CN108733916A - 一种撑线展开法的交叉线的求取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种撑线展开法的交叉线的求取方法，通过对锥台外壳板曲面作取锥台母线，将所述锥台母线以相邻三条为一组，选取第一母线的顶分点或者底分点作为第一连接点，选取第二母线的任意点作为第二连接点，选取第三母线的顶分点或者底分点作为第三连接点，利用三点圆弧作图法求取第一圆弧交叉线和第二圆弧交叉线的两条交叉曲线段，该交叉曲线段贴合于锥台外壳板的表面，以第一圆弧交叉线和第二圆弧交叉线作为实长值开展撑线法展开工作，克服了展开样中三角形斜边非实长值的缺陷，确保了展开样斜对角边长度的精确性，从而提高展开样的精确度。

Description

一种撑线展开法的交叉线的求取方法及装置

技术领域

本发明曲面展开技术领域，尤其涉及一种撑线展开法的交叉线的求取方法及装置。

背景技术

一直以来曲面展开技术都是船舶建造领域中的热点和难点，船体构件的展开是为号料工序提供施工依据，其展开的基本原理是将不可平展的曲面划分为许多小曲面，当小曲面足够小时，就可以将这些小曲面当做平面或者单向曲度面进行展开，曲面展开法主要有撑线展开法和准线展开法。

撑线展开法，用于将曲面分成许多小三角形的展开法，一般运用于双曲度偏大或三维曲率较大的外壳板展开，尤其适用于不可展外壳板的放样展开工作。例如对于不规则锥台外壳板的常规放样展开，就是需要应用此方法进行展开的：首先，在不规则锥台三维线框图中，选取若干条锥台母线作为径向展开线，然后将相邻母线的顶点与底点交叉相连，得到交叉展开线，此时，锥台外壳板被细分为若干个三角形，量取每一个三角形的每条边实长，并以实长值分别作出所有的三角形，最后，按次序拼合这些三角形，得到的图形即为锥台外壳板展开样。

最终的展开样是由一个个三角形拼合而成的，所以每一个三角形的准确性就构成了最终展开样精准度的要素，每个三角形均由一条环向展开线、一条径向展开线和一条交叉展开线组成，除了交叉展开线浮离于锥台外壳板曲面外，其余两条边均处于锥台外壳板曲面上，因此，上述的交叉展开线的实长只是一个近似值。

针对这种情况，目前使用的方式在展开设置时，选取足够多的锥台母线，既设置尽可能多的三角形，令交叉展开线与锥台外壳板曲面浮离度趋于变小，其长度也趋向接近实长值。但无止境地增加三角形个数的作法，不但消耗精力大，而且大量的三角形拼合势必又造成累积误差，使展开结果并不能确保精确性。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种简化曲面展开过程且确保展开样精度的撑线展开法的交叉线的求取方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种撑线展开法的交叉线的求取方法，包括：

S1、获取不规则锥台的三维线框图；

S2、根据所述锥台的顶锥面边线的直线度取若干个顶分点，根据所述锥台的底锥面边线的直线度取与所述顶分点相等数量的底分点；

S3、将所述顶分点和所述底分点一一对应相连接，获取锥台母线；

S4、对所述锥台母线进行分组，以三条相邻的所述锥台母线为一组，分别定义为第一母线，第二母线，第三母线；

S5、对每组所述锥台母线求取交叉线，以所述第一母线的顶分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的底分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第一圆弧交叉线；以所述第一母线的底分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的顶分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第二圆弧交叉线。

作为优选方案，在步骤S2中包括：

S201、设置预设直线度值；

S202、获取相邻的所述顶分点之间或者所述底分点之间的当前直线度值；

S203、判断所述当前直线度值是否大于所述预设直线度值，若是，则执行步骤S204,若否，则执行步骤S204；

S204、增加所述顶分点或者所述底分点的数量并返回执行步骤S202

S205、执行步骤S3。

作为优选方案，在所述步骤S2中还包括：

根据公式2n+1进行确定所述顶分点或者所述底分点的数量，其中，n为从1开始的自然数。

作为优选方案，在步骤S5中包括：

取所述第二母线的中点作为所述第一圆弧交叉线或者所述第二圆弧交叉线的连接点。

本发明还提供了一种撑线展开法的交叉线的求取装置，包括：

线框获取模块，用于获取不规则锥台的三维线框图；

边线分点模块，根据所述锥台的顶锥面边线的直线度取若干个顶分点，根据所述锥台的底锥面边线的直线度取与所述顶分点相等数量的底分点；

连接模块，用于将所述顶分点和所述底分点一一对应相连接，获取锥台母线；

分组模块，用于对所述锥台母线进行分组，以三条相邻的所述锥台母线为一组，分别定义为第一母线、第二母线以及第三母线；

交叉线求取模块，用于对对每组所述锥台母线求取交叉线，以所述第一母线的顶分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的底分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第一圆弧交叉线；以所述第一母线的底分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的顶分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第二圆弧交叉线。

作为优选方案，所述边线分点模块包括：

直线度设置单元：用于设置预设直线度值；

直线度获取单元：用于获取相邻的所述顶分点之间或者所述底分点之间的当前直线度值；

直线度判读单元：判断所述当前直线度值是否大于所述预设直线度值，若是，则执行分点增加单元，若否，则执行所述连接模块；

分点增加单元，用于增加所述顶分点或者所述底分点的数量并返回执行所述直线度获取单元。

作为优选方案，所述边线分点模块包括：

分点数量计算单元，用于根据公式2n+1进行确定所述顶分点或者所述底分点的数量，其中，n为从1开始的自然数。

作为优选方案，所述交叉线作取模块包括：

第二母线中点确定单元，用于取所述第二母线的中点作为所述第一圆弧交叉线或者所述第二圆弧交叉线的连接点。

本发明实施例所提供的撑线展开法的交叉线的求取方法及装置，与现有技术相比，其有益效果是：本发明通过将所述锥台母线以相邻三条为一组，选取第一母线的顶分点或者底分点作为第一连接点，选取第二母线的任意点作为第二连接点，选取第三母线的顶分点或者底分点作为第三连接点，利用三点圆弧作图法求取两条交叉曲线段，该交叉曲线段贴合于锥台外壳板的表面，以所述第一圆弧交叉线和第二圆弧交叉线作为实长值开展撑线法展开工作，克服了展开样中三角形斜边非实长值的缺陷，确保了展开样斜对角边长度的精确性，从而提高展开样的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例的撑线展开法的交叉线的求取方法流程框图。

图2为本发明优选实施例的撑线展开法的交叉线的求取方法中步骤2的流程框图。

图3应用本发明优选实施例的撑线展开法的交叉线的求取方法的结果示意图。

图中：1.顶锥面边线；2.底锥面边线；3.第一母线；4.第二母线；5.第三母线；6.第一圆弧交叉线；7.第二圆弧交叉线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图3所示，本发明优选的实施例提供了一种撑线展开法的交叉线的求取方法，包括：

S1、获取不规则锥台的三维线框图；

S2、根据所述锥台的顶锥面边线1的直线度取若干个顶分点，根据所述锥台的底锥面边线2的直线度取与所述顶分点相等数量的底分点；

S3、将所述顶分点和所述底分点一一对应相连接，获取锥台母线；

S4、对所述锥台母线进行分组，以三条相邻的所述锥台母线为一组，分别定义为第一母线3、第二母线4以及第三母线5；

S5、对每组所述锥台母线求取交叉线，以所述第一母线3的顶分点、所述第二母线4的任意点以及所述第三母线5的底分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第一圆弧交叉线6；以所述第一母线3的底分点、所述第二母线4的任意点以及所述第三母线5的顶分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第二圆弧交叉线7。

基于上述技术特征的撑线展开法的交叉线的求取方法，通过将所述锥台母线以相邻三条为一组，选取第一母线3的顶分点或者底分点作为第一连接点，选取第二母线4的任意点作为第二连接点，选取第三母线5的顶分点或者底分点作为第三连接点，利用三点圆弧作图法求取两条交叉曲线段，该交叉曲线段贴合于锥台外壳板的表面，以所述第一圆弧交叉线6和第二圆弧交叉线7作为实长值开展撑线法展开工作，克服了展开样中三角形斜边非实长值的缺陷，确保了展开样斜对角边长度的精确性，从而提高展开样的精确度。

进一步的，在步骤S2中包括：

S201、设置预设直线度值；

S202、获取相邻的所述顶分点之间或者所述底分点之间的当前直线度值；

S203、判断所述当前直线度值是否大于所述预设直线度值，若是，则执行步骤S204,若否，则执行步骤S204；

S204、增加所述顶分点或者所述底分点的数量并返回执行步骤S202

S205、执行步骤S3。

通过获取在所述顶分点之间或者所述底分点之间的线段的当前直线度，并判断所述当前直线度是否在所述预设直线度的范围之内，若不在所述预设直线度的范围内，则需增加分点的数量，依次类推，直至全部分点之间的线段的直线度在所述预设直线度的范围之内，保证曲面展开的精确度。

进一步的，在所述步骤S2中还包括：

根据公式2n+1进行确定所述顶分点或者所述底分点的数量，其中，n为从1开始的自然数，有利于后续步骤中对所述锥台母线进行分组，使得全部所述锥台母线均可使用该求取方法获取交叉曲线段。

进一步的，在步骤S5中包括：

取所述第二母线4的中点作为所述第一圆弧交叉线6或者所述第二圆弧交叉线7的第二连接点,所述第二连接点优先为所述第二母线4的中点，使得作取的所述第一圆弧交叉线6或者所述第二圆弧交叉线7更加贴合于锥台外壳板的表面，进一步提高了展开样的精确度。

如图3所示，在所述顶锥面边线1和所述底锥面边线2作取锥台母线并分组，以母线gg’为第一母线3，母线hh’为第二母线4以及母线i i’为第三母线5为例子，将所述第一母线3的顶分点作为第一连接点，所述第二母线4的中点作为第二连接点以及所述第三母线5的底分点作为第三连接点，根据三点圆弧作图获取第一圆弧交叉线6；以所述第一母线3的底分点作为第一连接点、所述第二母线4的中点作为第二连接点以及所述第三母线5的顶分点作为第三连接点，根据三点圆弧作图获取第二圆弧交叉线7，将锥台外壳板的表面全部都作取了所述第一圆弧交叉线6和所述第二圆弧交叉线7后，再利用CAD/CAM等计算机软件完成展开样的计算绘制工作，

本发明实施例中通过利用所述第一连接点、第二连接点和第三连接点不在同一直线上的特点，对其根据三点圆弧作图法作取所述第一圆弧交叉线6和所述第二圆弧交叉线7，所述第一圆弧交叉线6和所述第二圆弧交叉线7是符合锥台外壳板曲率的空间交叉曲线段，贴合于锥台外壳板的表面，以第一圆弧交叉线6和所述第二圆弧交叉线7作为实线长进行撑线展开法的展开工作，克服了常规方式获取的交叉线浮离于锥台外壳板曲面外的缺陷，提高了展开样中三角形的斜对角线的精确度，从而提高了锥台曲面展开的精确度。

以上是对本发明实施例提供的一种撑线展开法的交叉线的求取方法的一个实施例进行详细的描述，以下将对本发明实施例提供的一种撑线展开法的交叉线的求取装置的一个实施例进行详细的描述。

本发明实施例提供的一种撑线展开法的交叉线的求取装置，包括：

线框获取模块，用于获取不规则锥台的三维线框图；

边线分点模块，根据所述锥台的顶锥面边线1的直线度取若干个顶分点，根据所述锥台的底锥面边线2的直线度取与所述顶分点相等数量的底分点；

连接模块，用于将所述顶分点和所述底分点一一对应相连接，获取锥台母线；

分组模块，用于对所述锥台母线进行分组，以三条相邻的所述锥台母线为一组，分别定义为第一母线3、第二母线4以及第三母线5；

交叉线求取模块，用于对每组所述锥台母线求取交叉线，以所述第一母线3的顶分点、所述第二母线4的任意点以及所述第三母线5的底分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第一圆弧交叉线6；以所述第一母线3的底分点、所述第二母线4的任意点以及所述第三母线5的顶分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第二圆弧交叉线7。

进一步的，所述边线分点模块包括：

直线度设置单元：用于设置预设直线度值；

直线度获取单元：用于获取相邻的所述顶分点之间或者所述底分点之间的当前直线度值；

直线度判读单元：判断所述当前直线度值是否大于所述预设直线度值，若是，则执行分点增加单元，若否，则执行所述连接模块；

分点增加单元，用于增加所述顶分点或者所述底分点的数量并返回执行所述直线度获取单元。

进一步的，所述边线分点模块包括：

分点数量计算单元，用于根据公式2n+1进行确定所述顶分点或者所述底分点的数量，其中，n为从1开始的自然数。

进一步的，所述交叉线作取模块包括：

第二母线中点确定单元，用于取所述第二母线4的中点作为所述第一圆弧交叉线6或者所述第二圆弧交叉线7的第二连接点。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了更加方便以及简洁的描述，上述中描述的装置、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种撑线展开法的交叉线的求取方法，其特征在于，包括：

S1、获取不规则锥台的三维线框图；

S2、根据所述锥台的顶锥面边线的直线度取若干个顶分点，根据所述锥台的底锥面边线的直线度取与所述顶分点相等数量的底分点；

S3、将所述顶分点和所述底分点一一对应相连接，获取锥台母线；

S4、对所述锥台母线进行分组，以三条相邻的所述锥台母线为一组，分别定义为第一母线，第二母线，第三母线；

S5、对每组所述锥台母线求取交叉线，以所述第一母线的顶分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的底分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第一圆弧交叉线；以所述第一母线的底分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的顶分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第二圆弧交叉线。

2.根据权利要求1所述的撑线展开法的交叉线的求取方法，其特征在于，在步骤S2中包括：

S201、设置预设直线度值；

S202、获取相邻的所述顶分点之间或者所述底分点之间的当前直线度值；

S203、判断所述当前直线度值是否大于所述预设直线度值，若是，则执行步骤S204,若否，则执行步骤S204；

S204、增加所述顶分点或者所述底分点的数量并返回执行步骤S202；

S205、执行步骤S3。

3.根据权利要求1所述的撑线展开法的交叉线的求取方法，其特征在于，在所述步骤S2中还包括：

根据公式2n+1进行确定所述顶分点或者所述底分点的数量，其中，n为从1开始的自然数。

4.根据权利要求1所述的撑线展开法的交叉线的求取方法，其特征在于，在步骤S5中包括：

取所述第二母线的中点作为所述第一圆弧交叉线或者所述第二圆弧交叉线的连接点。

5.一种撑线展开法的交叉线的求取装置，其特征在于，包括：

线框获取模块，用于获取不规则锥台的三维线框图；

边线分点模块，根据所述锥台的顶锥面边线的直线度取若干个顶分点，根据所述锥台的底锥面边线的直线度取与所述顶分点相等数量的底分点；

连接模块，用于将所述顶分点和所述底分点一一对应相连接，获取锥台母线；

分组模块，用于对所述锥台母线进行分组，以三条相邻的所述锥台母线为一组，分别定义为第一母线、第二母线以及第三母线；

交叉线求取模块，用于对每组所述锥台母线求取交叉线，以所述第一母线的顶分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的底分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第一圆弧交叉线；以所述第一母线的底分点、所述第二母线的任意点以及所述第三母线的顶分点作为连接点，根据三点圆弧作图获取第二圆弧交叉线。

6.根据权利要求5所述的撑线展开法的交叉线的求取装置，其特征在于，所述边线分点模块包括：

直线度设置单元：用于设置预设直线度值；

直线度获取单元：用于获取相邻的所述顶分点之间或者所述底分点之间的当前直线度值；

直线度判读单元：判断所述当前直线度值是否大于所述预设直线度值，若是，则执行分点增加单元，若否，则执行所述连接模块；

分点增加单元，用于增加所述顶分点或者所述底分点的数量并返回执行所述直线度获取单元。

7.根据权利要求5所述的撑线展开法的交叉线的求取装置，其特征在于，所述边线分点模块包括：

分点数量计算单元，用于根据公式2n+1进行确定所述顶分点或者所述底分点的数量，其中，n为从1开始的自然数。

8.根据权利要求5所述的撑线展开法的交叉线的求取装置，其特征在于，所述交叉线作取模块包括：

第二母线中点确定单元，用于取所述第二母线的中点作为所述第一圆弧交叉线或者所述第二圆弧交叉线的连接点。