基于proe笔记本电脑三维造型CAD系统设计文档格式.docx

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课题来源自选

起讫年月2011年3月11日至2011年6月11共10周

指导教师（签名）杨平

系（教研室）主任（签名）

课题依据：

21世纪是信息时代。

由于世界电子业与互联网络的飞速发展，在不知不觉中，人们的生活已离不开网络了。

而作为连接网络的Door--电脑，已经成为现代人的必备工具了。

笔记本电脑是现代科技的高技术产物，电脑系列中的王者。

社会的发展给人们带来了高质量的生活，使人们对笔记本的设计要求越来越挑剔，轻便、牢固、功能强大、节能、外观漂亮等要求正指引着笔记本电脑的设计者们。

随着电子、化学、材料等各个领域取得的长足发展，这些要求正在不断被达到和超越。

机械的构造与艺术的结合把笔记本电脑设计的越发的美。

人体自然学的引入设计出的机构（如键盘）使人们使用得更舒适。

相信在不久的将来会有更多更有创意的设计出现。

任务要求

要求：

（1）阅读有关笔记本电脑外形设计、三维造型理论方面的文献，摸清计算机辅助三维造型曲线、曲面的基本方法和步骤。

（2）通过对计算机三维造型软件（PRO\E）的学习，建立一套以曲面造型、曲面数学描述和三维建模处理为主要步骤的计算机辅助笔记本电脑外形的方法，研究软件的功能特点和笔记本电脑外形中的应用。

（3）利用三维造型软件对某笔记本电脑进行建模实现，包括曲线、曲面处理和三维建模。

任务：

（1）完成毕业设计说明书一份（设计说明书8000汉字以上）

（2）调研报告一份（不少于1000汉字）

（3）综述报告一份（不少于2000汉字）

（4）设计图纸一套（折合O号图纸2-4张、至少一张以上CAD图）

（5）完成英文翻译一份（译文4000汉字以上）

（6）利用三维造型软件生成笔记本电脑的曲面模型及效果图

（7）利用三维造型软件生成笔记本电脑模型实例的实体模型和局部造型效果图

毕业设计（论文）进度计划：

起讫日期

工作内容

备注

第8周~第10周

第11周~第11周

第12周~第13周

第14周~第15周

第16周~第17周

第18周~第18周

调研了解市场信息、收集文献等

英文翻译、文献阅读、

初步方案的探讨、初步方案的确定

详细设计（结构设计、软硬件制作等）

详细设计（结构设计、软硬件制作、调试、修改等）

论文撰写

总结、论文答辩准备等

基于PRO\E笔记本电脑三维造型CAD系统设计

机电0702学生姓名：

郭涛

指导教师：

杨平职称：

教授

摘要：

而作为连接网络的窗口——电脑，已经成为现代人的必备工具了。

科学技术的迅猛发展，以前所未有的速度冲击和改变着我们的生活水平和生产方式。

物质的极大丰富，使人们对各种产品的要求发生了根本性的变化。

纯功能性的产品已经满足不了人们的生活需要。

艺术的形态、人性化的设计成为大众首选的时尚。

人们对笔记本的设计要求越来越挑剔，轻便、牢固、功能强大、节能、外观漂亮等要求正指引着笔记本电脑的设计者们。

人体工程学的引入使设计出的机构让人们使用得更舒适。

关键词：

Pro/e笔记本电脑三维造型

BasedonPRO\Enotebookcomputer3DmodelingCADsystemdesign

Abstract:

The21stcenturyistheinformationage.AstheworldelectronicsindustrywiththerapiddevelopmentofInternet,unconsciously,people'

slifehasbeeninseparablefromthenetwork.Asthewindowofthenetwork-thecomputerhasbecomeanindispensabletoolforthemodern.Laptopsarehigh-techproductsofmoderntechnology,computeristhekinginseries.

Therapiddevelopmentofscienceandtechnology,withunprecedentedspeedimpactandchangingourstandardoflivingandproduction.Greatwealthofmaterial,sothatpeopleofvariousproductrequirementshasbeenafundamentalchange.Purelyfunctionalproductshavefailedtomeettheneedsofpeople'

slives.Artform,humanfashiondesignhasbecomethepreferredpublic.Peoplemoreandmorecriticaldesignrequirementsofnotebook,light,strong,powerful,energy-saving,beautifulappearance,andotherrequirementsareguidedlaptopdesigners.Withtheelectronics,chemical,materials,considerableprogressachievedinallareas,theserequirementsareconstantlybeingreachedandbeyond.Theartofmechanicalconstructionandthedesignoflaptopwithmoreandmorebeauty.Theintroductionoftheergonomicbodydesignedtogetpeopletousemorecomfortable.Ibelievetherewillbemoreinthenearfutureappearsmorecreativedesign.

Keywords:

Pro/enotebookcomputer3Dmodeling

附录1-6（工程图纸）

第一章综述

电脑技术的应用为我们的生活和工作带来了巨大改变，使我们的生活学习工作有了质的转变。

普通的用户对电脑的了解一般停留在应用的阶段，都基于电脑基础之上做一些应用开发和科研。

我们对电脑内部的电路了解多少呢，目前介绍电脑内部电路的资料和书籍很少，对于笔记本电脑的介绍更是少之又少了。

下面我们就笔记本电脑电路原理结构图做一介绍。

1、笔记本电脑电路结构框图

笔记本电脑的结构图所示，整体上分为五大部分。

（1）以CPU为核心连接了CPU的温度控制电路、CPU核心电压供给电路、CPU散热风扇控制电路。

（2）以内存控制器为核心连接了内存、显卡、CPU、I/O，起着承上启下的作用。

（3）以I/O控制器为核心分别连接了IDE（光驱和硬盘）、USB、网卡、声卡、PCI总线和扩展坞等器件的控制电路和接口电路。

（4）以LPC总线为核心分别连接了SIO（超级输入输出控制器）和SMC/KBC（系统管理控制器/键盘控制器）、FWH（固件集线器），而SIO又包括了串口、并口、红外、软驱的控制电路。

SMC/KBC又包括了键盘和鼠标的控制电路和系统管理控制器。

（5）电源供给电路和电池充电电路。

2、笔记本电脑主板单元电路综述

（1）下面我们就以支持迅驰的Intel的855GM芯片组的整套电路结构做一个简单的介绍。

　　PentiumM处理器CPU是计算机的大脑，是司令。

它管理和控制其他部件进行数据传输和处理。

　　PentiumM处理器是Intel专门为笔记本电脑设计的一款CPU，它以低频率、低电压和多种节能模式工作，达到了很高的节电水平和很好的性能。

它的一些特点如下：

　　1、片内集成32KB一级缓存和1MB二级缓存；

　　2、支持SSE2指令集；

　　3、支持增强的SpeedStep技术，可以调整核心电压和核心频率；

　　4、400MHz的CPU总线频率。

　　PentiumM引出CPU总线，也称前端总线，连接北桥芯片组。

其频率为400MHz，这其实是通过在100MHz时钟周期内采样四次实现的。

CPU总线信号使用AGTL+逻辑，这是一种信号的电器特性，它可以改善信号的质量，并降低功耗。

（2）IMVP-IV核心电压控制

　　IMVP-IV是为CPU提供核心供电的电路，由于PentiumM核心电压可调（有32种），所以要有一个能精确调整电压的电路。

除此以外，CPU还有一些关于电源管理的信号，也由IMVP-IV负责。

它帮助电脑实现了SpeedStep技术。

3温度传感器

将一个测温二极管安放在CPU下面，接到CPU相应管脚上，CPU内部的电路便可感知其自身的温度，并对一旦发生的高温提供保护。

测温二极管还常提供给其他控制芯片如ADM1023，实现温度监控，并完成一定的系统控制如风扇启动等。

4Intel855GMGMCH

图形内存控制集线器（Graphics&

MemoryControllerHub，GMCH），俗称北桥。

它内部集成了图形控制器（显示卡），内存控制器，被提供相应的接口连接显示设备和内存，同时它还连接PentiumM处理器与ICH4，其相当于CPU的管家，将CPU的指令分发给相应的模块，或将各模块向CPU的请求在恰当时候通报CPU。

它也像网络中使用的集线器，实现一点与多点的连接。

855图形内存控制集线器有三个版本：

855GM，855GME和855PM，其中855GME是855GM的增强版，它们管脚兼容。

855PM不再称GMCH，而是MCH，内存控制集线器，它内部不集成显示卡，也没有对应的显示输出，它与855GM/GME管脚不兼容。

5存储器接口和DDR内存

855GM支持PC1600和PC2100DDRSDRAM内存接口，可插接DDR200/266的内存条，最大支持2.0GB内存。

855GME和855PM还支持PC2700DDRSDRAM，即DDR333的内存。

笔记本电路提供SO-DIMM内存插槽，它是有别于台式机内存插槽的小型插槽，虽然信号标准是相似的。

在实际电路中，许多笔记本在主板上集成了内存以节约空间。

6LVDS接口和液晶显示器控制

LVDS学名低电压差分信号，是专门用于LCD的控制信号。

液晶显示器控制信号分两部分，即扫描点阵的信号，和控制背光灯亮度的信号。

7Intel82801DBMICH4-M（I/O控制器）

输入/输出控制集线器（I/OControllerHub4Mobile，ICH4-M），“4”代表第四代，它可以为系统提供强大的数据I/O支持。

它提供的接口和相应的周边设备有：

PCI总线、IDE设备（光驱和硬）、声卡、网卡、USB。

8IDE接口和IDE设备

ICH4-M提供两个独立的IDE信号通道，每个通道支持两个IDE设备，可提供16Mb/s的PIOIDE的传输或UltraATA100/66/33的传输，且每个IDE设备有独立的时钟。

IDE设备即硬盘和光驱等。

如今一种名为SerialATA（串行ATA）的IDE接口技术正在兴起，它具有传输速率高（现在为150Mb/s），传输线数量少的特点，Intel的ICH5已经支持了这种技术，但目前只用于台式机，其实SATA非常适用于笔记本电脑，相信不久，它一定会移植到笔记本上来。

9USB接口

ICH4支持6个USB2.0端口，而且这6个端口可以分别工作在高速、全速和低速方式下，ICH4中集成了两种控制起来负责USB接口，UHCI控制器和EHCI控制器，UHCI控制器负责全速和低速工作方式，EHCI控制器负责高速方式，可达480Mb/s，ICH4自动决定某一个USB端口被哪个控制器控制。

10PCI接口和PCI总线上的设备

ICH4提供133MHz的PCI接口，用以连接PCI总线。

PCI总线是广为使用的技术，很多板卡、设备支持这种接口，在台式机主板上，我们总能发现白色的PCI扩展槽，用来插接显示卡、声卡、网卡等。

笔记本不提供PCI扩展槽，以节约空间，它的PCI设备常常是直接做在主板上的。

11Docking

Docking称为坞插槽，用来连接扩展坞设备。

12LPC接口及LPC总线上的设备

短管脚计数总线（LowPinCount，LPC），它用少量的信号线完成较低速的数据传输（33Mb/s）。

ICH4直接提供了接口来引出LPC总线，LPC总线上一般连接FHW、SIO和KBC/SMC等设备。

13FWH

FWH的全称是FirmwareHub，即固件集线器，其内固化着最大8MB的系统BIOS和显示BIOS系统启动时，首先执行这段固化的程序，完成系统硬件资源的测试与配置?

并使计算机从硬盘加载操作系统。

不仅如此，它还在系统运行的全过程中担负着系统硬件层与操作系统的基本输入输出接口。

14SIO

超级输入输出接口（SuperInput/Output，SIO），它包括串口、并口、红外接口和软驱接口，这些接口全部通过PC87393模块组连接到LPC总线上，也就是说PC87393实现了LPC到各个不同I/O接口的信号转换，它也可以被认为是一个集线器?

PC87393上引出的各种I/O接口的信号线经过一定的处理，连接到插接件上，我们便能够在笔记本电脑的后面或侧面看到并使用它们了?

15SMC/KBC

与串口、并口等不同PS/2（键盘/鼠标接口）接口并不是由PC87393提供的，而是称为系统管理器（SystemManagementController，SMC）和键盘控制器（KeyboardController，KBC）。

从名字来看，它把两个不相关的东西放在了一起，确实如此，它除了提供两个PS/2接口用来连接键盘和鼠标外，还直接提供了键盘扫描电路，来连接内置的键盘，这也暗示了内置键盘并不是通过PS/2口与主板相连的?

SMC/KBC是由HitachiH8S/2149完成的，它是一个通用的微处理器，通过编程可以实现很多功能，这也是它将两个不相干的功能集于一身的原因。

16局域网连接器接口和局域网插口

这与前面提到的无线网络连接是不同的，这是一种基于有线的连接。

ICH4提供了LANConnection接口，及局域网连接器接口，该接口连到82562EM上，并引出RJ45插口，用于接入局域网。

82562EM只是完成LAN连接器接口信号到局域网线上信号的转换，真正管理网络的是网卡控制器，并集成在ICH4内。

17声卡AC97

ICH4支持AC97音频输入输出标准，即所谓的软声卡，它将音频信息以一定格式的数字信号输出，将此信号用解码器（Codec）解码，还原出音频信息，再经过数模转换器变为模拟信号，经过放大器放大，便可输出至耳机、音箱，发出声音。

电话线中的模拟信号也可以认为是声音，把Modem的Codec接在AC97的输出线上便可实现软猫。

另外AC97也支持音频输入。

Codec负责把输入信号（经数模转换后）编码给ICH4。

ICH4最多可连接7只Codec，完成7个通道输入输出。

18充电电路

充电电路是笔记本电脑的独有的部分，此部分电路实现的是对笔记本电脑上的锂离子电池充放电管理的，以防止电池过充产生危险。

19DC/DC（直流分配器）

将电池的输出直流电压或者外接电源输入的电压转变成各种不同电平的直流电压并提供一定的带负载能力，给电路各部分提供电源。

20CK-408

CK-408是一个时钟合成器及驱动器，它为系统中诸多总线提供不同频率的时钟，例如为CPU前端总线提供100MHz时钟，为PCI总线提供33MHz的时钟。

第二章Pro/ENGINEER软件介绍

2.1Pro/ENGINEER系统的产生与发展

计算机辅助设计（CAD）技术是近年来工程技术领域中发展最迅速、最引人注目的一项高级技术，它已成为工业生产现代化的重要标志。

它对加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质量、降低成本、增强企业市场竞争能力与创新能力发挥着重要作用。

它的应用及发展正引起一场产品工程设计与制造的技术革命，并对产品结构、产业结构、企业结构、管理结构、生产方式以及人才知识结构方面带来巨大影响。

作为CAD技术的主要载体，CAD方面的应用软件就显得越来越重要。

目前，国内市场上的CAD软件十分丰富，不仅有质优价廉的国产软件，还有一些未某个行业而专门设计的行业性CAD软件，更有许多在计算机辅助设计领域驰骋多年的老牌国外软件提供商的经典之作，它不仅未中国的用户带来了很多先进的设计思想和理念，而且为国内的CAD产业提供了与世界同步发展的机会。

Pro/ENGINEER系统是美国PTC公司推出的全参数化大型三维CAD/CAM一体化通用软件包。

PTC公司1985年成立于波士顿，现已发展为全球CAD/CAE/CAM/PDM领域最具代表性的著名软件公司，其软件产品的总体设计思想体现了MDA（MechanicalDesignAutomation）软件的新发展，所采取的新技术比其他MDA软件有优越性。

Pro/ENGINEER是同步工程（ConcurrentEngineering）观念的产物，成为实现同步工程创建了良好的软件环境。

所谓同步工程，其主要目的是以已有的系统步骤来整合产品设计及相关的制造和支援程序，以便大幅度缩短产品的设计时间，降低产品生产、测试成本。

PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关及工程数据库再利用等概念改变了CAD的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的标准。

利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品----Pro/ENGINEER软件能将产品从设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行统一产品的设计制造工作，即所谓的并行工程。

Pro/ENGINEER软件的功能非常强大，有80多个专用模块，为工业产品设计提供了完整的解决方案，集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金设计、铸件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据库管理等功能于一身。

它主要包括三维实体造型、装配模拟、加工仿真、NC自动编程以及有限元分析等常规功能模块，同时也有模具设计、钣金设计、电路布线和装配管路设计等专有模块，以实现DFM（DesignForManufacturing）、DFA（DesignForAssemble）、ID（InverseDesign）以及CE（ConcurrentEngineering）等先进的设计方法和模式，广泛应用于机械、电子、汽车、模具、航空、航天、家电、工业设计等行业。

PTC公司于1985年推出Pro/ENGINEER第一版，以后，以每年两个版本的速度向世界推出。

1988年PTC公司收购了CV（产品CADAS）和Winchill产品数据管理（PDM）软件，使其成为一个企业信息管理解决方案的超级供应商。

PTC公司推出的Pro/ENGINEER2000i更是MDA历史上的一个里程碑。

随着设计理念和设计方法的进步，Pro/ENGINEER也在不断推出新的版本。

2003年6月正式发布的Pro/ENGINEERWildfire（野火版），在功能上有了很大增强，在界面和使用风格上更加桌面化，操作更简洁、方便，更容易学习和掌握。

该软件在Pro/ENGINEER2001版本基础上新增众多新的功能，特别强调了设计过程的易用性及设计人员之间的互联性。

2004年5月，PTC公司正式推出了Pro/ENGINEER的最新版本----Pro/ENGINEERWildfire2.0.Pro/ENGINEERWildfire2.0提供直接融入到核心产品的符合ASMEY14.41标准的3D绘图功能，以及所有主要CAD系统的互操作性能。

此外，此版本通过将Pro/ENGINEER野火版用户模型扩展到钣金件、模拟和解决方案的其他领域，从而显著地增强了软件的实用性。

Pro/ENGINEER于1993年正式进入中国，并在相关领域迅速普及。

发展至今，已拥有相当大的用户群，目前许多大型企业都选用Pro/ENGINEER，同时国内许多大学也选用Pro/ENGINEER作为其研究开发的基础软件平台。

可以说，Pro/ENGINEER为专业人士提供了一个理想的设计环境，有力地推动了企业的技术进步。

2.2Pro/eENGINEER系统的参数化设计特性

Pro/ENGINEER是一个参数化、基于特征的实体造型系统，具有单一数据库功能，并且软件组成模块化，起最大的特点是参数化设计。

参数化设计就是指用参数来表示零件的形状、尺寸和属性，工程技术人员可以通过修改参数的值来修改零件的大小、形状和属性。

这种参数化设计的功能不但改变了设计的概念，并且姜设计的便捷性推进了一大步。

2.2.1基于特征的造型

Pro/ENGINEER是一个基于特征的实体模型建模工具。

它可根据工程设计人员的习惯思维模式，以各种特征作为设计的基本单位，方便地创建零件的实体模型。

如孔、倒角、倒圆、肋板和抽壳等，均为零件设计的基本特征。

用这种方法来建立形体，更自然、更直观，无须采用复杂的几何设计方式；

可以随意勾画草图，轻松改变模型。

这一功能也被称为特征驱动。

此外，因为以特征作为设计的单元，工程技术人员可以在设计过程中导入实际制造观念，在模型中可随时对特征做合理、不违反几何规则之顺序调整、插入、删除、重新定义等修正操作。

2.2.2单一数据库

单一数据库是指Pro/ENGINEER的零件、装配、工程图、加工等模块全部建立在统一的基础数据库上，在设计过程的任何一处进行改动，都反映在整个设计过程的相关环节上。

即Pro/ENGINEER具备了贯穿所有应用的完全关联性。

例如