[發明專利]立體表面相貫線剖面幾何圖形與空間折線展開法

有效

• 申請號: 201611269346.7
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106780763B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 鄭建平;曹金秋
• 申請（專利權）人: 山東世聯環保科技開發有限公司
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00
• 代理公司: 北京鵬帆慧博知識產權代理有限公司 11903
• 代理人: 劉琳

1.立體表面相貫線剖面幾何圖形與空間折線展開法，其特征在于，利用立體平面與立體曲面的立體表面相貫線所在的剖面幾何圖形的性質與剖面幾何圖形的空間折線：剖面幾何圖形為簡單的規則平面幾何圖形，則可直接使用幾何圖形的性質展開；剖面幾何圖形為復雜的平面幾何圖形，則可通過多次空間折線逐漸累積相貫線所在剖分面中的相貫線上的點，類似“點動成空間線”的微積分概念，進而形成完整的立體表面相貫線；

立體表面相貫線剖面幾何圖形與空間折線展開法，按如下步驟進行：

a.用AutoCAD在三維建模工作空間，使用AutoCAD中LINE“直線”命令分別在三維建模工作空間的UCS“世界坐標系”中的XYZ坐標系中按1:1比例幾何尺寸要求創建各面平面且不垂直的六面體的其中一個面的各個棱，將該面各個棱使用REGION“面域”命令創建面積，再使用EXTRUDE“拉伸”命令，創建各面平面且不垂直的六面體的三維實體模型；

b.用AutoCAD在三維建模工作空間，使用AutoCAD中CIRCLE“圓”命令分別在三維建模工作空間的UCS“世界坐標系”中的XYZ坐標系中按1:1比例幾何尺寸要求創建圓柱體的上、下圓底，將該圓底面圓使用REGION“面域”命令創建面積，再使用EXTRUDE“拉伸”命令，創建圓柱體的三維實體模型；

c.用AutoCAD在三維建模工作空間，使用AutoCAD中LINE“直線”命令分別在三維建模工作空間的UCS“世界坐標系”中的XYZ坐標系中按1:1比例幾何尺寸要求創建各面平面且不垂直的六面體的各個面的各個棱，至此形成各面平面且不垂直的六面體的三維線框模型；

d.用AutoCAD在三維建模工作空間，使用AutoCAD中CIRCLE“圓”命令分別在三維建模工作空間的UCS“世界坐標系”中的XYZ坐標系中按1:1比例幾何尺寸要求創建圓柱體的上、下圓底，圓柱體的長度可按其外側圓底中心與六面體的內部且平行于圓柱體中心投影的長度，以圖紙的定位尺寸給出，再使用LINE“直線”命令分別連接上、下圓底的四個象限點，至此形成由圓柱體圓底及其象限點連線組成圓柱體三維線框模型；

e.通過幾何關系將圓柱體上、下底面圓的現象點的連線與其相連的六面體上的一個面上做出四個交點，并對稱連線使其相互垂直形成軸線，使用UCS“世界坐標系”中3“3點”命令，將UCS“世界坐標系”的X軸、Y軸分別平行于軸線，再使用ELLIPSE“橢圓”命令，通過軸線上的四個交點創建相貫線的剖面橢圓，以后暫稱為“剖面橢圓”；

f.將圓柱體三維線框模型的上、下底面圓通過與六面體棱相交的母線劃分成兩部分或按使用按需劃分，并分別將上、下底面圓的兩部分的周長使用DIV“定數等分”命令等分成相同份數，并使用點樣式命令選擇一種便于觀察的點樣式，再分別將上、下圓底周長等分點用LINE“直線”命令連接，連線與圓柱體中心線平行，本系列線暫稱為“圓柱體剖面母線”；

g.圓柱體剖面母線與相貫線的剖面橢圓形成與DIV“定數等分”數量相等的交點，使用TRIM“修剪”命令或半徑為0的FILLET“圓角”命令或距離為0的CHAMFET“倒角”命令去掉六面體內的圓柱體剖面母線與剖面橢圓，此時使用立體表面相貫線所在的剖面幾何圖形的性質即完成圓柱體與六面體形成相貫線的側面展開圖的三維線框模型；

h.重新創建相貫線的剖面橢圓，圓柱體剖面母線與剖面橢圓形成與DIV“定數等分”數量相等的交點，使用TRIM“修剪”命令或半徑為0的FILLET“圓角”命令或距離為0的CHAMFET“倒角”命令去掉六面體內的剖面橢圓部分，使用COPY“復制”命令依次以交點為端點復制剖面橢圓的軸線，使其連線分別與六面體棱線形成交點，本系列交點暫稱為“剖面棱交點”，再去掉向六面體內的軸線部分；

i.使用UCS“世界坐標系”中3“3點”命令，將UCS“世界坐標系”的X軸、Y軸分別平行于與六面體形成相貫線的含剖面交點棱的另一個面上的棱，然后使用LINE“直線”，依次分別通過剖面棱交點做直線，該系列直線與圓柱體剖面母線形成一系列交點，本系列交點暫稱為“相貫線剖面交點”，使用PLINE“樣條曲線”命令通過該系列相貫線剖面交點創建相貫線，去掉圓柱體外的直線，此時使用立體表面相貫線所在立體平面與立體曲面的立體表面相貫線所在的剖面幾何圖形的性質與剖面幾何圖形的空間折線即完成圓柱體與六面體形成相貫線的側面展開圖的三維線框模型；

j.將通過EXTRUDE“拉伸”命令創建的圓柱體與六面體的三維實體模型與上述c、d、e、f、g、h、i過程形成的圓柱體與六面體的三維線框模型的各自基準點重合，目視便可以察覺圓柱體與六面體三維線框模型中使用“立體表面相貫線剖面幾何圖形與空間折線”及SPLINE“樣條曲線”命令創建的相貫線與圓柱體與六面體的三維實體模型中實體相交形成的相貫線的空間位置偏差，如果空間位置偏差不滿足要求，需使用更多等分點重復上述步驟；

k.圓柱體與六面體三維線框模型中使用“立體表面相貫線剖面幾何圖形與空間折線”及SPLINE“樣條曲線”命令創建的相貫線空間位置偏差滿足要求后，使用LIST“列表顯示”命令，依次統計所有圓柱體中保留的“圓柱體剖面母線”部分線段長度；

l.將統計的圓柱體中保留的“圓柱體剖面母線”部分線段長度及圓柱體中圓底周長的等分長度，以線段長代替圓弧長，在二維平面上依次按其相應長度及原空間幾何垂直關系畫出平面圖形，使用SPLINE“樣條曲線”命令將在二維平面上的圓柱體相交端相貫線側面展開圖中相貫線端的線段端點依次分別連接；

m.將在圓柱體相交端相貫線側面展開圖中各線段分別標注尺寸，并選擇部分特殊位置點的線段作為預留卷制對齊線，以實現可手工在板材上1:1畫大樣及卷制校正對齊檢驗作用；

n.至此，一個圓柱體的軸線與一個各面平行且不垂直的六面體的兩個面平行的立體相交形成兩個不同面內的相貫線，圓柱體相交端相貫線側面展開放樣全部完成；可直接導入數控機床進行自動切割作業，也可在板材上按展開圖所標注尺寸1:1比例畫出大樣或直接在管材上所標注尺寸1:1比例畫出大樣，手工切割作業；

o.將切割后的板材按預留卷制對齊線的定位檢驗要求卷制后，再按預留卷制對齊線組對焊接校正，即完成一個圓柱體的軸線與一個各面平行且不垂直的六面體的兩個面平行的立體相交形成兩個不同面內的相貫線，展開圓柱體相交端相貫線放樣與制作作業。

2.根據權利要求1所述的立體表面相貫線剖面幾何圖形與空間折線展開法，其特征在于，所述立體表面相貫線剖面幾何圖形與空間折線展開法，不僅適用于立體平面與立體曲面形成的立體表面含相貫線的側面展開，而且可以通過空間折線展開一部分立體曲面與立體曲面形成的立體表面含相貫線的側面。