[發明專利]一種凸殼橡皮筋模擬二維產品緊湊布局的變節拍操作方法

有效

• 申請號: 201610692002.0
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN106326539B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 魯娟;廖小平
• 申請（專利權）人: 欽州學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

1.一種凸殼橡皮筋模擬二維產品緊湊布局的變節拍操作方法，所述凸殼橡皮筋模擬二維產品緊湊布局，將包含在二維布局空間內的各組件分別簡化為在模型平面上的投影，即二維的凸殼，橡皮筋環繞在各組件的凸殼外圍，構成凸殼橡皮筋模型，該模型的橡皮筋的彈性力施加于參與布局的各凸殼，使凸殼產生移動、碰撞后旋轉與滑移，最終得到二維產品的緊湊布局；所述凸殼橡皮筋模型的橡皮筋環繞n個凸殼,n為大于2的整數，其特征在于主要步驟如下：

Ⅰ、計算d

取所述凸殼橡皮筋模型內n個凸殼的內接圓中最小的直徑為d；

Ⅱ、計算S

計算所述凸殼橡皮筋模型內的n個凸殼面積之和，即，

Ⅲ、計算S_t

計算本時間節拍T_t初始時刻所述凸殼橡皮筋模型的面積S_t；

Ⅳ、估算

在每個時間節拍T_t初始時刻，模型中橡皮筋被拉長，通過胡克定律估算其彈性張力F，求出與橡皮筋接觸的每個凸殼受到的張力F_it；估算橡皮筋張力作用下這些凸殼移動的速度v_it，得到在該時間節拍T_t本模型中各凸殼的初始平均速度

Ⅴ、計算L_t

根據步驟Ⅱ計算所得的S和步驟Ⅲ所得S_t計算本時間節拍T_t初始時刻的L_t

Ⅵ、選擇系數k

根據凸殼數量和形狀的復雜性選取k值,0.01≤k≤0.6；

Ⅶ、計算當前節拍距離D_Tt

步驟Ⅰ所得d和步驟Ⅴ所得L_t中較小的值與步驟Ⅵ所得k的乘積為當前節拍距離D_Tt，即：

D_Tt＝k×Min{d,L_t}

將當前節拍距離D_Tt轉化為當前時間節拍T_t；

D_T除以步驟Ⅳ所得的本節拍內各凸殼的初始平均速度得到時間T_t＝δT_t’，δ＝0.5～0.9；

Ⅷ、分析檢測

基于步驟Ⅶ所得當前時間節拍T_t，通過碰撞檢測得到各凸殼之間碰撞點的位置、碰撞時間以及碰撞點的受力；得到本時間節拍內各凸殼產生的相應物理運動及本時間節拍結束時各凸殼的位置；

Ⅸ、檢查

檢查步驟Ⅷ完成后當前各凸殼布局是否為緊湊布局，若已為緊湊布局，結束；若未實現緊湊布局，返回步驟Ⅲ。

2.根據權利要求1所述的凸殼橡皮筋模擬二維產品緊湊布局的變節拍操作方法，其特征在于：

所述步驟Ⅳ中采用復數矢量法分析各凸殼與橡皮筋接觸的頂點的受力，由牛頓第二定律估算每個凸殼的平移的速度v_i，各凸殼移動的初始平均速度為。

3.根據權利要求1所述的凸殼橡皮筋模擬二維產品緊湊布局的變節拍操作方法，其特征在于：

所述步驟Ⅶ中當前節拍距離D_Tt轉化為當前時間節拍T_t時，當各凸殼間隙面積(S_t-S)大于步驟Ⅱ計算所得的各凸殼面積之和S時，設置δ為0.7～0.9；反之設置δ為0.5～0.6。

4.根據權利要求1所述的凸殼橡皮筋模擬二維產品緊湊布局的變節拍操作方法，其特征在于：

所述步驟Ⅸ中同時滿足以下三個條件判斷當前布局已為緊湊布局：

Ⅸ-1、當前布局狀態下凸殼橡皮筋模型中各凸殼不能再移動，

Ⅸ-2、當前布局狀態的凸殼橡皮筋模型面積小于上一時間節拍結束時刻、即本時間節拍初始時刻的凸殼橡皮筋模型面積，

Ⅸ-3、凸殼橡皮筋模型中多個凸殼圍成的封閉區域面積小于該封閉區域外圍的任一凸殼面積的H值；預先設定的H為12％-20％。