[發(fā)明專(zhuān)利]榫卯加工模擬系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110562030.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113343325B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田海博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都東極六感信息科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/12
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/12;G06F30/13;G09B25/04
• 代理公司: 成都弘毅天承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 許志輝

1.榫卯加工模擬系統(tǒng)，應(yīng)用于客戶(hù)端，其特征在于：包括如下：

木頭生成模塊，用于將坐標(biāo)系中的若干個(gè)木塊組合形成木頭，并剔除木頭內(nèi)部不顯示的邊線(xiàn)；

框選模塊，用于框選需要選定的木塊；

木頭切割模塊，用于切割木頭，并記錄切割過(guò)程和回退過(guò)程；

數(shù)據(jù)庫(kù)，保存有預(yù)先設(shè)計(jì)的榫卯結(jié)構(gòu)，記錄已有榫卯結(jié)構(gòu)的模型數(shù)據(jù)與組合方向及運(yùn)動(dòng)距離；

其中，所述木頭生成模塊包括如下：

木塊生成模塊，用于在坐標(biāo)系中生成木塊；

木塊組合模塊，用于將坐標(biāo)系中的若干個(gè)木塊組合成木頭；

輪廓線(xiàn)剔除模塊，用于將木頭內(nèi)部不顯示的邊線(xiàn)和重復(fù)的邊線(xiàn)剔除；

木頭顯示模塊，用于顯示被剔除內(nèi)部不顯示邊線(xiàn)和重復(fù)邊線(xiàn)后的木頭。

其中，所述木頭切割模塊包括如下：

墨線(xiàn)方向選定模塊，用于確定墨線(xiàn)的方向；

墨線(xiàn)位置選定模塊，用于確定墨線(xiàn)在木頭上的投射位置；

切割模塊，用于沿著墨線(xiàn)切割木頭；

退回模塊，用于退回錯(cuò)誤的切割操作；

木頭組合模塊，用于將切割后的木頭進(jìn)行榫卯結(jié)合；

判斷模塊，用于判斷木頭之間是否榫卯成功；

記錄模塊，用于記錄切割模塊、退回模塊的操作以及生成成功的榫卯結(jié)果。

2.榫卯加工模擬方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、在坐標(biāo)系x，y，z三個(gè)方向上生成若干個(gè)木塊，并組合成一個(gè)木頭；

步驟二、在組合成木頭后，剔除木頭內(nèi)部不顯示的邊線(xiàn)和重復(fù)的邊線(xiàn)，并顯示剔除內(nèi)部邊線(xiàn)和重復(fù)邊線(xiàn)后的木頭；

步驟三、框選需要選定的木塊；

步驟四、確定墨線(xiàn)的起始點(diǎn)、結(jié)束點(diǎn)，以起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)為準(zhǔn)畫(huà)切線(xiàn)，確定墨線(xiàn)方向和投射位置后，將切線(xiàn)投射到木塊上形成墨線(xiàn)；

步驟五、根據(jù)墨線(xiàn)進(jìn)行木塊切割，若發(fā)送錯(cuò)誤操作，退回切割操作；

步驟六、將所有按照步驟一～步驟五切割好的木頭組合后判定榫卯是否成功；

所述步驟六中，榫卯結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)庫(kù)中已有榫卯結(jié)構(gòu)和自創(chuàng)式榫卯結(jié)構(gòu)，其中，數(shù)據(jù)庫(kù)中已有榫卯結(jié)構(gòu)的木頭組合成功判定規(guī)則為：

數(shù)據(jù)庫(kù)中會(huì)記錄已有榫卯結(jié)構(gòu)的模型數(shù)據(jù)與組合方向及運(yùn)動(dòng)距離，加工完成后判斷該加工結(jié)構(gòu)是否完全匹配模型結(jié)構(gòu)，匹配即判斷榫卯組合成功，反之則失敗；

另外，自創(chuàng)式榫卯結(jié)構(gòu)的木頭組合成功判定規(guī)則為：

木頭與木頭之間可進(jìn)行n階數(shù)組合，重合區(qū)間內(nèi)木塊均為可加工木塊，其中階數(shù)與組合木塊總體積的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：

V＝12×n³；

其中，V表示n階數(shù)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)目標(biāo)木塊的體積，12為單個(gè)加工木塊體積；

當(dāng)進(jìn)行n階數(shù)木頭組合時(shí)，首先確定待組合木頭的運(yùn)動(dòng)方向，木頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中如發(fā)生碰撞，木頭即停止運(yùn)動(dòng)，停止后檢測(cè)單獨(dú)每個(gè)加工木塊朝指定接觸面發(fā)出的射線(xiàn)長(zhǎng)度，同時(shí)加總計(jì)算當(dāng)前所有可加工木塊總體積，若射線(xiàn)長(zhǎng)度為0且可加工木塊總體積之和等于V，則榫卯組合成功，反之，若存在射線(xiàn)長(zhǎng)度不為0或加工木塊總體積不等于V，則榫卯組合失敗；

步驟七、記錄步驟六生成成功的榫卯結(jié)果。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的榫卯加工模擬方法，其特征在于：

所述步驟二中剔除重復(fù)的邊線(xiàn)方法具體包括：為每一個(gè)木塊的每個(gè)頂點(diǎn)按順序添加索引號(hào)，按索引號(hào)順序相鄰的兩個(gè)頂點(diǎn)生成一條直線(xiàn)，頂點(diǎn)坐標(biāo)位置相同但索引號(hào)順序不同的直線(xiàn)判斷為同一條直線(xiàn)，三條不同的直線(xiàn)組成一個(gè)三角面，若三角面的任意兩條直線(xiàn)向量的點(diǎn)積等于1，表示兩條邊的夾角為0，即三個(gè)點(diǎn)在同一條直線(xiàn)上，此時(shí)剔除中間的頂點(diǎn)，三條邊只保留其中一條；

所述步驟二中剔除木頭內(nèi)部不顯示的邊線(xiàn)方法具體包括：為每一個(gè)木塊的每個(gè)頂點(diǎn)按順序添加索引號(hào)，按索引號(hào)順序相鄰的兩個(gè)點(diǎn)生成一條直線(xiàn)，頂點(diǎn)坐標(biāo)位置相同但索引號(hào)順序不同的直線(xiàn)判斷為同一條直線(xiàn)，三條不同的直線(xiàn)組成一個(gè)三角面，當(dāng)一條直線(xiàn)屬于兩個(gè)法線(xiàn)相同的三角面，則該兩個(gè)三角面在同一個(gè)面上，剔除該條直線(xiàn)。