谭铁仁 魏广宏 关振宇 邢国新 张君鹏

（北京市地铁运营有限公司，100043，北京∥第一作者，高级工程师）

屏蔽门锁紧机构、门机传动机构、地槛、导靴、行程开关等的工作状况影响滑动门的正常开关，为保证屏蔽门的正常运行，需对地铁机电员工进行技术培训。利用纸质技术资料和音像资料讲解屏蔽门机械、电气、控制系统的工作原理，是提高机电工人技术水平的重要方法。运用SolidWorks软件建立屏蔽门机械构件的模型，以模型为基础，使用SolidWorks的Animator插件生成机械部件的拆卸与组装动画，使用COSMOSMotion 插件模拟机构运动，这有助于机电员工理解屏蔽门机构运动的工作原理，使其能迅速查找故障点，排除故障，保障地铁安全运营。本文介绍SolidWorks软件在地铁屏蔽门机构运动模拟动画制作中的应用。

1 地铁屏蔽门机械零部件的建模

SolidWorks是一种功能强大的CAD（计算机辅助设计）软件，能完成产品三维造型、上色、赋予材质、三维动画、工程制图、工程分析等功能，为工业设计提供了先进的软件平台。

1.1 利用屏蔽门厂家的技术资料生成模型

屏蔽门厂家提供纸质和电子文档（“.dwg”格式的二维图纸、“.dwg”格式三维文件、“.pdf”格式图纸文件、“.doc”格式文件等）的技术资料。这些技术资料可方便地生成SolidWorks软件专用的“＊.sldprt”格式或“.SLDASM”格式的模型文件。

1.1.1 用“.dwg”格式的二维文件生成模型

“.dwg”格式的二维图纸可以生成“.dwg”格式的三维模型。“.dwg”格式的模型文件可以在SolidWorks软件中打开并修改。以屏蔽门机箱导轨的铝合金型材为例说明生成模型的方法。

打开“.dwg”格式文件，选取前盖板图元复制、粘贴在新建文件中，文件名为“daogui”，保存在D盘根目录下。使用修改工具条的分解键，分解图元，使用绘图工具条的“面域”按键，处理后使用绘图菜单的实体拉伸级联菜单，将导轨断面图元拉伸200 mm 并保存。如图1所示。

图1 拉伸处理后的导轨

打开SolidWorks软件，点击 “标准”工具条的“打开”按键，出现“打开”窗口，文件类型选“DWG（＊.dwg）”，选择预览选项，找到 C 盘根目录下的daogui.dwg文件并选中，“打开”窗口的预览窗口将出现之前保存的AUTO CAD 界面中的导轨实体轮廓。点击“打开”按键，出现“DXF／DWG 输入”窗口，选择“输入到新零件”选项。点击“下一步”，出现“DXF／DWG 输入—工程图图层映射”窗口。点击“下一步”，出现“DXF／DWG 输入—文件设定”窗口，“输入数据的单位”选择为“毫米”，选中“输入此图纸”选项，选中“为3D 曲线／模型（C）”选项，点击“完成”按键，SolidWorks软件的视窗中出现导轨视图，选择“文件属性”的“材料编辑”为6061合金，保存为SolidWorks软件“＊.sldprt”格式的文件。如图2所示。

1.1.2 用“.dwg”格式三维文件生成模型

“.dwg”格式三维文件可转化为SolidWorks的“＊.sldprt”或“.SLDASM”格式的文件。屏蔽门零部件的三维文件分为零件与装配体两种，在AUTO CAD 软件绘制的单个实体的文件为零件，多个零件经粘贴、复制、移动等操作，生成装配体。

屏蔽门零件的“.dwg”格式三维文件为单个或实体，可转换为“＊.sldprt”格式。方法是：在SolidWorks中打开文件，文件类型选“.dwg”格式，选择屏蔽门零件的“.dwg”格式三维文件。

装配体由多个实体组成。装配体的“.dwg”格式三维文件转换为 “.SLDASM”格式文件的方法是：

图2 SolidWorks软件中打开的导轨

在MDT绘图软件中打开文件名为“pig.dwg”的图 纸，点击“文件”→“输出”菜单的STEP（S），“输出”对话框的保存类型选择“STEP Files（＊.stp，＊.step）”，点击“保存”按钮，文件保存在指定的位置，文件名为“pig.stp”，见图3；

图3 MDT的文件菜单输出STEP格式的文件

在SolidWorks软件中点击“文件”→ “打开”，“文件类型”选择“STEP AP203／214（＊.step，＊.stp）”，找到“pig.stp”，点击打开，门机模型出现在SolidWorks软件的绘图窗口中（见图4），点击 “文件”→“保存”，文件名为“pig.sldasm”，建立一个文件夹，文件名为pig，将该门机所有零件、部件全部存放在该文件夹。

1.1.3 用纸质图纸文件生成模型

使用SolidWorks软件，根据厂家提供的纸质图纸建立零部件模型，直接生成“＊.sldprt”或“.SLDASM”格式的文件。

1.1.4 用“.pdf”格式图纸文件生成模型

“.pdf”格式图纸先转换为“.dwg”的二维图纸，再将这些“.dwg”的二维图纸生成为“＊.sldprt”或该软件可使用多轨的影像与声音的合成、剪辑方法制作出多种格式的动态影像，可插入图片、视频、字幕等素材编辑界面。如图17所示。

图17 Premiere软件的编辑界面

3.2 视频的转换类型

因视频压缩率非常高，故RMVB 可在保证画质的前提下得到更小的容量。这种格式在网络上十分流行。MP4格式是索尼、苹果等公司出品的手持移动设备（如PSP、iPod、iPhone等）及大多数主流手机的视频格式。将RMVB 转 MP4，可在手机、PSP、iPod、iPhone等移动设备上观看网络上下载的视频资源。

目前的手机已经能够播放多种格式的视频，如MP4，3GP，WMV，AVI等，其中MP4格式是目前手机支持的最常见的格式。手机的 MPEG－4 SP规格的视频，是目前兼容性最好的，按照这种规格制作的视频，可以基本兼容大多数手机。

4 结语

基于测绘或屏蔽门制造厂的图纸资料生成SolidWorks 零部件模型，使用动画插件或COSMOSMotion制作表现屏蔽门机械工作原理的动画和反应屏蔽门机械结构安装、拆卸步骤的影片资料，可加深地铁员工对于屏蔽门工作原理和维修、保养工作要点的掌握。将这些视频资料存储于手机中，可随时浏览、观看，对于快速处理故障有重要意义。

［1］江洪，陆利锋，魏峥，等.SolidWorks动画演示与运动分析实例解析［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［2］张晋西，郭学琴.SolidWorks及COSMOSMotion机械仿真设计［M］.北京：清华大学出版社，2007.

［3］谭铁仁，贾生.草坪打孔机设计［J］.农业机械，2009（7）：33.