CN115859749B - 三维模型的约束建立方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了三维模型的约束建立方法、装置、电子设备及存储介质；所述方法包括：获取第一零件模型的零件尺寸信息；对第二零件模型进行有限元网格划分，得到所述第二零件模型包括的元素面；所述元素面之间的公共边界上包括节点，所述节点用于表征所述第二零件模型中的位置坐标；响应于用户针对所述第二零件模型的触控操作，从所述节点中确定触控节点；基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标；基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。如此，能够智能地建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度和效率。

Description

三维模型的约束建立方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及三维建模技术，尤其涉及三维模型的约束建立方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着三维建模技术的快速发展和广泛使用，人们使用三维建模技术建立三维模型的约束成为三维建模技术的主流。但是现有的三维建模技术只能通过人工手动建立三维模型的约束，约束建立过程的十分耗时。人们更希望减少约束建立过程的时间并提高约束建立的精度。

因此，如何智能地建立三维模型的约束，以提高约束建立的精度和效率是一直追求的目标。

发明内容

本申请实施例提供了三维模型的约束建立方法、装置、电子设备及存储介质。

根据本申请的第一方面，提供了一种三维模型的约束建立方法，该方法包括：获取第一零件模型的零件尺寸信息；对第二零件模型进行有限元网格划分，得到所述第二零件模型包括的元素面；所述元素面之间的公共边界上包括节点，所述节点用于表征所述第二零件模型中的位置坐标；响应于用户针对所述第二零件模型的触控操作，从所述节点中确定触控节点；基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标；基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

根据本申请一实施方式，所述基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标，包括：基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述触控节点对应的元素面；基于所述触控节点对应的元素面，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标。

根据本申请一实施方式，所述基于所述触控节点对应的元素面，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标，包括：基于所述触控节点对应的元素面，确定元素面群组；确定所述元素面群组对应的平面群组；所述平面群组用于表征所述元素面群组中位于相同平面的所述元素面；基于所述平面群组，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标。

根据本申请一实施方式，所述基于所述触控节点对应的元素面，确定元素面群组，包括：确定所述触控节点对应的每个元素面的法向量；基于所述法向量，确定每个所述元素面之间的法向量夹角；响应于所述法向量夹角满足预设的夹角条件，建立所述元素面群组，所述元素面群组包括所述触控节点对应的每个元素面。

根据本申请一实施方式，所述确定所述元素面群组对应的平面群组，包括：确定所述元素面群组包括的第一元素面，将所述元素面群组中除所述第一元素面外的所述元素面作为第二元素面；确定所述第一元素面的法向量与所述第二元素面的法向量的夹角；响应于所述夹角小于预设的角度阈值，将所述第一元素面和对应的所述第二元素面作为平面群组。

根据本申请一实施方式，所述基于所述平面群组，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标，包括：确定每个所述平面群组的面积；确定所述面积最大的所述平面群组为接触面，并且确定除所述接触面以外的其他平面群组为圆柱面；确定所述接触面与所述圆柱面的所述公共边界上包括的第一节点；基于所述第一节点的位置坐标，计算所述参考点位置坐标。

根据本申请一实施方式，所述基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束，包括：基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，确定所述第一零件模型对应的虚拟圆柱；基于所述虚拟圆柱，确定包括在所述虚拟圆柱的坐标范围之内的所述第二零件模型的第二节点；基于所述第二节点，确定所述第二节点对应的约束元素面群组；响应于所述约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并所述约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面；基于所述第一约束面和所述参考点位置坐标，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

根据本申请的第二方面，提供了一种三维模型的约束建立装置，该三维模型的约束建立装置包括：获取模块，用于获取第一零件模型的零件尺寸信息；有限元分析模块，用于对第二零件模型进行有限元网格划分，得到所述第二零件模型包括的元素面；所述元素面之间的公共边界上包括节点，所述节点用于表征所述第二零件模型中的位置坐标；选择模块，用于响应于用户针对所述第二零件模型的触控操作，从所述节点中确定触控节点；确定模块，用于基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标；约束建立模块，用于基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

根据本申请一实施方式，所述确定模块用于：基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述触控节点对应的元素面；基于所述触控节点对应的元素面，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标。

根据本申请一实施方式，所述确定模块用于：基于所述触控节点对应的元素面，确定元素面群组；确定所述元素面群组对应的平面群组；所述平面群组用于表征所述元素面群组中位于相同平面的所述元素面；基于所述平面群组，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标。

根据本申请一实施方式，所述确定模块用于：确定所述触控节点对应的每个元素面的法向量；基于所述法向量，确定每个所述元素面之间的法向量夹角；响应于所述法向量夹角满足预设的夹角条件，建立所述元素面群组，所述元素面群组包括所述触控节点对应的每个元素面。

根据本申请一实施方式，所述确定模块用于：确定所述元素面群组包括的第一元素面，将所述元素面群组中除所述第一元素面外的所述元素面作为第二元素面；确定所述第一元素面的法向量与所述第二元素面的法向量的夹角；响应于所述夹角小于预设的角度阈值，将所述第一元素面和对应的所述第二元素面作为平面群组。

根据本申请一实施方式，所述确定模块用于：确定每个所述平面群组的面积；确定所述面积最大的所述平面群组为接触面，并且确定除所述接触面以外的其他平面群组为圆柱面；确定所述接触面与所述圆柱面的所述公共边界上包括的第一节点；基于所述第一节点的位置坐标，计算所述参考点位置坐标。

根据本申请一实施方式，所述约束建立模块用于：基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，确定所述第一零件模型对应的虚拟圆柱；基于所述虚拟圆柱，确定包括在所述虚拟圆柱的坐标范围之内的所述第二零件模型的第二节点；基于所述第二节点，确定所述第二节点对应的约束元素面群组；响应于所述约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并所述约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面；基于所述第一约束面和所述参考点位置坐标，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

根据本申请的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请所述的方法。

根据本申请的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本申请所述的方法。

本申请实施例的方法，获取第一零件模型的零件尺寸信息；对第二零件模型进行有限元网格划分，得到所述第二零件模型包括的元素面；所述元素面之间的公共边界上包括节点，所述节点用于表征所述第二零件模型中的位置坐标；响应于用户针对所述第二零件模型的触控操作，从所述节点中确定触控节点；基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述第二零件模型对应的参考点位置坐标；基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。如此，能够智能地建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度和效率。

需要理解的是，本申请的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本申请的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的处理流程示意图一；

图2示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的处理流程示意图二；

图3示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的处理流程示意图三；

图4示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的处理流程示意图四；

图5示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的处理流程示意图五；

图6示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的处理流程示意图六；

图7示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的一种应用场景图；

图8示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的另一种应用场景图；

图9示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立装置的一种可选示意图；

图10示出了本申请实施例提供的电子设备的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

相关技术中，目前已知的三维建模技术方案只能通过人工手动建立三维模型的约束，约束建立过程十分耗时且约束建立的精度较低。人们更希望减少约束建立的时间并提高约束建立的精度。相关技术在三维模型的约束建立过程中耗时较长且约束建立的精度低，进而出现约束建立的效率低的问题。

针对相关技术提供的上述三维模型的约束建立方法，在三维模型的约束建立过程中耗时较长且约束建立的精度低，进而出现约束建立的效率低的问题，本申请实施例的方法，获取第一零件模型的零件尺寸信息；对第二零件模型进行有限元网格划分，得到第二零件模型包括的元素面；元素面之间的公共边界上包括节点，节点用于表征第二零件模型中的位置坐标；响应于用户针对第二零件模型的触控操作，从节点中确定触控节点；基于包括触控节点的公共边界，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标；基于参考点位置坐标和零件尺寸信息，建立第一零件模型与第二零件模型的装配约束。如此，能够智能地建立三维模型的约束，以提高约束建立的精度，减少了约束建立过程的时间，进而提高了约束建立的效率。因此，与相关技术在三维模型的约束建立过程中耗时较长且约束建立的精度低相比，本申请的三维模型的约束建立方法能够减少三维模型的约束建立的时间，提高了约束建立的效率。

对本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法中的处理流程进行说明。参见图1，图1是本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的处理流程示意图一，将结合图1示出的步骤S101-S105进行说明。

步骤S101，获取第一零件模型的零件尺寸信息。

在一些实施例中，第一零件模型可以包括：螺柱模型、螺钉模型和螺栓模型。第一零件模型还可以包括：相对于装配体的其他零件模型。本申请实施例不限定具体的第一零件模型。零件尺寸信息可以包括：螺钉头直径、螺钉长度和螺纹直径。零件尺寸信息还可以包括：其他零件模型的尺寸信息。本申请实施例不限定具体的零件模型和零件尺寸信息。

步骤S102，对第二零件模型进行有限元网格划分，得到第二零件模型包括的元素面。

在一些实施例中，第二零件模型可以包括：需要与第一零件模型建立装配约束的组件模型。其中，装配约束可以包括：固定约束、偏移约束、同轴约束、角度约束和接触约束中的至少一种。有限元网格分析可以包括：将第二零件模型结构离散化，即对连续体进行离散化，利用简化几何单元来近似逼近连续体，然后根据变形协调条件综合求解，将第二零件模型结构划分为网格。为了适应应力等计算数据的分布特点，在结构不同部位需要采用大小不同的网格。在孔的附近有集中应力，因此网格需要加密；周边应力梯度相对较小，网格划分较稀。将每个网格包括的平面作为一个元素面。元素面之间的公共边界上包括节点，节点用于表征第二零件模型中的位置坐标。节点可以包括：元素面之间的公共边界的中点。节点也可以包括：元素面之间的公共边界的顶点。

步骤S103，响应于用户针对第二零件模型的触控操作，从节点中确定触控节点。

在一些实施例中，响应于用户针对第二零件模型的触控操作，确定触控操作对应第二零件模型的触控位置坐标。在第二零件模型的全部节点中，确定触控位置坐标对应的节点，将触控位置坐标对应的节点作为触控节点。

步骤S104，基于包括触控节点的公共边界，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标。

在一些实施例中，步骤S104可以包括：基于包括触控节点的公共边界，确定触控节点对应的元素面；基于触控节点对应的元素面，确定元素面群组；确定元素面群组对应的平面群组；基于平面群组，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标。其中，平面群组用于表征元素面群组中位于相同平面的元素面。基于包括触控节点的公共边界，确定触控节点对应的元素面可以包括：确定包括触控节点的公共边界，将包括该公共边界的元素面确定为触控节点对应的元素面。参考点位置坐标可以包括：与第一零件模型建立装配约束的坐标位置。

针对基于触控节点对应的元素面，确定元素面群组，在具体实施时，可以包括：确定触控节点对应的每个元素面的法向量；基于法向量，确定每个元素面之间的法向量夹角；响应于法向量夹角满足预设的夹角条件，建立元素面群组，元素面群组包括触控节点对应的每个元素面。预设的夹角条件可以包括：每个元素面之间的法向量夹角中存在大于或等于90°的夹角。

作为示例，触控节点对应元素面1、元素面2、元素面3和元素面4。确定触控节点对应的每个元素面的法向量。确定元素面1与元素面2之间的法向量夹角为90°，确定元素面1与元素面2之间的法向量夹角为90°，确定元素面1与元素面3之间的法向量夹角为0°，确定元素面1与元素面4之间的法向量夹角为90°，确定元素面2与元素面3之间的法向量夹角为90°，确定元素面2与元素面4之间的法向量夹角为0°，确定元素面3与元素面4之间的法向量夹角为0°。响应于每个元素面之间的法向量夹角中存在大于或等于90°的夹角，建立元素面群组，元素面群组包括元素面1、元素面2、元素面3和元素面4。

针对确定元素面群组对应的平面群组，在具体实施时，可以包括：确定元素面群组包括的第一元素面，将元素面群组中除第一元素面外的元素面作为第二元素面；确定第一元素面的法向量与第二元素面的法向量的夹角；响应于夹角小于预设的角度阈值，将第一元素面和对应的第二元素面作为平面群组。其中，第一元素面可以包括：元素面群组中任意一个元素面。第二元素面可以包括：元素面群组中除第一元素面外的元素面。预设的角度阈值可以包括：预先设定的第一元素面与第二元素面的法向量的夹角角度值。

作为示例，预设的角度阈值为15°。元素面群组包括元素面5、元素面6、元素面7和元素面8。确定元素面5为第一元素面。确定元素面6、元素面7和元素面8为第二元素面，确定元素面5与元素面6之间的法向量夹角为0°，确定元素面5与元素面7之间的法向量夹角为40°，确定元素面5与元素面8之间的法向量夹角为40°。响应于确定元素面5与元素面6之间的法向量夹角为0°小于预设的角度阈值为15°，将元素面5与元素面6作为平面群组1。当前，元素面群组包括元素面7和元素面8。确定元素面7为第一元素面。确定元素面8为第二元素面，确定元素面7与元素面8之间的法向量夹角为20°大于预设的角度阈值15°，则将元素面7作为平面群组2，将元素面8作为平面群组3。

针对基于平面群组，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标，在具体实施时，可以包括：确定每个平面群组的面积；确定面积最大的平面群组为接触面，并且确定除接触面以外的其他平面群组为圆柱面；确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的第一节点；基于第一节点的位置坐标，计算参考点位置坐标。其中，第一节点可以包括：接触面与圆柱面的公共边界上包括的节点。本申请实施例不限定具体第一节点的个数。

作为示例，确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的第一节点a的坐位置坐标为

、第一节点b的位置坐标为/>

和第一节点c的位置坐标为/>

，设参考点位置坐标为/>

。

基于第一节点a、第一节点b和第一节点c的位置坐标，计算参考点位置坐标

。可以通过下述公式（1）、（2）、（3）和（4）表示：

（1）

（2）

（3）

（4）

其中，R表示半径，

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、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

和/>

表示元素面的法向量，皆为常数。

计算得到的参考点位置坐标

，可以通过下述公式（5）、（6）、和（7）表示：

（5）

（6）

（7）

其中，

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、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

、/>

和/>

可以通过下述公式（8）-（19）表示：

（8）

（9）

（10）

（11）

（12）

（13）

（14）

（15）

（16）

（17）

（18）

（19）

步骤S105，基于参考点位置坐标和零件尺寸信息，建立第一零件模型与第二零件模型的装配约束。

在一些实施例中，步骤S105可以包括：基于参考点位置坐标和零件尺寸信息，确定第一零件模型对应的虚拟圆柱；基于虚拟圆柱，确定包括在虚拟圆柱的坐标范围之内的第二零件模型的第二节点；基于第二节点，确定第二节点对应的约束元素面群组；响应于约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面；基于第一约束面和参考点位置坐标，建立第一零件模型与第二零件模型的装配约束。其中，虚拟圆柱可以包括：三维建模软件基于零件尺寸信息，对第一零件模型进行虚拟得到的虚拟圆柱。第二节点可以包括：虚拟圆柱的坐标范围之内的第二零件模型的节点。预设的元素面合并条件可以包括：约束元素面群组包括的元素面属于两个以上的零件模型。

作为示例，第一零件模型可以包括螺钉模型，第二零件模型可以包括：支撑板模型1和支撑板模型2。基于参考点位置坐标和螺钉模型的零件尺寸信息，确定螺钉模型对应的虚拟圆柱。基于虚拟圆柱，确定包括在虚拟圆柱的坐标范围之内的支撑板模型1和支撑板模型2的第二节点。基于包括第二节点的公共边界，确定第二节点对应的元素面。响应于元素面的边界上包括的第二节点的数量大于预设的节点数量，将对应的元素面作为约束元素面。建立约束元素面群组，约束元素面群组包括每个约束元素面。响应于约束元素面群组包括的元素面属于支撑板模型1和支撑板模型2，合并约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面。基于第一约束面和参考点位置坐标，建立螺钉模型与支撑板模型1及支撑板模型2的装配约束。

在一些实施例中，对所述三维模型的约束建立方法的处理流程示意图二，如图2所示，包括：

步骤S201，基于包括触控节点的公共边界，确定触控节点对应的元素面。

步骤S202，基于触控节点对应的元素面，确定元素面群组。

步骤S203，确定元素面群组对应的平面群组；平面群组用于表征元素面群组中位于相同平面的元素面。

步骤S204，基于平面群组，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标。

针对步骤S201-S204的每个步骤的具体说明，与上述步骤S104相同，这里不再赘述。

在一些实施例中，对所述三维模型的约束建立方法的处理流程示意图三，如图3所示，包括：

步骤S301，确定触控节点对应的每个元素面的法向量。

步骤S302，基于法向量，确定每个元素面之间的法向量夹角。

步骤S303，响应于法向量夹角满足预设的夹角条件，建立元素面群组，元素面群组包括触控节点对应的每个元素面。

针对步骤S301-S303的每个步骤的具体说明，与上述步骤S104相同，这里不再赘述。

在一些实施例中，对所述三维模型的约束建立方法的处理流程示意图四，如图4所示，包括：

步骤S401，确定元素面群组包括的第一元素面，将元素面群组中除第一元素面外的元素面作为第二元素面。

步骤S402，确定第一元素面的法向量与第二元素面的法向量的夹角。

步骤S403，响应于夹角小于预设的角度阈值，将第一元素面和对应的第二元素面作为平面群组。

针对步骤S401-S403的每个步骤的具体说明，与上述步骤S104相同，这里不再赘述。

在一些实施例中，对所述三维模型的约束建立方法的处理流程示意图五，如图5所示，包括：

步骤S501，确定每个平面群组的面积。

步骤S502，确定面积最大的平面群组为接触面，并且确定除接触面以外的其他平面群组为圆柱面。

步骤S503，确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的第一节点。

步骤S504，基于第一节点的位置坐标，计算参考点位置坐标。

在一些实施例中，平面群组可以包括：平面群组a，平面群组b和平面群组c。确定平面群组a的面积为3cm²，确定平面群组b的面积为5cm²，确定平面群组c的面积为1cm²。确定平面群组b为接触面，并确定平面群组a和平面群组c为圆柱面。确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的第一节点1、第一节点2和第一节点3。基于第一节点1、第一节点2和第一节点3的位置坐标，计算第二零件模型的参考点位置坐标。

在一些实施例中，对所述三维模型的约束建立方法的处理流程示意图六，如图6所示，包括：

步骤S601，基于参考点位置坐标和零件尺寸信息，确定第一零件模型对应的虚拟圆柱。

步骤S602，基于虚拟圆柱，确定包括在虚拟圆柱的坐标范围之内的第二零件模型的第二节点。

步骤S603，基于第二节点，确定第二节点对应的约束元素面群组。

步骤S604，响应于约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面。

步骤S605，基于第一约束面和参考点位置坐标，建立第一零件模型与第二零件模型的装配约束。

针对步骤S601-S605的每个步骤的具体说明，与上述步骤S105相同，这里不再赘述。

图7示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的一种应用场景图。

参考图7，本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的一种应用场景，应用于建立三维模型的螺丝约束。建立三维模型的螺丝约束可以包括步骤A1-A6。

步骤A1，在输入界面中输入螺丝模型的零件尺寸信息。其中，零件尺寸信息可以包括：螺丝头直径、螺丝长度和螺纹直径。响应于用户针对第二零件模型的触控操作，从节点中确定远离圆心的触控节点。第二零件模型可以包括：支撑板模型1和支撑板模型2。

步骤A2，确定包括触控节点的公共边界，将包括该公共边界的元素面确定为触控节点对应的元素面。触控节点对应1号元素面、2号元素面、3号元素面、4号元素面、5号元素面和6号元素面。确定触控节点对应的每个元素面的法向量。确定1号元素面、2号元素面和3号元素面的法向量相同，确定4号元素面、5号元素面和6号元素面与1号元素面、2号元素面和3号元素面之间的法向量夹角为90°。响应于每个元素面之间的法向量夹角中存在大于或等于90°的夹角，建立元素面群组，元素面群组包括1号元素面、2号元素面、3号元素面、4号元素面、5号元素面和6号元素面。

步骤A3，元素面群组包括1号元素面、2号元素面、3号元素面、4号元素面、5号元素面和6号元素面。确定1号元素面为第一元素面。确定2号元素面、3号元素面、4号元素面、5号元素面和6号元素面为第二元素面，确定1号元素面与2号元素面之间的法向量夹角为0°，确定1号元素面与3号元素面之间的法向量夹角为0°，确定1号元素面与4号元素面之间的法向量夹角为90°，确定1号元素面与5号元素面之间的法向量夹角为90°，确定1号元素面与6号元素面之间的法向量夹角为90°。响应于确定1号元素面与2号元素面之间的法向量夹角为0°小于预设的角度阈值为15°，1号元素面与3号元素面之间的法向量夹角为0°小于预设的角度阈值为15°，将1号元素面、2号元素面和3号元素面作为平面群组1。当前，元素面群组包括：4号元素面、5号元素面和6号元素面。确定4号元素面为第一元素面。确定5号元素面和6号元素面为第二元素面，确定4号元素面与5号元素面之间的法向量夹角为0°，确定4号元素面与6号元素面之间的法向量夹角为40°。4号元素面与5号元素面之间的法向量夹角为0°小于预设的角度阈值15°，则将4号元素面与5号元素面作为平面群组2，将6号元素面作为平面群组3。平面群组可以包括：平面群组1，平面群组2和平面群组3。确定平面群组1的面积为3cm²，确定平面群组2的面积为2cm²，确定平面群组3的面积为1cm²。确定平面群组1为接触面，并确定平面群组2和平面群组3为圆柱面。

步骤A4，确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的节点1、节点2、节点3、节点4、节点5和节点6。从节点1、节点2、节点3、节点4、节点5和节点6中，确定第一节点a、第一节点b和第一节点c。基于第一节点a、第一节点b和第一节点c的位置坐标，计算第二零件模型的参考点位置坐标。

步骤A5，基于参考点位置坐标和螺钉模型的零件尺寸信息，确定螺钉模型对应的虚拟圆柱。基于虚拟圆柱，确定包括在虚拟圆柱的坐标范围之内的支撑板模型1和支撑板模型2的第二节点。基于包括第二节点的公共边界，确定第二节点对应的元素面。响应于元素面的边界上包括的第二节点的数量大于6个，将对应的元素面作为约束元素面。建立约束元素面群组，约束元素面群组包括每个约束元素面。

步骤A6，响应于约束元素面群组包括的元素面属于支撑板模型1和支撑板模型2，合并约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面。基于第一约束面和参考点位置坐标，建立螺钉模型与支撑板模型1及支撑板模型2的装配约束。

可以理解，图7的三维模型的约束建立方法的应用场景只是本申请实施例中的部分示例性的实施方式，本申请实施例中三维模型的约束建立方法的应用场景包括但不限于图7所示的三维模型的约束建立方法的应用场景。

图8示出了本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的另一种应用场景图。

参考图8，本申请实施例提供的三维模型的约束建立方法的另一种应用场景，应用于建立螺丝与螺丝孔的螺丝约束。

首先，输入螺丝模型的螺丝相关尺寸。其中，螺丝相关尺寸可以包括：螺丝头直径、螺丝长度和螺纹直径。响应于用户针对螺丝孔的触控操作，从螺丝孔附近的节点中确定触控节点。基于包括触控节点的公共边界，确定触控节点对应的元素面。基于触控节点对应的元素面，判断触控节点上是否存在贯穿孔。若不存在贯穿孔，则结束建立螺丝与螺丝孔的螺丝约束。

若存在贯穿孔，则建立元素面群组。元素面群组包括：触控节点对应的每个元素面。确定元素面群组对应的平面群组。平面群组用于表征元素面群组中位于相同平面的元素面。确定每个平面群组的面积。确定面积最大的平面群组为接触面，并且确定除接触面以外的其他平面群组为圆柱面。确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的三个第一节点。基于第一节点的位置坐标，计算参考点的位置坐标，确定参考点。

基于参考点的位置坐标和螺丝相关尺寸，确定螺丝模型对应的虚拟圆柱。基于虚拟圆柱，搜索包括在虚拟圆柱的坐标范围之内的第二零件模型的第二节点。基于第二节点，确定第二节点对应的约束元素面群组。判断判断约束元素面群组中是否包括至少两个圆柱面，若约束元素面群组中包括至少两个圆柱面，则合并约束元素面群组包括的所有元素面，得到第一约束面。基于第一约束面和参考点的位置坐标，建立螺丝模型与螺丝孔的螺丝约束。若约束元素面群组中不包括至少两个圆柱面，则结束建立螺丝与螺丝孔的螺丝约束。

可以理解，图8的三维模型的约束建立方法的应用场景只是本申请实施例中的部分示例性的实施方式，本申请实施例中三维模型的约束建立方法的应用场景包括但不限于图8所示的三维模型的约束建立方法的应用场景。

本申请实施例的方法，基于包括触控节点的公共边界，确定触控节点对应的元素面；基于触控节点对应的元素面，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标。如此，能够自动确定建立约束所需的参考点位置坐标，再根据参考点位置坐标，自动建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度，减少了约束建立过程的时间，进而提高了约束建立的效率。本申请实施例的方法，基于触控节点对应的元素面，确定元素面群组；确定元素面群组对应的平面群组；平面群组用于表征元素面群组中位于相同平面的元素面；基于平面群组，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标。如此，能够自动确定建立约束所需的参考点位置坐标，再根据参考点位置坐标，自动建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度，减少了约束建立过程的时间，进而提高了约束建立的效率。本申请实施例的方法，确定触控节点对应的每个元素面的法向量；基于法向量，确定每个元素面之间的法向量夹角；响应于法向量夹角满足预设的夹角条件，建立元素面群组，元素面群组包括触控节点对应的每个元素面。如此，能够判断所选的触控节点是否能够建立约束，若能够建立约束，则自动建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度，减少了约束建立过程的时间，进而提高了约束建立的效率。本申请实施例的方法，确定元素面群组包括的第一元素面，将元素面群组中除第一元素面外的元素面作为第二元素面；确定第一元素面的法向量与第二元素面的法向量的夹角；响应于夹角小于预设的角度阈值，将第一元素面和对应的第二元素面作为平面群组。如此，能够自动确定建立约束所需的参考点位置坐标，再根据参考点位置坐标，自动建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度，减少了约束建立过程的时间，进而提高了约束建立的效率。本申请实施例的方法，确定每个平面群组的面积；确定面积最大的平面群组为接触面，并且确定除接触面以外的其他平面群组为圆柱面；确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的第一节点；基于第一节点的位置坐标，计算参考点位置坐标。如此，能够自动确定建立约束所需的参考点位置坐标，再根据参考点位置坐标，自动建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度，减少了约束建立过程的时间，进而提高了约束建立的效率。本申请实施例的方法，基于参考点位置坐标和零件尺寸信息，确定第一零件模型对应的虚拟圆柱；基于虚拟圆柱，确定包括在虚拟圆柱的坐标范围之内的第二零件模型的第二节点；基于第二节点，确定第二节点对应的约束元素面群组；响应于约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面；基于第一约束面和参考点位置坐标，建立第一零件模型与第二零件模型的装配约束。如此，能够自动确定建立约束所需的参考点位置坐标，再根据参考点位置坐标，自动建立三维模型的约束，提高了约束建立的精度，减少了约束建立过程的时间，进而提高了约束建立的效率。

因此，与相关技术在三维模型的约束建立过程中耗时较长且约束建立的精度低相比，本申请的三维模型的约束建立方法能够减少三维模型的约束建立的时间，提高了约束建立的效率。

下面继续说明本申请实施例提供的三维模型的约束建立装置90的实施为软件模块的示例性结构，在一些实施例中，如图9所示，三维模型的约束建立装置90中的软件模块可以包括：获取模块901，用于获取第一零件模型的零件尺寸信息；有限元分析模块902，用于对第二零件模型进行有限元网格划分，得到第二零件模型包括的元素面；元素面之间的公共边界上包括节点，节点用于表征第二零件模型中的位置坐标；选择模块903，用于响应于用户针对第二零件模型的触控操作，从节点中确定触控节点；确定模块904，用于基于包括触控节点的公共边界，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标；约束建立模块905，用于基于参考点位置坐标和零件尺寸信息，建立第一零件模型与第二零件模型的装配约束。

在一些实施例中，确定模块904可以用于：基于包括触控节点的公共边界，确定触控节点对应的元素面；基于触控节点对应的元素面，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标。

在一些实施例中，确定模块904可以用于：基于触控节点对应的元素面，确定元素面群组；确定元素面群组对应的平面群组；平面群组用于表征元素面群组中位于相同平面的元素面；基于平面群组，确定第二零件模型对应的参考点位置坐标。

在一些实施例中，确定模块904可以用于：确定触控节点对应的每个元素面的法向量；基于法向量，确定每个元素面之间的法向量夹角；响应于法向量夹角满足预设的夹角条件，建立元素面群组，元素面群组包括触控节点对应的每个元素面。

在一些实施例中，确定模块904可以用于：确定元素面群组包括的第一元素面，将元素面群组中除第一元素面外的元素面作为第二元素面；确定第一元素面的法向量与第二元素面的法向量的夹角；响应于夹角小于预设的角度阈值，将第一元素面和对应的第二元素面作为平面群组。

在一些实施例中，确定模块904可以用于：确定每个平面群组的面积；确定面积最大的平面群组为接触面，并且确定除接触面以外的其他平面群组为圆柱面；确定接触面与圆柱面的公共边界上包括的第一节点；基于第一节点的位置坐标，计算参考点位置坐标。

在一些实施例中，约束建立模块905可以用于：基于参考点位置坐标和零件尺寸信息，确定第一零件模型对应的虚拟圆柱；基于虚拟圆柱，确定包括在虚拟圆柱的坐标范围之内的第二零件模型的第二节点；基于第二节点，确定第二节点对应的约束元素面群组；响应于约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面；基于第一约束面和参考点位置坐标，建立第一零件模型与第二零件模型的装配约束。

需要说明的是，本申请实施例装置的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本申请实施例提供的三维模型的约束建立装置中未尽的技术细节，可以根据图1至图8中任一附图的说明而理解。

根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备和一种非瞬时计算机可读存储介质。

图10示出了可以用来实施本申请的实施例的示例电子设备800的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。

如图10所示，电子设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器（ROM）802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器（RAM）803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM803中，还可存储电子设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、ROM802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出（I/O）接口805也连接至总线804。

电子设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许电子设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如三维模型的约束建立方法。例如，在一些实施例中，三维模型的约束建立方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM802和/或通信单元809而被载入和/或安装到电子设备800上。当计算机程序加载到RAM803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的三维模型的约束建立方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行三维模型的约束建立方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本申请的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本申请的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种三维模型的约束建立方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一零件模型的零件尺寸信息；

对第二零件模型进行有限元网格划分，得到所述第二零件模型包括的元素面；所述元素面之间的公共边界上包括节点，所述节点用于表征所述第二零件模型中的位置坐标；

响应于用户针对所述第二零件模型的触控操作，从所述节点中确定触控节点；

基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述触控节点对应的元素面；

确定所述触控节点对应的每个元素面的法向量；

基于所述法向量，确定每个所述元素面之间的法向量夹角；

响应于所述法向量夹角满足预设的夹角条件，建立元素面群组，所述元素面群组包括所述触控节点对应的每个元素面；

确定所述元素面群组包括的第一元素面，将所述元素面群组中除所述第一元素面外的所述元素面作为第二元素面；

确定所述第一元素面的法向量与所述第二元素面的法向量的夹角；

响应于所述夹角小于预设的角度阈值，将所述第一元素面和对应的所述第二元素面作为平面群组，所述平面群组用于表征所述元素面群组中位于相同平面的所述元素面；

确定每个所述平面群组的面积；

确定所述面积最大的所述平面群组为接触面，并且确定除所述接触面以外的其他平面群组为圆柱面；

确定所述接触面与所述圆柱面的所述公共边界上包括的第一节点；

基于所述第一节点的位置坐标，计算所述第二零件模型对应的参考点位置坐标；

基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束，包括：

基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，确定所述第一零件模型对应的虚拟圆柱；

基于所述虚拟圆柱，确定包括在所述虚拟圆柱的坐标范围之内的所述第二零件模型的第二节点；

基于所述第二节点，确定所述第二节点对应的约束元素面群组；

响应于所述约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并所述约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面；

基于所述第一约束面和所述参考点位置坐标，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

3.一种三维模型的约束建立装置，其特征在于，所述三维模型的约束建立装置包括：

获取模块，用于获取第一零件模型的零件尺寸信息；

有限元分析模块，用于对第二零件模型进行有限元网格划分，得到所述第二零件模型包括的元素面；所述元素面之间的公共边界上包括节点，所述节点用于表征所述第二零件模型中的位置坐标；

选择模块，用于响应于用户针对所述第二零件模型的触控操作，从所述节点中确定触控节点；

确定模块，用于基于包括所述触控节点的公共边界，确定所述触控节点对应的元素面；确定所述触控节点对应的每个元素面的法向量；基于所述法向量，确定每个所述元素面之间的法向量夹角；响应于所述法向量夹角满足预设的夹角条件，建立元素面群组，所述元素面群组包括所述触控节点对应的每个元素面；确定所述元素面群组包括的第一元素面，将所述元素面群组中除所述第一元素面外的所述元素面作为第二元素面；确定所述第一元素面的法向量与所述第二元素面的法向量的夹角；响应于所述夹角小于预设的角度阈值，将所述第一元素面和对应的所述第二元素面作为平面群组，所述平面群组用于表征所述元素面群组中位于相同平面的所述元素面；确定每个所述平面群组的面积；确定所述面积最大的所述平面群组为接触面，并且确定除所述接触面以外的其他平面群组为圆柱面；确定所述接触面与所述圆柱面的所述公共边界上包括的第一节点；基于所述第一节点的位置坐标，计算所述第二零件模型对应的参考点位置坐标；

约束建立模块，用于基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述约束建立模块用于：

基于所述参考点位置坐标和所述零件尺寸信息，确定所述第一零件模型对应的虚拟圆柱；

基于所述虚拟圆柱，确定包括在所述虚拟圆柱的坐标范围之内的所述第二零件模型的第二节点；

基于所述第二节点，确定所述第二节点对应的约束元素面群组；

响应于所述约束元素面群组满足预设的元素面合并条件，合并所述约束元素面群组包括的元素面，得到第一约束面；

基于所述第一约束面和所述参考点位置坐标，建立所述第一零件模型与所述第二零件模型的装配约束。

5.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1和2中任一项所述的方法。

6.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行根据权利要求1和2中任一项所述的方法。

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