ； F 是 最大的合力负载 N 。 然后 ，标准的液压缸尺寸根据工作压力的极 限来 核查 ，最后液 压缸 活塞 杆 的尺寸 根据 弯 曲极 限来 核 查 ，其是基于欧拉方程 和稳定性方法的。 欧拉方程 F 式 中s是安全系数 ； 是弹性系数 N ／ m ； 依赖于安装方法的自由集中长度 m ； ． ， 是 二阶矩 面积 m 。 双作用液压缸是液压缸的一种，决定其活塞杆和 活塞的直径 的方法 。 上面液压缸 的计算方法 和下面额外的关 系 F F X 1 ． 0 5 机械摩擦的导向值 D 辟 - ， 是二阶矩的面积 圆截面 ，单位是 m 式 中D 是活塞杆直径 ，D 。 是活塞直径 。 该组件类的定义是普遍适用 的，但是组 件类 的类 型和大小是根 据子 回路 的特定类而变 的。液压 缸类就 是其 中的一个例子。例如 如果一个再 生子 回路考虑 到了相等的扩展和收缩的速度传输应用，那么一个双 作用 液压缸的活塞杆的直径是 ／ ， 并且活 塞面 积 和活塞杆面积的比例是 2 。显然 ，如上所示 ，双作用液 压缸的尺寸方法定义是不能完全完成这种设计要求的。 2 组合。组合是类间另一个重要 的关 系，它 反 映了类间整体与部分 的关系。世界上任何复杂的事 物总可以分解成若干基本事物，这是一种由部分组合 成整体的关 系。如一个液压增压系统 由若干液压元件 组成 ，如图 3所示。 图 3 增压 系统原理 图 此液压 系统 由柱塞泵 ，电磁换 向阀 ，压力表 ，单 向阀，溢流阀 ，空气滤清器 ，压力继电器等组成 。 4 面向对象的液压 C A D系统 图 4是液压系统结构 图。 第5期 赵杰 等面向对象的液压系统 C A D数据库的建立 9 7 液压基本 回路 酱 露 I I 舌 靠 l I 盏 磊 I l凿 露 回 路 I I 回 路 l I 回 路 I I 回 路 远 程 调 压 回 路 图 组成元件 液压泵、 溢流阀 。型三位四通 电磁阀、单 向顺 序阀 种回路适 于工作负 固定且活 闭锁不高 液压剩l溢流阀I l 换向 阀l l单向 顺 的选 I 的选择f I 的选择l l阀的选 回路 图 4 液压 系统结构 可见 ，一个液压系 统包括 一个或 多个基 本 回路 ， 或是压力控制回路，或是速度控制回路，或是方向控 制回路等，或是它们的组合，而这些基本回路又由不 同的液压元件组成。如果将它们作为对象统一规划一 下 ，组成一个 随时可 以调用 的液压 C A D系统 ，那 么 就会节省更多 的设计 时间，提 高设计 的质量 和效 率 。 这样通过一个面 向对象的统一规划 ，根据 回路的 应用范围选择它 ，其 绘制 由 C A D完成 ，在使用 时 可 以直接调用。如果所需 要的 回路在这种数据库中找不 到 ，需要设计 ，那 么可 以在选 择 液 压元 件 之 后 ，从 C A D元件库 中直接调用 。 5结论 将液压元件和液压 回路作为类进行规划 ，通过它 们之间继承或组合的关系 ，建立面 向对象的液压系统 C A D数据库 。即使 设计 很 复 杂 的液压 系统 ，也 可 以 直接调用 该数 据库 ，因此 可以在短 时间内完成设计 任 务 ，提高设计质量和效率。 参考文献 【 1 】许福玲 ， 陈尧明． 液压与气压传动[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 7 ． 【 2 】徐洁磐． 面向对象数据库系统及其应用[ M] ． 北京 科学 出版社 ， 2 0 0 3 ． 【 3 】吴根茂， 等． 实用电液比例技术 [ M] ． 杭州 浙江大学出 版社 ， 1 9 9 3 ． 材料设备业创新需政策助力 从 2 0 1 0年开始 ，中国集成 电路市场 步人 新一轮 成长期 ，但 市场的发 展速度将 不会再 现前几 年的高速增 长 态势 ，平稳增长将成为未来 中国集 成 电路市场 发展 的主旋 律。未来 3年 中国集成 电路 市场发展 速度 将保持 在 1 0 ％ 以上 。因此 ，国内集成 电路材 料和设 备企业 ，应该抓 住机 遇 ，努力创 新 ，在 重点 材料 和设备 方 面有所 突 破 ，满足国内市场需求 。 根据 S E M I 的报告 ，2 0 1 0年中国内地半导体设备市场为 2 2 ． 4亿美元，预计 2 0 1 1 年为 2 6 ． 4 亿美元。如果按 照这样的增长率推算 ，到 2 0 1 5年，我国半导体设备市场规模将达到 3 0 0亿元。业内人士分析，“ 十二五”期 间，随着我国继续加大战略新兴产业政策扶持力度 ，半导体设备行业将迎来难得的历史发展机遇。“ 0 2 ”重大 科技专项项 目的支持 ，新能源 、新材料等新兴产业的发展 以及量大面广的分立器件 的需求量大增 ，为半 导体材 料 和设备企业 的进一步发展创造 了 良好 的市场机遇 。 业 内专家分析 ，由于受政府补贴刺激和新应用领域需求的不断高涨 ，如液晶电视背光和通用照 明，从 2 0 0 9 年到 2 0 1 4年 ，中国 L E D市场将翻一番 ，复合年均增长率为 1 2 ． 8 ％。功率半导体被广泛应用于家电、计算机、 汽车及铁路等领域的多种设备。由于这些应用设备有望扩大普及 ，而且这些设备配备功率半导体的比例也会上 升，因此，功率半导体市场今后有望稳步增长。预计 2 0 1 3年功率半导体的市场规模将达到3 6 8亿美元。设备材 料企业应该 在这些 领域有 不错 的收获。 然而 ，实际情况是 国内半导体设备和材料企业综合实力 目前还 比较弱 ，仍需要政府的大力扶持才能发展壮大 。 为此 ，业 内人士呼吁 ，国家应对半导体设备及材料企 业研发 与产业 化给予 政策扶 持。对 于半导体材料业来说 ，目 前 ，进 口多晶硅 的关税税率为 2 ％ ，而进 口硅片是免税 的；石英坩埚、运输包装盒 、硅片抛光布等一些材料是半导 体企业重要的生产辅助材料，而因为技术原因，国内目前没有生产企业，只得依赖进口，但目前海关税则中没有 明确地将其列为半导体专用，只是归列于普通的塑料制品及其他工业用玻璃制品，进口税率高。这就导致国内硅 片企业使用量大，税负大，不利于和国外半导体企业竞争。建议调整进出口暂定税率，尽快修正这些不利于行业 发展的政策。此外，国家还应重点扶持几个典型企业，凭借他们的带头作用拉动整个基础产业的发展。 作为半导体材料和设备企业 ，应通力合作 ，实时关注市场变化，加快产品结构调整步伐，加强研发投入， 加快高端人才培养和引进，进一步完善以企业为主体的创新体系，大力提高自主创新能力 ，以有限的资源集中 投人解决关键性、共性、基础性 问题 ，共 同制定出综合性的政策和措施 ，使得我国半导体设备及材料产业平 稳 、快速发展。 据机 电商情 网报 道