本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)快速建模領(lǐng)域，特別是涉及一種在三維建模環(huán)境中快速聯(lián)結(jié)自定義特征的方法。

背景技術(shù)：

快速設(shè)計(jì)是一種面向大規(guī)模定制的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)?？焖僭O(shè)計(jì)以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化為基礎(chǔ)，以縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期為目標(biāo)，是滿足復(fù)雜多變的市場(chǎng)需求、促使企業(yè)贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù)?？焖俳＜夹g(shù)是快速設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，產(chǎn)品快速建模技術(shù)是產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。mbd即基于模型定義，產(chǎn)品數(shù)據(jù)全部集成在三維模型中，企業(yè)在逐步應(yīng)用mbd技術(shù)指導(dǎo)生產(chǎn)時(shí)，首先需要將之前二維圖紙和數(shù)據(jù)整合到三維模型中，而且在日后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中也僅僅使用三維模型作為載體，所以企業(yè)對(duì)三維建模的需求量是巨大的。如應(yīng)用傳統(tǒng)建模方式，操作繁瑣且工作量大。所以，企業(yè)無(wú)論是需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速設(shè)計(jì)還是對(duì)已有產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和升級(jí)，快速建模技術(shù)的使用在這過(guò)程中尤為關(guān)鍵。

目前快速建模技術(shù)廣泛采用的方式是使用用戶(hù)自定義特征庫(kù)，在建模過(guò)程中對(duì)于一些重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行抽取后導(dǎo)入用戶(hù)自定義特征庫(kù)，然后使用時(shí)直接將用戶(hù)自定義特征庫(kù)內(nèi)的特征直接導(dǎo)入三維環(huán)境中，從而無(wú)需重復(fù)建模。

但是目前已有技術(shù)對(duì)于自定義特征導(dǎo)入三維環(huán)境中后對(duì)新導(dǎo)入特征和已有特征的聯(lián)結(jié)方法及功能較少，用戶(hù)需要通過(guò)繁瑣的移動(dòng)特征操作使新導(dǎo)入特征定位，這使快速建模的效率降低很多。同時(shí)，目前快速建模技術(shù)對(duì)于mbd技術(shù)支持不佳，用戶(hù)使用快速建模將特征整合后，需要通過(guò)繁瑣的交互重新對(duì)三維模型進(jìn)行標(biāo)注。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷的在三維建模環(huán)境中快速聯(lián)結(jié)自定義特征的方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的在三維建模環(huán)境中快速聯(lián)結(jié)自定義特征的方法，包括以下步驟：

s1：交互選擇聯(lián)結(jié)面；

s2：對(duì)所選特征進(jìn)行特征預(yù)處理；

s3：根據(jù)選擇的聯(lián)結(jié)方式創(chuàng)建輔助定位標(biāo)識(shí)；

s4：對(duì)基特征和連接特征的自由度進(jìn)行約束；

s5：如果聯(lián)結(jié)類(lèi)型為完整聯(lián)結(jié)，則對(duì)三維標(biāo)注進(jìn)行整合；否則，跳過(guò)此步驟，直接執(zhí)行步驟s6；

s6：去除多余的輔助定位標(biāo)識(shí)；

s7：對(duì)基特征和連接特征進(jìn)行布爾運(yùn)算；

s8：模型后處理。

進(jìn)一步，所述步驟s2中的特征預(yù)處理是對(duì)交互選定的基特征和連接特征進(jìn)行以下操作：識(shí)別所選特征類(lèi)型、獲取所選特征面的邊界和獲取所選特征面的法線矢量。

進(jìn)一步，所述步驟s3中的輔助定位標(biāo)識(shí)是用戶(hù)在交互時(shí)，用于用戶(hù)直觀觀察特征方位和快捷捕捉參考點(diǎn)的實(shí)體特征。

進(jìn)一步，所述步驟s4中的基特征是用于聯(lián)結(jié)連接特征的基礎(chǔ)特征，連接特征是用戶(hù)從特征庫(kù)中選取并使用的特征。

進(jìn)一步，所述步驟s4具體包括以下步驟：

s4.1：交互選擇聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)方式分為自由聯(lián)結(jié)、中心聯(lián)結(jié)和邊線聯(lián)結(jié)，如果同時(shí)滿足中心聯(lián)結(jié)和邊線聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)類(lèi)型為完整聯(lián)結(jié)；否則，聯(lián)結(jié)類(lèi)型為非完整聯(lián)結(jié)；

s4.2：根據(jù)所選聯(lián)結(jié)類(lèi)型和特征預(yù)處理，自動(dòng)判斷輔助定位標(biāo)識(shí)類(lèi)型，并計(jì)算輔助定位標(biāo)識(shí)的坐標(biāo)和尺寸；

s4.3：創(chuàng)建輔助定位標(biāo)識(shí)為實(shí)體特征；

s4.4：交互點(diǎn)擊選擇所需的輔助定位標(biāo)識(shí)；

s4.5：根據(jù)用戶(hù)交互指令自動(dòng)完成特征的移動(dòng)操作，完成特征聯(lián)結(jié)。

進(jìn)一步，所述步驟s4.1中，如果選擇中心聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)的具體步驟為：

s4.111：生成所選聯(lián)結(jié)面的中心、角度定位參考點(diǎn)和參考定位平面，將所有生成對(duì)象與實(shí)體特征相關(guān)聯(lián)；

s4.112：移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)特征，使基特征與連接特征的參考定位平面共面，法線矢量呈平角；

s4.113：移動(dòng)特征使基特征和連接特征的聯(lián)結(jié)面中心重合；

s4.114：以連接特征的聯(lián)結(jié)面的中心為旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)連接特征，使連接特征上的角度定位參考點(diǎn)與基特征上的角度定位參考點(diǎn)重合。

進(jìn)一步，所述步驟s4.1中，如果選擇邊線聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)的具體步驟為：

s4.121：生成所選聯(lián)結(jié)面的特征邊線和參考定位平面，將所有生成對(duì)象與實(shí)體特征關(guān)聯(lián)；

s4.122：分別在基特征和連接特征的聯(lián)結(jié)面的特征邊線上交互選擇一條需要重合的特征邊線；

s4.123：在基特征的所選特征邊線上交互指定位置定位點(diǎn)；

s4.124：移動(dòng)連接特征，使特征邊線的端點(diǎn)移動(dòng)至位置定位點(diǎn)；

s4.125：以位置定位點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，旋轉(zhuǎn)連接特征，使連接特征的所選特征邊線與基特征的所選特征邊線重合；

s4.126：以連接特征的所選特征邊線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接特征，使連接特征與基特征的參考定位平面共面，法線矢量呈平角。

進(jìn)一步，所述步驟s4.1中，如果選擇完整聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)的具體步驟為：

s4.131：生成所選聯(lián)結(jié)面的特征邊線，將所有生成對(duì)象與實(shí)體特征相關(guān)聯(lián)；

s4.132：移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)特征，使基特征與連接特征的聯(lián)結(jié)面的特征邊線重合；

s4.133：在基特征和連接特征的聯(lián)結(jié)面上分別選擇一條特征邊線；

s4.134：提取連接特征的聯(lián)結(jié)面的中心，以中心為旋轉(zhuǎn)中心，旋轉(zhuǎn)聯(lián)結(jié)特征，使連接特征的所選特征邊線與基特征的所選特征邊線重合；

s4.135：顯示隱藏的三維標(biāo)注；

s4.136：提取顯示的三維標(biāo)注的尺寸線的節(jié)點(diǎn)；

s4.137：篩選出在基特征上且不在聯(lián)結(jié)面上的尺寸線節(jié)點(diǎn)；

s4.138：計(jì)算所篩選出的點(diǎn)在連接特征上距離聯(lián)結(jié)面距離最遠(yuǎn)的面上的投影點(diǎn)；

s4.139：計(jì)算尺寸標(biāo)注數(shù)值，數(shù)值為篩選點(diǎn)與投影點(diǎn)的直線距離；

s4.1310：根據(jù)篩選點(diǎn)、投影點(diǎn)和尺寸標(biāo)注數(shù)值重新創(chuàng)建三維標(biāo)注。

進(jìn)一步，所述步驟s8中的模型后處理是在完成特征聯(lián)結(jié)后，用戶(hù)再根據(jù)實(shí)際需求對(duì)模型進(jìn)行交互調(diào)整。

有益效果：本發(fā)明公開(kāi)了一種在三維建模環(huán)境中快速聯(lián)結(jié)自定義特征的方法，能夠減少繁瑣的交互操作，更快速、便捷地對(duì)分離的三維特征進(jìn)行聯(lián)結(jié)。并且，同時(shí)兼顧mbd技術(shù)的要求，在聯(lián)結(jié)特征后可以對(duì)三維標(biāo)注便捷地進(jìn)行處理。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式的中心聯(lián)結(jié)的流程圖；

圖3為本發(fā)明具體實(shí)施方式的邊線聯(lián)結(jié)的流程圖；

圖4為本發(fā)明具體實(shí)施方式的完整聯(lián)結(jié)的流程圖；

圖5為本發(fā)明具體實(shí)施方式的連桿切口聯(lián)結(jié)的示例圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的介紹。

本具體實(shí)施方式公開(kāi)了一種在三維建模環(huán)境中快速聯(lián)結(jié)自定義特征的方法，如圖1所示，包括以下步驟：

s1：交互選擇聯(lián)結(jié)面；

s2：對(duì)所選特征進(jìn)行特征預(yù)處理；

s3：根據(jù)選擇的聯(lián)結(jié)方式創(chuàng)建輔助定位標(biāo)識(shí)；

s4：對(duì)基特征和連接特征的自由度進(jìn)行約束；

s5：如果聯(lián)結(jié)類(lèi)型為完整聯(lián)結(jié)，則對(duì)三維標(biāo)注進(jìn)行整合；否則，跳過(guò)此步驟，直接執(zhí)行步驟s6；

s6：去除多余的輔助定位標(biāo)識(shí)；

s7：對(duì)基特征和連接特征進(jìn)行布爾運(yùn)算；

s8：模型后處理。

其中，特征預(yù)處理是對(duì)交互選定的基特征和連接特征進(jìn)行以下操作：識(shí)別所選特征類(lèi)型、獲取所選特征面的邊界和獲取所選特征面的法線矢量。

步驟s3中的輔助定位標(biāo)識(shí)是用戶(hù)在交互時(shí)，用于用戶(hù)直觀觀察特征方位和快捷捕捉參考點(diǎn)的實(shí)體特征。

步驟s4中的基特征是用于聯(lián)結(jié)連接特征的基礎(chǔ)特征，連接特征是用戶(hù)從特征庫(kù)中選取并使用的特征。

步驟s8中的模型后處理是在完成特征聯(lián)結(jié)后，用戶(hù)再根據(jù)實(shí)際需求對(duì)模型進(jìn)行交互調(diào)整。

步驟s4具體包括以下步驟：

s4.1：交互選擇聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)方式分為自由聯(lián)結(jié)、中心聯(lián)結(jié)和邊線聯(lián)結(jié)，如果同時(shí)滿足中心聯(lián)結(jié)和邊線聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)類(lèi)型為完整聯(lián)結(jié)；否則，聯(lián)結(jié)類(lèi)型為非完整聯(lián)結(jié)；

s4.2：根據(jù)所選聯(lián)結(jié)類(lèi)型和特征預(yù)處理，自動(dòng)判斷輔助定位標(biāo)識(shí)類(lèi)型，并計(jì)算輔助定位標(biāo)識(shí)的坐標(biāo)和尺寸；

s4.3：創(chuàng)建輔助定位標(biāo)識(shí)為實(shí)體特征；

s4.4：交互點(diǎn)擊選擇所需的輔助定位標(biāo)識(shí)；

s4.5：根據(jù)用戶(hù)交互指令自動(dòng)完成特征的移動(dòng)操作，完成特征聯(lián)結(jié)。

步驟s4.1中，如圖2所示，如果選擇中心聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)的具體步驟為：

s4.111：生成所選聯(lián)結(jié)面的中心、角度定位參考點(diǎn)和參考定位平面，將所有生成對(duì)象與實(shí)體特征相關(guān)聯(lián)；

s4.112：移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)特征，使基特征與連接特征的參考定位平面共面，法線矢量呈平角；

s4.113：移動(dòng)特征使基特征和連接特征的聯(lián)結(jié)面中心重合；

s4.114：以連接特征的聯(lián)結(jié)面的中心為旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)連接特征，使連接特征上的角度定位參考點(diǎn)與基特征上的角度定位參考點(diǎn)重合。

步驟s4.1中，如圖3所示，如果選擇邊線聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)的具體步驟為：

s4.121：生成所選聯(lián)結(jié)面的特征邊線和參考定位平面，將所有生成對(duì)象與實(shí)體特征關(guān)聯(lián)；

s4.122：分別在基特征和連接特征的聯(lián)結(jié)面的特征邊線上交互選擇一條需要重合的特征邊線；

s4.123：在基特征的所選特征邊線上交互指定位置定位點(diǎn)；

s4.124：移動(dòng)連接特征，使特征邊線的端點(diǎn)移動(dòng)至位置定位點(diǎn)；

s4.125：以位置定位點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，旋轉(zhuǎn)連接特征，使連接特征的所選特征邊線與基特征的所選特征邊線重合；

s4.126：以連接特征的所選特征邊線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)連接特征，使連接特征與基特征的參考定位平面共面，法線矢量呈平角。

步驟s4.1中，如圖4所示，如果選擇完整聯(lián)結(jié)的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行聯(lián)結(jié)，則聯(lián)結(jié)的具體步驟為：

s4.131：生成所選聯(lián)結(jié)面的特征邊線，將所有生成對(duì)象與實(shí)體特征相關(guān)聯(lián)；

s4.132：移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)特征，使基特征與連接特征的聯(lián)結(jié)面的特征邊線重合；

s4.133：在基特征和連接特征的聯(lián)結(jié)面上分別選擇一條特征邊線；

s4.134：提取連接特征的聯(lián)結(jié)面的中心，以中心為旋轉(zhuǎn)中心，旋轉(zhuǎn)連接特征，使連接特征的所選特征邊線與基特征的所選特征邊線重合。

s4.135：顯示隱藏的三維標(biāo)注；

s4.136：提取顯示的三維標(biāo)注的尺寸線的節(jié)點(diǎn)；

s4.137：篩選出在基特征上且不在聯(lián)結(jié)面上的尺寸線節(jié)點(diǎn)；

s4.138：計(jì)算所篩選出的點(diǎn)在連接特征上距離聯(lián)結(jié)面距離最遠(yuǎn)的面上的投影點(diǎn)；

s4.139：計(jì)算尺寸標(biāo)注數(shù)值，數(shù)值為篩選點(diǎn)與投影點(diǎn)的直線距離；

s4.1310：根據(jù)篩選點(diǎn)、投影點(diǎn)和尺寸標(biāo)注數(shù)值，重新創(chuàng)建三維標(biāo)注。

本實(shí)施例采用的特征識(shí)別方法、三維標(biāo)注創(chuàng)建方法和三維坐標(biāo)獲取方法為三維軟件中的公知方法，只需根據(jù)本方法的數(shù)據(jù)采集和處理規(guī)則，則可實(shí)現(xiàn)本方法所描述的內(nèi)容。

本實(shí)施例將從圖5以船用柴油機(jī)連桿為例闡述本發(fā)明實(shí)施例中完整聯(lián)結(jié)的連接方式的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

如圖5所示，連桿切口聯(lián)結(jié)的示例圖。首先用戶(hù)選擇的基特征是連桿，選擇的聯(lián)結(jié)特征是連桿切口；然后分別選擇連桿和連桿切口的聯(lián)結(jié)面，生成特征邊線；程序運(yùn)行使連桿和連桿切口自動(dòng)對(duì)接；接著分別在連桿和連桿切口所生成的特征邊線上選擇一條特征邊線；程序運(yùn)行使連接特征旋轉(zhuǎn)直至所選的特征邊線重合；最終進(jìn)行三維標(biāo)注的整合，完成連桿和連桿切口的完整聯(lián)結(jié)。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。