CN110246230A - 一种草图模块的智能置换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种草图模块的智能置换方法，在草图模块初始设计阶段将草图模块接口几何元素按接口命名规则进行重新命名，给草图模块接口几何元素赋予带有语义具有标识属性的名称作为ID标识，以供在草图模块置换时的识别，并将该草图模块保存在模块库中。当需要在总体草图中置换出该草图模块时，首先要对该草图模块进行识别并删除，然后从模块库中调入同种类型不同形状且带约束的其他草图模块，最后对新调入的草图模块与总体草图进行融合，完成总体草图中局部草图模块的智能置换。本发明代替了设计人员的手动选择、删除、重绘、标注等繁琐的过程，大量减少了设计人员的操作，提高了零件草图设计效率。

Description

一种草图模块的智能置换方法

技术领域

本发明涉及零件的草图模块化设计领域，特别是一种总体草图中局部草图模块的智能置换方法。

背景技术

零件草图是生成零件三维模型的基础，为零件三维模型提供截面形状和尺寸。草图的模块化设计是指以局部草图结构为基本模块单元，通过草图模块的组合快速生成总体草图的一种设计方法。其中草图模块置换是草图模块化设计的关键环节，当所设计的总体草图生成三维几何模型后经仿真验证后不满足设计要求时，需要对总体草图中不满足要求的局部草图模块进行删除并替换为同种类型不同形状的其他草图模块。

一种多草图的智能融合方法(CN201510171007.4)将具有几何约束和尺寸约束的局部二维结构作为局部草图保存到草图结构库中，在设计总体草图时通过锚点定位和坐标变换将局部草图融合到总体草图。该方法虽然达到了总体草图快速设计的目的，但是当融合后的总体草图生成三维几何模型后再经仿真验证，若不满足设计要求时，需要确定和去除不能满足设计要求的局部草图中的几何元素及相应的约束，重新设计总体草图。由于局部草图在总体草图中无法自动识别出对应的几何元素，因此此时只能通过手动方式将不满足要求的局部草图结构删除，再重新绘制局部草图结构和添加约束。对于大多数机械产品，其结构设计都是一个反复设计、反复测试的循环过程，因此该方法在设计不满足要求时需要大量的人工操作和繁琐的绘图、约束、定位等，设计周期长、设计效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种在草图模块化设计过程中，当总体草图中的局部草图模块不满足设计要求时，对不满足要求的草图自动进行模块识别、删除，并在设计人员重新选择其他草图模块后，能够自动插入同种类型不同形状且带约束的其他草图模块，实现草图的智能置换方法。

该方法分为前期准备和模块置换两个过程。

前期准备过程：在草图模块初始构建阶段，给草图模块的接口几何元素(为与其他草图模块进行对接的几何元素，接口几何元素是成对存在的)赋予带有语义具有标识属性的名称，建立起接口几何元素与其名称的对应关系，并将该草图模块存入模块库中，存入模块库中的草图模块具有一次入库，多次使用的特点。

模块置换过程：当需要在总体草图中识别出要置换的草图模块时，首先根据要置换的草图模块名称在总体草图中搜索所有几何元素名称中包含该草图模块名称的几何元素，搜索结果即为该草图模块接口几何元素；然后利用搜索到的该草图模块接口几何元素，根据几何元素之间的连接关系进行逐一搜索(对于连续结构的草图模块，按其几何元素的连接关系搜索；对于分段结构的草图模块，按每段几何元素之间的连接关系搜索)，得到该草图模块的内部全部几何元素，可以实现对该草图模块的几何元素识别。然后删除所识别出的草图模块所有几何元素；最后根据(CN201510171007.4)中的方法，插入同种类型不同形状且带约束的其他草图模块，并将其自动融合到总体草图上，完成草图模块的智能置换。该方法操作简单、自动化程度高，免去了大量的人工操作，为草图的模块化设计提供了一种高效的总体草图中局部草图模块置换方法，大大缩短了零件草图设计周期。

基于上述原理，本发明的技术方案为：

所述一种草图模块的智能置换方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：草图模块接口处理并入库：

在草图模块初始构建阶段，对草图模块的所有接口几何元素重新赋予名称，其中接口几何元素重新赋予的名称中包含其所属的草图模块的名称以及接口位置代码，其中接口位置代码分为两部分，第一部分表示该接口位置所属的结构段，第二部分表示该接口位置在所属结构段内的编号；然后将该草图模块存入模块库中；

步骤2：草图模块置换：

步骤2.1：识别总体草图中待置换草图模块的接口几何元素：

首先确定待置换的草图模块名称，然后遍历总体草图中的所有几何元素，找出几何元素名称中包含待置换草图模块名称的所有几何元素，即为待置换草图模块的接口几何元素；

步骤2.2：根据步骤2.1识别得到的待置换草图模块的接口几何元素个数，判断待置换草图模块为连续结构还是多段结构；若待置换草图模块的接口对个数为1，则该待置换草图模块为连续结构，否则为多段结构；所述接口对个数为待置换草图模块的接口几何元素个数的一半；

步骤2.3：搜索待置换草图模块所有内部几何元素：

若待置换草图模块为连续结构，则以其中任意一个接口几何元素为起点，通过几何元素连接关系依次查找相连的几何元素，直到查找到该连续结构中的另一个接口几何元素，从而得到两个接口几何元素之间的所有几何元素即为该待置换草图模块所有内部几何元素；

若待置换草图模块为多段结构，则先根据待置换草图模块的接口几何元素名称中接口位置代码的第一部分，确定出属于同一段结构的两个接口几何元素，然后对每段结构按照以下过程分别进行搜索：

对于某一段结构，以其中任意一个接口几何元素为起点，通过几何元素连接关系依次查找相连的几何元素，直到查找到该段结构中的另一个接口几何元素，从而得到该段结构两个接口几何元素之间的所有几何元素即为该段结构的内部几何元素；

各段结构的内部几何元素的并集即为该待置换草图模块所有内部几何元素；

步骤2.4：在总体草图中将待置换草图模块的所有接口几何元素和所有内部几何元素删除；

步骤2.5：在总体草图中插入选择的同种类型不同形状且带约束的其他草图模块，对新插入的草图模块接口与总体草图接口进行约束，将新插入的草图模块融合到总体草图中，完成草图模块置换过程。

有益效果

本发明的有益效果是，提供了一种总体草图中的局部草图模块的智能置换方法，该方法可以在总体草图中智能识别出要置换的局部草图模块，并将其删除，替换为同种类型不同形状且带尺寸约束的其他草图模块，利用该置换方法代替了设计人员的手动选择、删除、重绘、标注等繁琐的过程，大量减少了设计人员的操作，提高了零件草图设计效率。该方法在已有总体草图中做模块置换，快速生成新的总体草图结构，提高了已有草总体图的重用效率，缩短了设计周期。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

下面结合附图和实例对本发明方法做进一步说明。

图1是草图模块结构类型图。

图中，(a)为连续结构，(b)为多段结构。

图2是盘心草图模块。

图中，PX1_TOP_LEFT、PX1_TOP_RIGHT、PX1_BOTTOM_LEFT、PX1_BOTTOM_RIGHT为该草图模块接口几何元素命名后的名称。

图3是某压气机叶盘模型图。

图中，(a)为叶盘总体草图，(b)为叶盘三维模型图，盘心(PX)草图模块为图2所示模块。

图4是在总体草图中识别出盘心草图模块的示意图。

图中，灰度显示的几何对象为盘心草图模块。

图5是删除盘心草图模块后的剩余草图。

图中，盘心草图模块已被删除。

图6是待插入的另一盘心草图模块。

图中，PX2_TOP_LEFT、PX2_TOP_RIGHT、PX2_BOTTOM_LEFT、PX2_BOTTOM_RIGHT为该草图模块接口几何元素命名后的名称。

图7是完成盘心草图模块置换后叶盘模型图。

图中，(a)为叶盘总体草图，(b)为叶盘三维模型图，盘心草图模块已置换为图6所示草图模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例为某压气机叶盘截面草图(如图3(a))中盘心草图模块的置换过程，该过程中在总体草图中识别局部草图模块十分困难。识别并删除盘心草图模块后需要重新绘制盘心草图并添加约束，因此绘制周期长，效率低，易出错。

本实施例解决该技术问题的技术方案是：在草图模块初始设计阶段将草图模块接口几何元素按接口命名规则进行重新命名，给草图模块接口几何元素赋予带有语义具有标识属性的名称作为ID标识，以供在草图模块置换时的识别，并将该草图模块保存在模块库中。当需要在总体草图中置换出该草图模块时，首先要对该草图模块进行识别并删除，然后从模块库中调入同种类型不同形状且带约束的其他草图模块，最后对新调入的草图模块与总体草图进行融合，完成总体草图中局部草图模块的智能置换。

以在叶盘截面总体草图中的盘心草图模块置换为例，具体步骤如下：

步骤1：草图模块接口处理并入库：

在草图模块初始构建阶段，对草图模块的所有接口几何元素重新赋予名称，其中接口几何元素重新赋予的名称中包含其所属的草图模块的名称以及接口位置代码，其中接口位置代码分为两部分，第一部分表示该接口位置所属的结构段，第二部分表示该接口位置在所属结构段内的编号；如名称可按“模块代码_接口位置代码1_接口位置代码2”格式命名，其中模块代码由草图模块名称和草图模块编号组成，然后将该草图模块存入模块库中。

本实施例中绘制盘心草图模块，按照接口几何元素命名格式，分别将其命名为接口PX1_TOP_LEFT、接口PX1_TOP_RIGHT、接口PX1_BOTTOM_LEFT、接口PX1_BOTTOM_RIGHT(如图2)，并保存到模块库中，多次使用。

步骤2：草图模块置换：

步骤2.1：识别总体草图中待置换草图模块的接口几何元素：

首先确定待置换的草图模块名称，然后遍历总体草图中的所有几何元素，找出几何元素名称中包含待置换草图模块名称的所有几何元素，即为待置换草图模块的接口几何元素。

本实施例中，在叶盘截面总体草图(如图3(a))中要置换的草图模块名称为盘心(PX)，遍历总体草图所有几何元素，找出几何元素名称中包含“PX”的接口几何元素：PX1_TOP_LEFT、PX1_TOP_RIGHT、PX1_BOTTOM_LEFT和PX1_BOTTOM_RIGHT，这四个接口几何元素为盘心草图模块接口几何元素。

步骤2.2：根据步骤2.1识别得到的待置换草图模块的接口几何元素个数，判断待置换草图模块为连续结构还是多段结构；若待置换草图模块的接口对个数为1，则该待置换草图模块为连续结构，否则为多段结构；所述接口对个数为待置换草图模块的接口几何元素个数的一半。

根据步骤2.1中识别出的接口几何元素个数，确定接口对的个数为2，所以盘心草图模块为两段结构。

步骤2.3：搜索待置换草图模块所有内部几何元素：

若待置换草图模块为连续结构，则以其中任意一个接口几何元素为起点，通过几何元素连接关系依次查找相连的几何元素，直到查找到该连续结构中的另一个接口几何元素，从而得到两个接口几何元素之间的所有几何元素即为该待置换草图模块所有内部几何元素；

若待置换草图模块为多段结构，则先根据待置换草图模块的接口几何元素名称中接口位置代码的第一部分，确定出属于同一段结构的两个接口几何元素，然后对每段结构按照以下过程分别进行搜索：

对于某一段结构，以其中任意一个接口几何元素为起点，通过几何元素连接关系依次查找相连的几何元素，直到查找到该段结构中的另一个接口几何元素，从而得到该段结构两个接口几何元素之间的所有几何元素即为该段结构的内部几何元素；

各段结构的内部几何元素的并集即为该待置换草图模块所有内部几何元素。

本实施例中，接口几何元素PX1_TOP_LEFT和接口几何元素PX1_TOP_RIGHT以及它们之间的几何元素为一段(如图1上半部分几何元素)；接口几何元素PX1_BOTTOM_LEFT和接口几何元素PX1_BOTTOM_RIGHT以及它们之间的几何元素为另一段(如图2下半部分几何元素)。

第一段结构几何元素搜索以接口几何元素PX1_TOP_LEFT为起点，通过几何元素的连接关系依次查找相连几何元素，直到碰到接口几何元素PX1_TOP_RIGHT，从而找出第一段结构包含的几何元素；第二段结构几何元素以接口几何元素PX1_BOTTOM_LEFT为起点，通过几何元素的连接关系依次查找相连几何元素，直到碰到接口几何元素PX1_BOTTOM_RIGHT，从而找出第二段结构包含的几何元素；两段结构包含的几何元素的并集即为盘心草图模块所有几何元素(如图4)；

将盘心草图模块所有几何元素放置在同一个链表中，表示盘心草图模块几何元素链表，为以后草图模块删除做准备。

步骤2.4：在总体草图中将待置换草图模块的所有接口几何元素和所有内部几何元素删除；即将链表中的所有几何元素删除(如图5)。

步骤2.5：将不满足要求的盘心草图模块删除后，从草图模块库中选择同种类型不同形状且带约束的其他草图模块，并将其插入到总体草图中，对新插入的草图模块接口与总体草图接口进行约束，将新插入的草图模块融合到总体草图中(如图7(a))，完成草图模块置换过程。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (1)

1.一种草图模块的智能置换方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：草图模块接口处理并入库：

在草图模块初始构建阶段，对草图模块的所有接口几何元素重新赋予名称，其中接口几何元素重新赋予的名称中包含其所属的草图模块的名称以及接口位置代码，其中接口位置代码分为两部分，第一部分表示该接口位置所属的结构段，第二部分表示该接口位置在所属结构段内的编号；然后将该草图模块存入模块库中；

步骤2：草图模块置换：

步骤2.1：识别总体草图中待置换草图模块的接口几何元素：

首先确定待置换的草图模块名称，然后遍历总体草图中的所有几何元素，找出几何元素名称中包含待置换草图模块名称的所有几何元素，即为待置换草图模块的接口几何元素；

步骤2.2：根据步骤2.1识别得到的待置换草图模块的接口几何元素个数，判断待置换草图模块为连续结构还是多段结构；若待置换草图模块的接口对个数为1，则该待置换草图模块为连续结构，否则为多段结构；所述接口对个数为待置换草图模块的接口几何元素个数的一半；

步骤2.3：搜索待置换草图模块所有内部几何元素：

若待置换草图模块为连续结构，则以其中任意一个接口几何元素为起点，通过几何元素连接关系依次查找相连的几何元素，直到查找到该连续结构中的另一个接口几何元素，从而得到两个接口几何元素之间的所有几何元素即为该待置换草图模块所有内部几何元素；

若待置换草图模块为多段结构，则先根据待置换草图模块的接口几何元素名称中接口位置代码的第一部分，确定出属于同一段结构的两个接口几何元素，然后对每段结构按照以下过程分别进行搜索：

对于某一段结构，以其中任意一个接口几何元素为起点，通过几何元素连接关系依次查找相连的几何元素，直到查找到该段结构中的另一个接口几何元素，从而得到该段结构两个接口几何元素之间的所有几何元素即为该段结构的内部几何元素；

各段结构的内部几何元素的并集即为该待置换草图模块所有内部几何元素；

步骤2.4：在总体草图中将待置换草图模块的所有接口几何元素和所有内部几何元素删除；

步骤2.5：在总体草图中插入选择的同种类型不同形状且带约束的其他草图模块，对新插入的草图模块接口与总体草图接口进行约束，将新插入的草图模块融合到总体草图中，完成草图模块置换过程。