[發明專利]一種獲取緊湊型電子設備的支撐殼體可設計空間的方法

有效

• 申請號: 202110269732.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113268821B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 王清輝;李帥
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開一種獲取緊湊型電子設備的支撐殼體可設計空間的方法，該方法包括步驟：S1、對于緊湊型電子設備的支撐殼體模型，識別其單個矢量方向上的光照組合面并提取拓撲信息；S2、基于模型拓撲信息構建曲面去填充支撐殼體光照組合面的孔洞、縫隙等細節；S3、通過布爾并集運算將光照組合面合并為一張包絡曲面；S4、對緊湊型電子設備的堆疊組件模型進行三角網格化，再進行空間剖分生成體素模型；S5、利用支撐殼體的包絡曲面和堆疊組件的體素模型分別對ID面進行裁剪，裁剪后得到的空間即為包絡曲面與電子設備ID面之間的可設計空間。本發明適應性高，通過程序設計構建曲面模型，得到可設計空間，提高了設計效率。

技術領域

本發明屬于計算機輔助設計與制造領域，更具體地，涉及一種獲取緊湊型電子設備的支撐殼體可設計空間的方法。

背景技術

包括智能手機或平板電腦等在內的緊湊型電子設備，由于不同類別的電子設備型號眾多，其殼體結構和堆疊組件設計大不相同，因此其設備殼體內部用于支撐結構設計的空間的大小和形狀也不盡相同。該空間內設計的支撐結構需要滿足良好的散熱功能用于有效排除設備運行時產生的熱量；同時也需要滿足設備意外掉落和意外撞擊的耐久性和壓力測試的可靠性；還需要充分利用內部的設計空間，在材料和制造方法等成本的約束條件下得到較好的支撐結構。因此殼體結構和堆疊組件設計愈加復雜且需要不斷優化。

在快速計算可設計空間用于支撐結構設計的方面上，目前已有的CAD/CAE相關軟件和技術需根據設計者的經驗及仿真分析來設計并優化設備的結構(朱宏偉.N型全觸摸屏手機結構設計和機械性能分析[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學，2013)，但是該工作方法耗費的時間長，效率低下，難以滿足電子設備的快速發展需求。

在影響電子設備產品可靠性方面上，通過調整設備結構設計因子(螺釘間距、芯片與殼體的間隙、填充料等)來保證設備的可靠性(石磊.手機結構設計因子對產品級跌落可靠性的影響[J].2020)。但是，該方法僅提供電子設備在設計過程中規避板級封裝失效的思路，并未考慮電子設備內部空間結構及其他堆疊組件對設備結構設計的影響。

發明內容

為解決上述的技術問題，本發明提出一種獲取緊湊型電子設備的支撐殼體可設計空間的方法。該方法根據模型的拓撲信息，通過設計生成曲面去填充支撐殼體包絡曲面上孔洞和縫隙，根據八叉樹剖分的原理，將電子設備的堆疊組件體素化，從而達到簡化堆疊組件幾何特征的目的，利用支撐殼體的包絡曲面和ID面上放置的簡化后的堆疊組件以及電池等器件，對ID面進行裁剪，可以獲取設備內部用于支撐結構設計的可設計空間。在設計空間內，通過定義載荷，指定制造方法、材料，利用衍生式設計得到數以千計的設計方案，對計算結果進行篩選得到最優的結構設計結果。

本發明至少通過如下技術方案之一實現。

一種獲取緊湊型電子設備的支撐殼體可設計空間的方法，包括以下步驟：

S1、對于緊湊型電子設備的支撐殼體模型，識別其單個矢量方向上的光照組合面并提取拓撲信息；

S2、基于支撐殼體模型拓撲信息構建用于填充支撐殼體光照組合面的孔洞、縫隙的曲面；

S3、將光照組合面合并為一張包絡曲面；

S4、對緊湊型電子設備的堆疊組件模型進行網格化模型，再進行空間剖分生成體素模型；

S5、利用支撐殼體的包絡曲面和堆疊組件的體素模型分別對ID面進行裁剪，裁剪后得到的空間即為包絡曲面與電子設備ID面之間的可設計空間。

優選的，所述包絡曲面是指能夠保留電子設備一個或多個器件的特定方向上幾何形狀的曲面；包絡曲面需要忽略縫隙、孔洞和內腔等細節，其中所述特定方向是指與電子設備后殼背面同向的方向。

優選的，所述包絡曲面通過布爾并運算合并得到。