專利名稱：設計數據生成設備和設計數據生成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設計數據生成方法和一種設計數據生成設備，更具體地說，本發(fā)明涉及用于改變現(xiàn)有物品形狀以生成物品的新設計數據的一種設計數據生成方法和一種設計數據生成設備。
背景技術：
可通過使用CAD(計算機輔助設計)設備改變現(xiàn)有物品數據而設計新物品。例如，根據一種用于具有圖47A中所示形狀的物品的方法，輸入將作為物品新邊緣線的線段，并且在保持其形狀的同時沿新邊緣線配置原始截面(斷面)形狀，從而生成圖4 7B中所示的新形狀。
而且，關于LSI規(guī)劃圖案設計，具有這樣一種方法，其中置換了用于實現(xiàn)所設計的規(guī)劃圖案的功能部件的功能單元，從而實現(xiàn)有效的重新設計(例如，見日本未審查專利公開No.Hei 9-36238)。根據另一種方法，從現(xiàn)有三維物品形狀中提取一種截面形狀，并且使根據該形狀圖案分類的形狀模型經受諸如擠出、掃描、旋轉、切割、鏡面復印等基本操作，從而生成新物品的三維形狀(例如，見日本未審查專利公開No.Hei 11-45352)。
即使在根據現(xiàn)有物品的數據使整個物品設計變形而不是部分地置換現(xiàn)有物品的情況中，有時也期望使物品的一部分變形而同時保持其它部分。在這種情況中，根據傳統(tǒng)工藝，僅提取物品的需要變形的一部分并使其變形，然后將該變形的部分再次連接至保持原始形狀的部分上。然而，上述傳統(tǒng)工藝存在以下問題，即，在變形期間難于識別和確認整個物品設計；并且連接部分之間的界線變得不連續(xù)。
還存在這樣的情況，即，期望一種不具有被保持的現(xiàn)有物品的截面形狀的新物品形狀。在該情況中，必須首先使個別截面形狀變形然后再配置(重新配置)該變形的截面形狀以便獲得新三維形狀。
然而，通過使個別截面形狀變形難于生成操作者預期的新三維形狀，因此這在很大程度上是試驗性和誤差的工藝。
另外，由于沒有規(guī)定如何將截面模型形狀配置于新三維形狀中以滿足操作者期望的方法，因此現(xiàn)有三維形狀還未得到有效利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個優(yōu)點是通過將形狀變形處理應用于已生成的物品設計數據上，在用于生成物品的新設計數據的設計數據生成設備中實現(xiàn)有效的設計操作。
根據本發(fā)明的設計數據生成設備包括區(qū)域屬性輸入裝置，該裝置用于接收來自于操作者的物品形狀在要進行形狀變形的變形區(qū)域與保持其形狀的保持區(qū)域之間的屬性分配；變形指示輸入裝置，該裝置用于接收來自于操作者的由相對于物品的變形方向和變形量限定的變形指示向量；變形處理裝置，該裝置用于根據輸入變形指示向量相對于限定變形區(qū)域的物品形狀的節(jié)點執(zhí)行位移處理，使位于變形區(qū)域和保持區(qū)域之間的界線(邊界)處的節(jié)點固定，并使不位于該界線處的節(jié)點經受位移處理。因此，由于可利用整個物品設計數據執(zhí)行變形處理，因此不會造成變形區(qū)域與保持區(qū)域的界線處的不連續(xù)性。而且，由于操作者可在確定整個物品結構的同時執(zhí)行變形設計，因此可實現(xiàn)有效的物品設計。


圖1是本發(fā)明第一實施例所涉及的設計數據生成設備的功能框圖；圖2是示出本發(fā)明第一實施例所涉及的設計數據生成方法的流程圖；圖3A是本發(fā)明第一實施例所涉及的設計數據生成方法用于現(xiàn)有物品形狀變形處理的示例；圖3B是本發(fā)明第一實施例所涉及的設計數據生成方法用于現(xiàn)有物品形狀變形處理的另一示例；圖3C是本發(fā)明第一實施例所涉及的設計數據生成方法用于現(xiàn)有物品形狀變形處理的又一示例；圖4是本發(fā)明第二實施例所涉及的設計數據生成設備的功能框圖；圖5是示出本發(fā)明第二實施例所涉及的設計數據生成方法的流程圖；圖6是示出本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的流程圖；圖7A是用于使用特定圖說明本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖7B是用于使用特定圖說明本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖8A是用于使用特定圖說明本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖8B是用于使用特定圖說明本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖8C是用于使用特定圖說明本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖8D是用于使用特定圖說明本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖9是示出本發(fā)明第四實施例所涉及的設計數據生成方法的流程圖；圖10A是用于使用特定圖說明本發(fā)明第四實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖10B是用于使用特定圖說明本發(fā)明第四實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖10C是用于使用特定圖說明本發(fā)明第四實施例所涉及的設計數據生成方法的視圖；圖11是示出本發(fā)明第四實施例所涉及的設計數據生成方法的優(yōu)選變形處理的流程圖；圖12是示出本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成設備的功能的結構框圖；圖13是示出本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成的流程圖；圖14A是用于說明在本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成設備中現(xiàn)有形狀的特定變形處理的圖表；圖14B是用于說明在本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成設備中現(xiàn)有形狀的特定變形處理的圖表；圖15A是用于說明本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成設備中法平面截面形狀的形狀節(jié)點的移動的視圖；圖15B是用于說明本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成設備中法平面截面形狀的形狀節(jié)點的移動的視圖；圖16是示出包括對應指定裝置的設計數據生成設備的功能結構框圖；圖17是用于說明圖16中對應指定的等內分比對應的視圖；圖18是用于說明圖16中對應指定的移動目的線垂直線對應的視圖；圖19是用于說明圖16中對應指定的移動原始線(起始線)垂直線對應的視圖；圖20是用于說明圖16中對應指定的指定面平行對應的視圖；圖21是示出包括輔助對應指定裝置的設計數據生成設備的功能結構框圖；圖22是用于說明圖21中輔助對應指定的移動目的線延長對應的視圖；圖23是用于圖21中輔助對應指定的最近點對應的視圖；圖24是示出包括移動比率指定裝置的設計數據生成設備的功能結構框圖；圖25是示出包括移動延長容許指示裝置的設計數據生成設備的功能結構框圖；圖26是示出本發(fā)明第六實施例所涉及的包括非變形區(qū)域指定裝置的設計數據生成設備的功能的結構框圖；圖27是示出本發(fā)明第六實施例所涉及的包括指定非變形區(qū)域的步驟的設計數據生成流程的流程圖；
圖28A是用于說明其中指定非變形區(qū)域的現(xiàn)有物品形狀相似性特征變形的視圖；圖28B是用于說明其中指定非變形區(qū)域的現(xiàn)有物品形狀相似性特征變形的視圖；圖29A是用于說明與圖28A中所示非變形區(qū)域交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形的視圖；圖29B是用于說明與圖28A中所示非變形區(qū)域交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形的視圖；圖30是示出本發(fā)明第七實施例所涉及的包括固定形狀指定裝置的設計數據生成設備的功能的結構框圖；圖31是示出本發(fā)明第七實施例所涉及的包括指定固定形狀的步驟的設計數據生成流程的流程圖；圖32A是用于說明其中指定固定形狀的現(xiàn)有物品形狀相似性特征變形的視圖；圖32B是用于說明其中指定固定形狀的現(xiàn)有物品形狀相似性特征變形的視圖；圖33A是用于說明與圖32A中所示固定形狀交叉并且沒有與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形的視圖；圖33B是用于說明與圖32A中所示固定形狀交叉并且沒有與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形的視圖；圖34A是用于說明與圖32A中所示固定形狀交叉并且還與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形的視圖；圖34B是用于說明與圖32A中所示固定形狀交叉并且還與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形的視圖；圖35是示出本發(fā)明第八實施例所涉及的包括下限曲率半徑指定裝置的設計數據生成設備的功能的結構框圖；圖36是示出本發(fā)明第八實施例所涉及的包括指定下限曲率半徑的步驟的設計數據生成流程的流程圖；
圖37A是用于說明具有其曲率半徑等于或小于下限曲率半徑的移動原始線的現(xiàn)有物品形狀的相似性特征變形的視圖；圖37B是用于說明具有其曲率半徑等于或小于下限曲率半徑的移動原始線的現(xiàn)有物品形狀的相似性特征變形的視圖；圖38是示出本發(fā)明第九實施例所涉及的包括法平面截面形狀取向指定裝置的設計數據生成設備的功能的結構框圖；圖39是示出本發(fā)明第九實施例所涉及的包括指定法平面截面形狀定位的步驟的設計數據生成流程的流程圖；圖40是用于使用現(xiàn)有物品形狀的特定示例說明法平面截面形狀定向的視圖；圖41是示出本發(fā)明第十實施例所涉及的包括移動原始線分割裝置的設計數據生成設備的功能的結構框圖；圖42是示出本發(fā)明第十實施例所涉及的包括分割移動原始線的步驟的設計數據生成流程的流程圖；圖43A是用于說明本發(fā)明第十實施例所涉及的設計數據生成設備的分割開的相似性特征的變形處理的視圖；圖43B是用于說明本發(fā)明第十實施例所涉及的設計數據生成設備的分割開的相似性特征的變形處理的視圖；圖43C是用于說明本發(fā)明第十實施例所涉及的設計數據生成設備的分割開的相似性特征的變形處理的視圖；圖43D是用于說明本發(fā)明第十實施例所涉及的設計數據生成設備的分割開的相似性特征的變形處理的視圖；圖44是示出本發(fā)明第十一實施例所涉及的包括用于指定兩組移動原始線和移動目的線的裝置的設計數據生成設備的功能的結構框圖；圖45是示出本發(fā)明第十一實施例所涉及的包括指定兩組移動原始線和移動目的線的步驟的設計數據生成流程的流程圖；圖46A是用于說明其中指定兩組移動原始線和移動目的線的現(xiàn)有物品形狀相似性特征變形的視圖；
圖46B是用于說明其中指定兩組移動原始線和移動目的線的現(xiàn)有物品形狀相似性特征變形的視圖；圖46C是用于說明其中指定兩組移動原始線和移動目的線的現(xiàn)有物品形狀相似性特征變形的視圖；圖47A是示出使用CAD設備的傳統(tǒng)變形處理的視圖；和圖47B是示出使用CAD設備的傳統(tǒng)變形處理的視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖進一步詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
實施例1圖1是示出本發(fā)明第一實施例所涉及的設計數據生成設備100的功能框圖。設計數據生成設備100是用于通過將形狀變形處理應用于物品已生成的設計數據上而生成物品的新設計數據的設備。更具體地說，從硬盤等形式的設計數據儲存裝置3中讀取現(xiàn)有物品設計數據。操作者使用輸入裝置諸如鍵盤或鼠標形式的區(qū)域屬性輸入裝置4和變形指示輸入裝置5輸入數據，并且根據輸入數據使用包含在計算機1中的變形處理裝置6執(zhí)行形狀變形處理，同時在圖像顯示裝置2(諸如CRT)上從視覺上確認被變形的形狀。該設計數據生成設備最好包括用于與打印機和網絡通信的通信裝置。
圖2是示出本發(fā)明設計數據生成設備中的數據生成的流程圖。
首先讀取儲存在設計數據儲存裝置3中的現(xiàn)有物品設計數據。區(qū)域屬性輸入裝置4接收操作者關于在操作者希望變形的變形區(qū)域與變形處理期間操作者希望保持其形狀的保持區(qū)域之間所要執(zhí)行變形處理的輸入現(xiàn)有物品形狀的屬性分配的輸入(S10)。變形區(qū)域與保持區(qū)域之間的界線可為直線或可為多個線段的非線性系列。接著，變形指示輸入裝置5接收操作者的通過由相對于物品的變形方向和變形量限定的變形指示向量表示的變形指示(Sl1)。該變形指示向量例如可指示形狀沿X方向延長1.5倍。
接著，變形處理裝置6根據上述信息執(zhí)行形狀變形處理(S12)。在信息處理中，首先確定限定物品形狀的節(jié)點是否屬于變形區(qū)域(S13)。應該注意的是，節(jié)點是指限定某個區(qū)域的形狀頂點。至于屬于變形區(qū)域的節(jié)點，要進一步確定該節(jié)點是否屬于保持區(qū)域和變形區(qū)域之間的界線(S14)。依上述確定方法分類的僅屬于保持區(qū)域而不屬于變形區(qū)域的節(jié)點以及屬于保持區(qū)域和變形區(qū)域之間界線的節(jié)點在該變形處理中不會根據變形指示向量經歷相對位移。因此，由這些節(jié)點限定的保持區(qū)域將保持其原始形狀。應該注意，盡管隨著變形區(qū)域的變形，保持區(qū)域可在保持其形狀的情況下改變其在圖像顯示裝置2的顯示屏上的位置，但是作為設計數據的保持區(qū)域的尺寸被保持。另一方面，使僅屬于變形區(qū)域的節(jié)點根據變形指示向量位移(S15)。作為步驟12上述變形處理中節(jié)點位移的結果，生成作為新設計數據的新物品形狀。
對于上述結構，由于可使用整個物品的設計數據執(zhí)行變形處理，因此在保持區(qū)域和變形區(qū)域之間的界線處不會導致不連續(xù)性。而且，由于操作者可在確認整個物品結構的同時執(zhí)行設計變形，因此可實現(xiàn)有效的物品設計。
由變形指示輸入裝置從操作者那里接收的輸入數據最好包括與變形指示向量的作用節(jié)點即變形指示向量作用于其上的節(jié)點有關的指示。對于這種指示，可通過根據預定變形指示向量僅使預定節(jié)點位移而使變形區(qū)域的形狀變形。
而且，用于所述變形指示向量的作用節(jié)點的指示最好可包括與單個節(jié)點有關的點指示、與節(jié)點連接線有關的線指示、以及與由節(jié)點圍成的面有關的面指示。
下面將使用示例說明本發(fā)明第一實施例所涉及的設計數據生成設備中的節(jié)點位移。圖3A、3B和3C分別示出在指定點指示、線指示、以及面指示時變形區(qū)域的變形。
首先，操作者輸入保持區(qū)域和變形區(qū)域的屬性(S10)。在這種情況中，將圖中的帶格部分指定為變形區(qū)域(用虛線示出變形之前的變形區(qū)域的形狀)。之后，變形指示輸入裝置5從操作者接收由物品的變形方向和變形量限定的變形指示向量中的變形指示(S11)。在圖3A至3C中，用箭頭示出該變形指示向量。而且，由操作者輸入作用節(jié)點?？蓪狞c、兩節(jié)點的連接線以及由三個或三個以上的節(jié)點圍成的平面之中選擇的節(jié)點指定為作用節(jié)點。在所示的示例中，分別將由實心圓圈表示的點(圖3A)、由粗線表示的線(圖3B)以及由粗線圍成的平面(圖3C)指定為作用節(jié)點。在S12的變形處理中，使這些作用節(jié)點根據變形指示向量位移，以使得變形區(qū)域的形狀如帶格圖案所示的那樣變形。
對于上述結構，作用節(jié)點不僅可指定為一點，還可指定為從點、線和平面之中選擇的一種。因此可執(zhí)行更有效的設計操作。
對于上述結構，由于可使用整個物品設計數據執(zhí)行變形處理，因此在保持區(qū)域和變形區(qū)域之間的界線處不會導致不連續(xù)性。而且，由于操作者可在確認整個物品結構的同時執(zhí)行變形設計，因此可實現(xiàn)有效的物品設計。
另外，由于操作者輸入到變形指示輸入裝置中的內容包括用于變形指示向量的作用節(jié)點的指示，因此可僅相對于預定節(jié)點進行作為形狀變形的預定向量位移而實現(xiàn)滿足操作者意愿的變形。
而且，由于用于變形指示向量的作用節(jié)點的指示包括單個節(jié)點的點指示、節(jié)點連接線的線指示、或由節(jié)點圍成的平面的面指示，因此可實現(xiàn)有效的設計操作。
實施例2在某些情況中，可將物品的形狀分成為確定整個物品粗略形狀的基本形狀和與之相關的附屬形狀。該附屬形狀可包括例如，被形成用以增強板強度的焊縫形狀。甚至當希望對整個形狀進行變形時也必須保持具有特定功能的附屬形狀。
圖4是示出本發(fā)明第二實施例所涉及的設計數據生成設備的功能框圖，用以解決上述問題。在圖4的設備中，除了第一實施例的設計數據生成設備之外還提供了附屬形狀附加裝置。
圖5是示出第二實施例的設計數據生成設備中的數據生成的流程圖。
在讀取儲存在設計數據儲存裝置3中的現(xiàn)有物品設計數據之后，由變形處理裝置6確定所讀取的設計數據是包括基本形狀的屬性或是包括附屬形狀的屬性(S20)。如果是附屬形狀，則不執(zhí)行步驟12的變形處理。另一方面，如果是基本形狀，則執(zhí)行與第一實施例相同的S12的變形處理以獲得基本形狀的新設計數據(S21)。然后，附屬形狀附加裝置7將該附屬形狀附加到新基本形狀上(S22)。可如下確定附屬形狀在新基本形狀中附加的位置。更具體地說，當附屬形狀局部位于原始基本形狀的保持區(qū)域中時，可將附屬形狀附加到原始位置上。另一方面，當附屬形狀位于原始基本形狀的變形區(qū)域中時，可根據操作者的輸入確定將該附屬形狀附加到新基本形狀上的位置。
如上所述，當物品形狀包括基本形狀和附屬形狀時，形狀變形處理裝置僅相對于基本形狀執(zhí)行變形處理，由附屬形狀附加裝置將附屬形狀附加到已變形的設計數據上，從而可實現(xiàn)有效的設計。
實施例3在第一實施例和第二實施例的形狀變形處理中，在由于根據操作者輸入的變形指示向量的節(jié)點位移而導致節(jié)點連接邊緣線超出屬于保持區(qū)域和變形區(qū)域之間界線的節(jié)點的情況中，由節(jié)點在變形之前限定的區(qū)域可在根據變形指示向量僅僅使節(jié)點位移之后變形為不能由原始節(jié)點限定的形狀要素。該問題可由第三實施例的形狀變形處理解決。
圖6是示出本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成設備中的形狀變形處理的流程圖。當輸入變形指示時(S11)，由變形處理裝置6確定變形區(qū)域中的節(jié)點連接邊緣線是否由于根據所輸入的變形指示向量的節(jié)點位移而超出屬于保持區(qū)域和變形區(qū)域之間的界線的節(jié)點(S30)。如果為否，則與第一實施例中的處理相同，根據變形指示向量執(zhí)行形狀變形處理(S15)。另一方面，如果為是，將輸入的變形指示向量分為在變形區(qū)域中的節(jié)點連接邊緣線到達保持區(qū)域中的節(jié)點處終止的第一變形指示向量，和在變形區(qū)域中的節(jié)點連接邊緣線到達保持區(qū)域中的節(jié)點處開始的第二變形指示向量(S31)。然后，僅相對于由操作者最初指定的變形區(qū)域根據第一變形指示向量執(zhí)行形狀變形處理(S32)。隨后，包含與變形區(qū)域的邊緣線相接觸的節(jié)點的保持區(qū)域的屬性被重新分配為變形區(qū)域的屬性(S33)。然后，相對于已相據第一變形指示向量經歷變形處理的物品形狀的新變形區(qū)域根據第二變形指示向量執(zhí)行形狀變形處理，所述新變形區(qū)域包括重新分配的變形區(qū)域(S34)。作為上述變形處理的結果，生成新設計數據。
根據上述變形處理，即使在輸入的變形指示向量超出屬于保持區(qū)域和變形區(qū)域之間的界線的節(jié)點時，也可執(zhí)行可實現(xiàn)實際形狀變形的變形處理。
下面將使用示例說明通過本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的節(jié)點位移。圖7A示出包括三個形狀要素的現(xiàn)有物品形狀，其中兩個陰影區(qū)域被指定為變形區(qū)域，剩余的空白區(qū)域被指定為保持區(qū)域。變形指示向量由箭頭指示，作用節(jié)點由粗線指示。如果利用上述輸入數據執(zhí)行根據第一實施例的節(jié)點變形處理，由節(jié)點在變形之前限定的區(qū)域將如圖7B所示分開，并且不能由原始節(jié)點限定。
圖8A到圖8D說明根據本發(fā)明第三實施例所涉及的設計數據生成方法的節(jié)點位移。在圖8A中，以實心圓圈示出作用節(jié)點A和B，并且空白圓圈C和D表示不移動的節(jié)點。最初輸入的變形指示向量分為在變形區(qū)域中的節(jié)點連接邊緣線接觸屬于保持區(qū)域的節(jié)點處終止的第一變形指示向量和在變形區(qū)域中的節(jié)點連接邊緣線接觸保持區(qū)域中的節(jié)點處開始的第二變形指示向量(S31)。如圖8B中所示，根據在由節(jié)點A和B限定的邊緣線接觸屬于保持區(qū)域與變形區(qū)域之間界線的節(jié)點C處終止的第一變形指示向量使節(jié)點A和B位移。然后，如圖8C中所示，包含接觸變形區(qū)域邊緣線的節(jié)點C的保持區(qū)域的屬性被重新分配為變形區(qū)域的屬性(S33)。因此，節(jié)點C和D的屬性改變?yōu)槲灰频墓?jié)點的屬性，因此節(jié)點C和D示為實心圓圈。接著，如圖8D中所示，根據第二變形指示向量位移。通過上述變形處理方法，可在保持節(jié)點限定區(qū)域的特征的同時生成新設計數據。
根據上述變形處理，即使在輸入的變形指示向量超出屬于保持區(qū)域和變形區(qū)域之間的界線的節(jié)點時，也可執(zhí)行可實現(xiàn)實際形狀變形的變形處理。
實施例4根據本發(fā)明第四實施例的設計數據生成方法涉及其中保持物品的彎曲線的形狀變形和其中保持物品的彎曲形狀的變形。
圖9是示出本發(fā)明第四實施例所涉及的設計數據生成設備中的形狀變形處理的流程圖。
變形處理裝置6將變形區(qū)域細分為形狀要素(S40)。通過將區(qū)域分為三角形或正方形網狀圖案而執(zhí)行形狀要素細分，這一點在CAD裝置所執(zhí)行的形狀處理中已公知。然后，進行限定形狀要素的形狀的節(jié)點的位移。位移的方式取決于節(jié)點的性質。首先，確定節(jié)點是否位于物品的彎曲線上(S41)。當節(jié)點沒有位于物品的彎曲線上時，根據通過將變形指示向量投射到該節(jié)點處的物品形狀面的延長面上所獲得的向量進行節(jié)點位移。在此，例如當通過切割球體而獲得該節(jié)點處的物品形狀面時，則物品形狀面的延長面通過延長具有相同半徑的球面獲得。當節(jié)點處的物品形狀面是通過切割圓柱所獲得的平面時，則其延長面通過延長具有相同半徑的圓柱獲得，而當該節(jié)點處的物品形狀面是通過預定功能所限定的平面時，則延長面通過延長所述平面獲得。然后，進一步確定已被確定位于彎曲線上的節(jié)點是位于單條彎曲線上或是位于多條彎曲線上(S43)。使位于單條彎曲線上的節(jié)點沿彎曲線的延長方向位移并且其位移量相當于輸入的變形向量沿彎曲線的延長方向的分量(S44)。當節(jié)點位于物品的多條彎曲線的交點上時，使節(jié)點沿相對于變形向量構成最小角的彎曲線的延長方向位移并且其位移量相當于輸入的變形向量沿彎曲線的延長方向的分量(S45)。由于上述節(jié)點位移，可生成新設計數據。
對于本發(fā)明第四實施例所涉及的數據生成方法的變形處理，可在保持原始物品形狀的彎曲面的同時使由節(jié)點限定的形狀要素變形。另外，可執(zhí)行保持物品的彎曲線結構的變形。
下面使用示例說明本發(fā)明第四實施例所涉及的數據生成方法的節(jié)點位移。圖10A示出具有兩條彎曲線的現(xiàn)有物品形狀。輸入由箭頭表示的變形指示向量，并且由粗線示出作用節(jié)點。變形處理裝置6首先將變形區(qū)域細分為形狀要素(S40)。在該示例中，如圖10B中所示，變形區(qū)域已由用虛線表示的線段分開。然后將節(jié)點分類為由實心圓圈表示的位于物品彎曲線上的節(jié)點和由空白圓圈表示的沒有位于物品彎曲線上的節(jié)點(S41)。使由空白圓圈表示的沒有位于物品的彎曲線上的節(jié)點根據通過將變形指示向量投射到節(jié)點處的延長面上所獲得的向量位移(S42)。在此，如圖10B中所示，例如，A-A截面是彎曲面形狀的延長面，并且節(jié)點沿截面圖中由虛線所示的方向位移。另一方面，使位于物品彎曲線上的每個節(jié)點沿彎曲線的延長方向位移并且其位移量相當于輸入的變形向量沿彎曲線的延長方向的分量(S44)。由于上述節(jié)點位移，可生成如圖10C中所示的新設計數據。
在上述步驟S44和S45中，使位于彎曲線上的節(jié)點沿彎曲線的延長方向位移。然而，最好根據由彎曲線和變形指示向量所形成的角度改變位移的方向。在圖11中示出這種形狀變形處理的流程。
除變形指示向量之外，變形指示輸入裝置5還接收變形指示向量與物品彎曲線之間的容許角度的輸入(S50)。然后變形處理裝置6為每個節(jié)點確定由變形指示向量和彎曲線所形成的角度是否小于該容許角度(S51)。使其由變形指示向量和彎曲線所形成的角度小于容許角度的節(jié)點沿彎曲線的延長方向位移(S44)。使其由變形指示向量和彎曲線所形成的角度等于或大于容許角度的節(jié)點沿變形向量的方向位移(S15)。由于上述節(jié)點位移，可生成新設計數據。
對于上述設計數據生成方法的變形處理，可執(zhí)行進一步滿足操作者意愿的變形處理。
實施例5圖12是示出本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成設備的功能的結構框圖。設計數據生成設備100是用于通過將形狀變形處理應用于物品已生成的設計數據上而生成物品的新設計數據的設備。設計數據生成設備100包括計算機102、圖像顯示裝置104、以及諸如鍵盤和鼠標之類的輸入裝置。從硬盤等形式的設計數據儲存裝置106中讀取現(xiàn)有物品設計數據。操作者在圖像顯示裝置104例如CRT上從視覺上確認變形的形狀的同時操縱用于為現(xiàn)有物品形狀提供節(jié)點的節(jié)點提供裝置108、用于將現(xiàn)有物品形狀的一條邊緣線定義為移動原始線的移動原始線定義裝置110、用于指定作為移動原始線目的地的移動目的線的移動目的線指定裝置112、用于生成由移動原始線上每個節(jié)點處的法平面所構成的現(xiàn)有物品截面形狀的法平面截面形狀生成裝置114，從而設計新物品形狀。
第五實施例的特征在于，具有用于從現(xiàn)有物品形狀中指定固定的邊緣線的固定邊緣線指定裝置116、用于相對于與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀將屬于移動原始線的節(jié)點移動到移動目的線上的對應點(相應點)以便于執(zhí)行相似性特征變形處理和再配置的相似性特征變形截面形狀生成和再配置裝置118、以及用于將沒有與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀再配置到移動目的線上的對應點的截面形狀再配置裝置120。對于上述結構，可利用截面形狀的變形從現(xiàn)有物品形狀有效地設計新物品形狀。設計數據生成設備100最好可包括打印裝置和用于與網絡通信的通信裝置。
在此，將說明用在文中的“相似性特征變形”(相似性類屬變形)?！跋嗨菩宰冃巍笔侵府攲⑵渚鶆虻胤糯蠡蚩s小時，原始圖被變形為可完全與原始圖相匹配的形狀的變形。另一方面，“相似性特征變形”是指比變形為具有相似性關系的形狀的變形更廣泛概念的變形，并且將原始形狀變形為至少部分地保持原始形狀特征的形狀。
圖13是示出本發(fā)明第五實施例所涉及的設計數據生成設備的數據生成的流程圖。
首先，讀取儲存在設計數據儲存裝置106中的現(xiàn)有物品設計數據。通過節(jié)點提供裝置108在現(xiàn)有物品形狀上以預定間隔提供節(jié)點(S110)。移動原始線定義裝置110將現(xiàn)有物品形狀的一條邊緣線定義為移動原始線(S112)。接著，由移動目的線指定裝置112指定作為移動原始線目的地的移動目的線(S114)。由法平面截面形狀生成裝置114生成由移動原始線上每個節(jié)點處的法平面所構成的現(xiàn)有物品的截面形狀(S116)。
然后，由固定邊緣線指定裝置116從現(xiàn)有物品形狀指定固定的邊緣線，這是本實施例的特征(S118)。此外，由相似性特征變形截面形狀生成和再配置裝置118確定每個法平面截面形狀是否與固定邊緣線交叉(S120)，并通過將屬于移動原始線的節(jié)點移動到用于再配置的移動目的線上的對應點而相對于與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀執(zhí)行相似性特征變形(S122)。另一方面，截面形狀再配置裝置120將沒有與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀再配置到移動目的線上的對應點(S124)。然后生成由一系列(一連串)相似性特征變形截面形狀和如此再配置的法平面截面形狀所限定的新物品形狀(S126)。相似性特征變形和再配置處理之前的定義步驟和指定步驟的順序不一定局限于上述示例。
對于上述結構，可使用現(xiàn)有物品形狀的法平面截面形狀的相似性特征變形有效地設計新物品形狀。
此外，當現(xiàn)有物品形狀中存在沒有與移動原始線的法平面交叉的區(qū)域時，最好延長所定義的移動原始線以使得在上述法平面截面形狀生成步驟S116中為現(xiàn)有形狀的所有區(qū)域生成法平面截面形狀。
下面將使用示例圖說明本實施例所涉及的設計數據生成設備100中的特定變形處理。圖14A示出現(xiàn)有物品形狀200。該形狀可通過讀取已儲存在設計數據儲存裝置106中的數據獲得或可通過使用設在計算機102中的通信裝置通過網絡等接收。首先，使用節(jié)點提供裝置108在現(xiàn)有物品形狀200上提供節(jié)點。
然后，使用輸入裝置諸如鍵盤、鼠標等形式的移動原始線定義裝置110將現(xiàn)有物品形狀200的一條邊緣線定義為移動原始線210。在該圖中，在所提供的上述節(jié)點中，只將位于移動原始線上的節(jié)點分別示作a 0、a1、a2、a3和a4。
此外，通過由輸入裝置諸如鍵盤、鼠標等構成的移動目的線指定裝置112指定作為移動原始線210的目的地的移動目的線212。
然后，由法平面截面形狀生成裝置114生成由移動原始線210上每個節(jié)點a0、a1、a2、a3或a4處的法平面所構成的現(xiàn)有物品形狀200的截面形狀。與各個節(jié)點相對應，如此生成的法平面截面形狀分別由A0、A1、A2、A3和A4表示。
然后，在形狀200的邊緣線中，除移動原始線210之外的操作者希望在變形后的新形狀中保持固定的一條邊緣線被由輸入裝置諸如鍵盤、鼠標等構成的固定邊緣線指定裝置116指定為固定邊緣線214。
基于上述定義和指定，由相似性特征變形截面形狀生成和再配置裝置118相對于法平面截面形狀A0、A1、A2、A3和A4執(zhí)行相似性特征變形處理和再配置處理。在圖14B中示出形成的新物品形狀201。
更具體地說，對于與固定邊緣線214交叉的法平面截面形狀A0(A1)，在屬于固定邊緣線214的一點保持固定的同時通過將屬于移動原始線的節(jié)點a0(a1)移動到移動目的線上的對應點b0(b1)而執(zhí)行相似性特征變形。
另一方面，使沒有與固定邊緣線214交叉的法平面截面形狀A2(A3、A4)根據移動原始線210上的節(jié)點a2(a3、a4)向移動目的線212上的對應點b2(b3、b4)的移動而位移和被再配置。
因此，作為上述相似性特征變形和再配置處理結果的一系列形狀B0、B1、B2、B3和B4限定新物品形狀。
在上述特定示例中，形狀200僅由直線形成。下面將說明現(xiàn)有物品形狀包括彎曲面的情況中的相似性特征變形。
當現(xiàn)有物品形狀包括彎曲面時，也就是說，當法平面截面形狀具有彎曲線時，法平面截面形狀生成裝置114在生成的每個法平面截面形狀上以預定間隔提供形狀節(jié)點。然后通過根據形狀節(jié)點移動向量移動形狀節(jié)點而實現(xiàn)每個形狀節(jié)點的相似性特征變形，該形狀節(jié)點移動向量是通過用從屬于移動原始線的節(jié)點到移動目的線上的對應點的移動向量乘以從固定邊緣線到所涉及的形狀節(jié)點之間的距離除以從屬于移動原始線上的節(jié)點到固定邊緣線上的對應點的距離的比值而獲得。
下面將使用如圖1 5A中所示的法平面截面形狀示例詳細說明前述相似性特征變形。在法平面截面形狀220中，屬于移動原始線的節(jié)點用222表示、移動目的源上的對應點用224表示、屬于固定邊緣線的點用226表示、以及屬于固定邊緣線的點226與屬于移動原始線的節(jié)點222之間的距離用L0表示。
首先，法平面截面形狀生成裝置114在法平面截面形狀220上以預定間隔提供形狀節(jié)點c1、c2、c3、c4和c5。
在該示例中，為了簡化說明，將只關注形狀節(jié)點c3。屬于固定邊緣線的點226與c3之間的距離與L3對應。在相似性特征變形處理步驟S122中，根據通過用從屬于移動原始線的節(jié)點22 2到移動目的線上的對應點224的移動向量v乘以L3/L0所獲得的形狀節(jié)點移動向量vc3(＝移動向量v×L3/L0)，形狀節(jié)點c3移動到點d3。
通過以相同的方式移動每個形狀節(jié)點，可執(zhí)行具有彎曲面的物品形狀的相似性特征變形。
對于上述結構，即使在現(xiàn)有物品形狀具有彎曲面時，也可使用彎曲面的相似性特征變形有效地設計新物品形狀。
在第五實施例中，當確定移動原始線上每個節(jié)點處的法平面截面形狀與移動目的線上的哪一點相對應以便于實現(xiàn)相似性特征變形和再配置時，以下四種類型的對應是可行的。
1.等內分比對應，用于使移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的點相對應以使得節(jié)點在內部劃分移動原始線的線段的內分比等于由移動目的線上的點所提供的內分比。
2.移動目的線垂直線對應，用于使移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的點相對應以使得從該點處延長的垂直線穿過節(jié)點。
3.移動原始線垂直線對應，用于使移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的移動目的線與從節(jié)點處延長的垂直線交叉的交點相對應。
4.指定平面平行對應，用于使移動原始線上的節(jié)點與平行于操作者指定的指定平面并包含節(jié)點的平面和移動目的線之間的交點相對應。
第五實施例所涉及的設計數據生成設備100最好包括用于接收操作者的關于在相似性特征變形和再配置處理中操作者希望選擇上述四種類型對應的哪一種的指示的對應指定裝置115。圖16示出包括對應指定裝置115的設計數據生成設備的功能框圖。對應指定裝置115可在所有上述四種類型對應中選擇對應或僅從適合特定設計方法的那些對應中選擇對應。
將使用附圖首先說明等內分比對應(1)。圖17示出移動原始線和移動目的線。移動原始線上的節(jié)點p1以1∶4的比例在內部劃分移動原始線的線段。該節(jié)點p1或節(jié)點p1的法平面截面形狀移動到以1∶4的比例在內部劃分移動目的線的線段的點q1處以便于實現(xiàn)相似性特征變形或再配置。
將使用

移動目的線垂直線對應(2)。圖18示出移動原始線和移動目的線。移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的點相對應，其中垂直線從所述點處延長并穿過節(jié)點。因此，節(jié)點p1、p2、p3和p4分別與移動目的線上的點q1、q2、q 3和q4相對應。
將使用

移動原始線垂直線對應(3)。圖19示出移動原始線和移動目的線。移動原始線上的節(jié)點p1與移動目的線上的點p1相對應，在該點處從節(jié)點p1的垂直線與移動目的線交叉。
將使用

指定平面平行對應(4)。圖20示出移動原始線、移動目的線以及由操作者指定的指定平面S。移動原始線上的節(jié)點p1與點q1相對應，包括節(jié)點p1并平行于指定平面S的平面S′在所述點q1處與移動目的線交叉。
然而還存在上述1至4類型的對應都不適合的情況。在這樣的情況中，存在以下兩種用于確定以上四種方法都不適用的移動原始線上每個節(jié)點處的法平面截面形狀與移動目的線上的哪一點相對應的輔助對應方法，以便于實現(xiàn)相似性特征變形和再配置。
A.用于延長移動目的線以產生對應點的移動目的線延長對應。
B.用于使得節(jié)點與移動目的線上的最近點相對應的最近點對應。
第五實施例所涉及的設計數據生成設備100最好包括用于接收操作者的關于在相似性特征變形和再配置處理中操作者希望選擇上述兩種類型輔助對應的哪一種的指示的輔助對應指定裝置117。圖21示出包括輔助對應指定裝置117的設計數據生成設備的功能框圖。輔助對應指定裝置117可從上述兩種類型的對應中選擇一種輔助對應或可只選擇兩種輔助對應中的任意一種。
將使用

移動目的線延長對應(A)。圖22示出移動原始線和移動目的線。作為原則，使用上述移動目的線垂直線對應(2)執(zhí)行對應。因此，根據移動目的線垂直線對應(2)，節(jié)點p1、p2、p3和p4分別與移動目的線上的點q1、q2、q3和q4相對應。然而，對于節(jié)點p5，由于移動目的線上不存在垂直線從其處延長并穿過節(jié)點p5的點，因此根據對應原則，節(jié)點p5不會與任何點相對應。在這種情況下，如由圖22中虛線所示，移動目的線延長并且節(jié)點p5與垂直線從其處延長并穿過節(jié)點p5的點q5相對應。
將使用

最近點對應(B)。圖2 3示出移動原始線上的節(jié)點p1和移動目的線。作為原則，使用上述移動目的線垂直線對應(2)執(zhí)行對應。然而，對于節(jié)點p1，由于移動目的線上不存在垂直線從其處延長并穿過節(jié)點p1的點，因此根據對應原則，節(jié)點p1不會與任何點相對應。在這種情況下，如圖23中所示，節(jié)點p1與移動目的線上的最近點q1相對應。
通過指定上述輔助對應，在設計新形狀時，可有效地使用現(xiàn)有物品的所有截面形狀。
另外，第五實施例所涉及的設計數據生成設備100最好包括用于輸入用于相似性特征變形處理和再配置處理的移動比率的移動比率指定裝置111，以便于在相似性特征變形處理(S122)中和在法平面截面形狀再配置中(S124)由于屬于移動原始線的節(jié)點朝向操作者預先指定的移動目的線移動而中斷或終止用于變形和用于再配置的路線。
圖24示出包括移動比率指定裝置111的設計數據生成設備100的功能結構框圖。移動比率指定裝置111最好由點擊/輸入裝置諸如鍵盤、鼠標等構成。
利用包括移動比率指定裝置111的設計數據生成設備100，操作者可在圖像顯示裝置104上確認變形處理的過程，并且當用于變形和再配置的移動向預先指定的移動目的線移動的過程中可獲得滿足操作者意愿的期望形狀時，操作者可及時中斷或終止那一點處的變形。最好根據移動點擊裝置的速度改變顯示在圖像顯示裝置104上的變形的速度。
對于上述結構，操作者可在顯示屏上確認相似性特征變形形狀并且可在任意期望階段中斷或延長變形處理，因此可實現(xiàn)新三維形狀的有效設計。
另外，第五實施例的設計數據生成設備100最好包括移動延長容許指示裝置113，用于預先指示在移動比率的上述指定中是否容許移動到連接節(jié)點與移動目的線上的對應點的直線的延長線上的一點，以便由于屬于移動原始線的節(jié)點的移動而執(zhí)行相似性特征變形處理(S122)和法平面截面形狀再配置(S124)。
圖25示出包括移動延長容許指示裝置113的設計數據生成設備100的功能結構框圖。
當在移動延長容許指示裝置113中接收了移動延長的許可時，可使移動原始線上的節(jié)點或法平面截面形狀移動到通過延長連接節(jié)點和移動目的線上的對應點的直線所獲得的線上的點處。
使用包括移動延長容許指示裝置113的設計數據生成設備100，操作者可在圖像顯示裝置104上確認變形處理的過程，并且當通過將節(jié)點移動到超出預先指定的移動目的線的點而獲得的形狀是操作者滿意的期望形狀時，操作者可通過將節(jié)點移動到該點執(zhí)行這種變形，從而可執(zhí)行有效的設計。
實施例6在第六實施例中，除第五實施例的結構之外還設置了非變形區(qū)域指定裝置。
圖26是本發(fā)明第六實施例所涉及的設計數據生成設備的功能結構框圖。第六實施例所涉及的設計數據生成設備包括用于從現(xiàn)有物品形狀中指定非變形區(qū)域的非變形區(qū)域指定裝置。
圖27是示出第六實施例所涉及的設計數據生成設備中的數據生成的流程圖。在該實施例中，將用于指定非變形區(qū)域的步驟S115增加到第五實施例的數據生成流程中。步驟S115在工藝步驟中的位置不局限于圖27中所示的位置，只要該步驟在相似性特征變形處理步驟S122和再配置處理步驟S124之前即可。
在此，將使用示例圖說明本發(fā)明第六實施例所涉及的設計數據生成設備中的特定變形處理。圖28A示出現(xiàn)有物品形狀202。首先，由節(jié)點提供裝置108在該形狀上提供節(jié)點(S110)。然后，由移動原始線定義裝置110將一條邊緣線定義為移動原始線210(S112)。在圖28A中，在所提供的節(jié)點中，只將移動原始線上的節(jié)點分別表示為a0、a1、a2、a3和a4。此外，指定作為移動原始線210的目的地的移動目的線212(S114)。由非變形區(qū)域指定裝置122從現(xiàn)有物品形狀中指定非變形區(qū)域(S115)。在該示例中，圖28A中所示的兩個陰影平面對應于非變形區(qū)域230。隨后，由法平面截面形狀生成裝置114生成由移動原始線上每個節(jié)點處的法平面所構成的現(xiàn)有物品的截面形狀(S116)。與各個節(jié)點相對應，如此生成的垂直面截面形狀分別由A0、A1、A2、A3和A4表示。
然后，在該形狀的邊緣線中，除移動原始線之外的操作者希望在新生成的形狀中保持固定的一條邊緣線被指定為固定邊緣線214(S118)。
對于上述設定，屬于每個法平面截面形狀中非變形區(qū)域的形狀，即，每個法平面截面形狀A0、A1、A2、A3或A4中的L形部分相當于非變形形狀。如圖28B中所示，該非變形L形部分在相似性特征變形處理(S122)中不經歷變形，并且除L形部分之外的形狀的剩余部分依據指示被變形。
更具體地說，在相似性特征變形處理(S122)中和在垂直線截面形狀再配置(S124)中由于屬于移動原始線的節(jié)點的移動，與移動原始線210上的節(jié)點移動到移動目的線上的對應點b2(b3、b4)相關聯(lián)，使沒有與固定邊緣線214交叉的法平面截面形狀A2(A3、A4)經歷平行位移。因此，具有由該法平面截面形狀A2(A3、A4)限定的形狀的非變形區(qū)域被保持。
另一方面，將使用

與固定邊緣線214交叉的法平面截面形狀A0、A1的變形。參照圖29A，示出變形之前的法平面截面形狀A0、屬于固定邊緣線的點f、移動原始線上的節(jié)點g、作為節(jié)點g的目的地的點h、以及由實線表示的屬于非變形區(qū)域的L形部分。圖29B示出變形之后的形狀B0。隨著節(jié)點g移動到點h，法平面截面形狀A0經歷相似性特征變形。然而，此時，由實線表示的L形部分沒有變形并經歷平行位移，并且該形狀的剩余部分依照指示變形。法平面截面形狀A1也經歷相似的變形處理。如上所述，非變形區(qū)域的形狀還被保持在與固定邊緣線214交叉的法平面截面形狀中。
如圖28B中所示，根據如上所述的變形處理，可執(zhí)行其中保持指定的非變形區(qū)域的形狀的相似性特征變形，從而生成新物品形狀203。
對于第六實施例所涉及的結構，可執(zhí)行其中保持指定的非變形區(qū)域的形狀的相似性特征變形，從而在現(xiàn)有物品形狀的基礎上有效地設計操作者所期望的新三維形狀。
實施例7在本發(fā)明的第七實施例中，除上述第五實施例的結構之外還設置了固定形狀指定裝置。
圖30是示出本發(fā)明第七實施例所涉及的設計數據生成設備的結構的功能框圖。第七實施例的設計數據生成設備包括用于從現(xiàn)有物品形狀中指定固定形狀的固定形狀指定裝置124。第七實施例的固定形狀指定裝置124在以下方面中不同于第六實施例中的非變形區(qū)域指定裝置122。也就是說，非變形區(qū)域指定裝置122指定現(xiàn)有物品形狀的任意區(qū)域，并且指定的區(qū)域的形狀經歷平行位移且沒有變形，而第七實施例的固定形狀指定裝置124指定現(xiàn)有物品形狀的任意區(qū)域例如用于固定的孔，并且指定區(qū)域的該形狀被固定并且不會移動。
圖31是示出第七實施例所涉及的設計數據生成設備中的數據生成的流程圖。在該實施例中，除了第五實施例的流程之外還提供了用于指定固定形狀的步驟S128。步驟S128在工藝步驟中的位置不局限于所示的示例，只要該步驟在相似性特征變形處理步驟S122和再配置處理步驟S124之前即可。
將使用示例圖說明本發(fā)明第七實施例所涉及的設計數據生成設備中的特定變形處理。圖32A示出現(xiàn)有物品形狀204。首先，由節(jié)點提供裝置108在該形狀上提供節(jié)點(S110)。在所提供的節(jié)點中，在圖32A中只示出移動原始線上的節(jié)點a0、a1、a2、a3和a4。然后，使用移動原始線定義裝置110將一條邊緣線定義為移動原始線210(S112)。此外，在圖像顯示裝置104上，使用移動目的線指定裝置112指定作為移動原始線210的目的地的移動目的線212(S114)。然后，使用固定形狀指定裝置124從現(xiàn)有物品形狀中指定固定形狀(S128)。在所示的示例中，矩形開口被指定為固定形狀240。由移動原始線上每個生成的節(jié)點處的法平面所構成的現(xiàn)有物品的截面形狀分別被表示為A0、A1、A2、A3和A4。
對于上述設定，將執(zhí)行相似性特征變形處理(S122)和法平面截面形狀的再配置處理(S124)。
更具體地說，對于沒有與固定形狀240交叉的法平面截面形狀A0和A4，執(zhí)行第一實施例所涉及的相似性特征變形處理(S122)和再配置處理(S124)。
另一方面，對于與固定形狀240交叉的法平面截面形狀A1、A2和A3，法平面截面形狀A2和A3還沒有與固定邊緣線交叉，并且作為代表，在圖33A中示出法平面截面形狀A2。在圖33A中，以實心圓圈示出的點分別對應于限定該法平面截面形狀A2上的固定形狀的點k1和k2，并且這些點的位置在相似性特征變形處理和再配置處理中被固定。如圖33B中所示，除這些固定點之外的法平面截面形狀的元素隨著移動原始線上的節(jié)點a2移動到移動目的線上的對應點b2的移動而被移動和再配置。
因此，在該情況中，盡管與固定形狀交叉的點k1和k2的位置相對于截面形狀改變，但是這些點k1和k2的絕對位置被固定。
此外，在與固定形狀240交叉的法平面截面形狀A1、A2、A3之中，在圖34A中示出與固定邊緣線交叉的法平面截面形狀A1。在這種情況下，在相似性特征變形處理期間，屬于固定邊緣線的點f和屬于固定形狀的點k3和k4被固定，并且與移動原始線上的節(jié)點a1移動到移動目的線上的對應點b1的移動相關聯(lián)，除這些點之外的法平面截面形狀被變形。
對于上述變形處理，在新物品形狀205中，如圖32B中所示，即使在預定相似性特征變形處理之后，固定形狀240也保持固定。
根據第七實施例的結構，在通過變形生成新三維形狀時，可固定操作者所期望保持固定的現(xiàn)有物品形狀中的形狀，從而可執(zhí)行利用現(xiàn)有物品形狀的有效設計。
實施例8在第八實施例中，除第五實施例的結構之外還設置了用于指定移動原始線的下限曲率半徑的下限曲率半徑指定裝置。
圖35是示出本發(fā)明第八實施例所涉及的設計數據生成設備的功能的結構框圖。第八實施例所涉及的設計數據生成設備包括用于指定移動原始線的下限曲率半徑的下限曲率半徑指定裝置。
當移動原始線的曲率半徑小于由下限曲率半徑指定裝置126在移動原始線任何節(jié)點之間指定的曲率半徑時，法平面截面形狀生成裝置114在這些節(jié)點之間的位置處提供新輔助節(jié)點，這些節(jié)點之間的移動原始線被所述新輔助節(jié)點分為n份(n是等于或大于1的整數)。
圖36是示出第八實施例所涉及的設計數據生成設備中的數據生成的流程圖。在該實施例中，除了第五實施例的流程之外還提供了用于指定下限曲率半徑的步驟S130。步驟S130在工藝步驟中的位置不局限于所示的示例，只要該步驟位于相似性特征變形處理步驟(S122)和再配置處理步驟(S124)之前即可。
下面將說明本發(fā)明第八實施例所涉及的設計數據生成設備中的特定變形處理。圖37A示出現(xiàn)有物品形狀的移動原始線250和指定的移動目的線252。由節(jié)點提供裝置108在移動原始線250上提供由實心圓圈表示的節(jié)點(a0、a1、a2、a3)。在此，根據上述移動目的線垂直線對應，假定移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的點相對應，也就是說，假定移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的點相對應以使得從移動目的線上的點處延長的垂直線穿過移動原始線上的節(jié)點。因此，節(jié)點a0、a1、a2和a3處的法平面截面形狀被分別再配置于點b1、b2、b3和b4。然而，如由虛線所示，在相似性特征變形處理和再配置處理之后由一系列法平面截面形狀限定的新物品形狀不同于操作者指定的移動目的線252，這是由于以下原因導致的。也就是說，由于節(jié)點a1和a2之間的移動原始線250的曲率半徑小，因此在移動目的線252上的各個對應點b1和b2之間的間隔寬，其中垂直線從所述點b1和b2處延長并穿過移動原始線上的各個節(jié)點。因此，如圖37A中所示，在點b1和b2之間所限定的形狀不能與指定的移動目的線重合，并且必然變成具有平滑地連接點b1和b2的輪廓的形狀。
因此，當移動原始線的曲率半徑小于由下限曲率半徑指定裝置126在節(jié)點a1和a2之間指定的下限曲率半徑時，法平面截面形狀生成裝置114提供輔助節(jié)點a4和a5，以使得節(jié)點a1和a2之間的移動原始線被這些節(jié)點a4和a5分成三等份，并在每個輔助節(jié)點處生成現(xiàn)有物品的法平面截面形狀。
每個輔助節(jié)點a4、a5處的法平面截面形狀與移動目的線上的點b4、b5相對應，其中垂直線分別從所述點b4、b5處延長并穿過輔助節(jié)點a4、a5。
在上述示例中，盡管將輔助節(jié)點的數量設定為使得輔助節(jié)點將原始節(jié)點之間的距離分成三等份，但是輔助節(jié)點的數量不局限于上述示例，并可提供輔助節(jié)點使得它們將原始節(jié)點之間的距離分成為n等份(n為等于或大于1的整數)。最好可使用下限曲率半徑指定裝置126預先輸入n。
根據第八實施例的結構，可利用現(xiàn)有物品形狀有效地設計具有操作者期望輪廓的新形狀。
實施例9在第九實施例中，除上述第五實施例的結構之外還設置了用于指定再配置和相似性特征變形之后移動目的線上的點處的法平面截面形狀的方向的法平面截面形狀取向指定裝置128。
圖38是示出本發(fā)明第九實施例所涉及的設計數據生成設備的結構的結構框圖。第九實施例的設計數據生成設備包括用于指定再配置和相似性特征變形之后移動目的線上的點處的法平面截面形狀的方向的法平面截面形狀取向指定裝置128。法平面截面形狀取向指定裝置128接收操作者的關于操作者希望再配置和相似性特征變形之后移動目的線上的點處的法平面截面形狀的取向是通過移動目的線上的點處的法平面上的形狀實現(xiàn)還是通過平行于移動原始線上相應節(jié)點處的法平面的平面中的形狀實現(xiàn)的指示。
圖39是示出第九實施例所涉及的設計數據生成設備中的數據生成的流程圖。在第九實施例的數據生成流程中，除第五實施例的流程之外，還提供了步驟S132，用于接收操作者的關于操作者希望再配置和相似性特征變形之后移動目的線上的點處的法平面截面形狀的取向為移動目的線上的點處的法平面上的形狀還是為平行于移動原始線上相應節(jié)點處的法平面的平面中的形狀的指示。步驟S132在工藝步驟中的位置不局限于所示的示例，只要該步驟位于相似性特征變形處理步驟(S122)和再配置處理步驟(S124)之前即可。
將使用示例圖說明本發(fā)明第九實施例所涉及的設計數據生成設備中的特定變形處理。圖40示出移動原始線、節(jié)點a0、移動目的線、以及移動目的線上與節(jié)點a0相對應的點b0。形狀點x表示移動原始線上的節(jié)點a0處的法平面截面形狀A0，并且由空白圓圈表示。
在此，根據上述移動目的線垂直線對應，假定移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的點相對應，從而移動原始線上的節(jié)點與移動目的線上的點相對應以使得從移動目的線上的點處延長的垂直線穿過移動原始線上的節(jié)點。
由于相似性特征變形處理步驟(S122)和再配置處理步驟(S124)使得法平面截面形狀A0被再配置于移動目的線上的點b0處。如圖4 0中所示，再配置于移動目的線上的點b0處的法平面截面形狀B0可為移動目的線上的點b0處的法平面上的形狀B0或可為平行于移動原始線上的相應節(jié)點a0處的法平面的平面中的形狀B0′，并且可具有這兩種取向中的任意一種。
法平面截面形狀取向指定裝置128接收操作者的關于操作者是想要移動目的線上的點b0處的法平面上的形狀B0還是想要平行于移動原始線上相應節(jié)點a0處的法平面的平面中的形狀B0′的指示。然后沿依照相似性特征變形處理步驟(S122)和再配置處理步驟(S124)中的指示的方向定位該法平面截面形狀，并且生成由一系列這些形狀限定的新物品形狀(S126)。
在此，操作者的關于移動目的線上的點處的法平面上的形狀的指定的優(yōu)點在于，當法平面截面形狀包括相對于物品的外緣形狀保持預定尺寸的固定形狀時，可利用該保持的尺寸生成新物品形狀。此外，雖然在上述示例中已說明基于移動目的線垂直線對應在法平面截面形狀的再配置之后截面形狀的取向，但是該對應類型也可替換為移動原始線垂直線對應或指定平面平行對應。
根據第九實施例的結構，可指定相似性特征變形操作之后現(xiàn)有物品的法平面截面形狀所在的平面，以便可利用現(xiàn)有物品的形狀執(zhí)行有效設計。
實施例10在第十實施例中，除上述第五實施例的結構之外還設置了用于分割移動原始線的移動原始線分割裝置，以便于以分割的方式執(zhí)行相似性特征變形處理。
圖41是示出本發(fā)明第十實施例所涉及的設計數據生成設備的功能的結構框圖。第十實施例所涉及的設計數據生成設備包括用于以分割開的方式執(zhí)行相似性特征變形處理和再配置處理的移動原始線分割裝置130。移動原始線分割裝置130接收操作者的關于分割預先指定的移動原始線的指示。
圖42是示出第十實施例所涉及設計數據生成設備中的數據生成的流程圖。更具體地說，為了分割地執(zhí)行相似性特征變形處理，除第五實施例的流程之外還提供了接收操作者的關于將移動原始線分割為L1、L2、......Ln的指示的步驟S134，并且對屬于每個分割開的移動原始線的每個法平面截面形狀執(zhí)行相似性特征變形和再配置(S138到S148)。
將使用示例圖說明本發(fā)明第十實施例所涉及的設計數據生成設備中的特定變形處理。圖43A至圖43D相繼地示出第十實施例所涉及的形狀的相似性特征變形的步驟。
圖43A示出現(xiàn)有形狀206、移動原始線和移動目的線。在步驟S134中，移動原始線已被分割為四部分，g1至g4。假定由屬于分割開的移動原始線g4的法平面截面所限定的形狀被指定為固定形狀。而且，在屬于分割開的移動原始線g2的形狀中，用線表示由12個控制點所限定的平面。
如圖43B中所示，對屬于分割開的移動原始線g1的法平面截面執(zhí)行第一變形和再配置處理(S138、S140)。此時，對于屬于g1的法平面截面形狀的變形，屬于相鄰g2的形狀的節(jié)點也移動以便于保持外形線的連續(xù)性，但是控制點不移動。這樣，就完成第一變形處理。
然后，如圖43C中所示，對屬于分割開的移動原始線g2的法平面截面形狀執(zhí)行變形和再配置(S142、S144)。與第一變形和再配置處理(S138、S140)的情況一樣，對于屬于g2的法平面截面形狀的變形，屬于相鄰g3的形狀的節(jié)點也移動以便于保持外形線的連續(xù)性，但是控制點不移動。這樣，就完成第二變形處理。
隨后，如圖43D中所示，對屬于分割開的移動原始線g3的法平面截面形狀執(zhí)行變形和再配置(S146、S148)。由于屬于分割開的移動原始線g4的法平面截面形狀被指定為固定形狀，因此該第三變形和再配置處理將為最終的變形和再配置處理。因此，與第五實施例中相同的變形和再配置處理被執(zhí)行。這樣，就完成全部變形和再配置處理。
雖然在上述示例中已說明對四個分割開的部分執(zhí)行變形處理的一種方法，但是也可在將變形區(qū)域分割為兩個或更多個部分時實現(xiàn)相同的處理。
根據第十實施例的結構，由于限定彎曲面的控制點在變形過程中被固定，因此即使在對分割開的部分執(zhí)行變形處理時，這些分割開的區(qū)域也可給平滑地連接，而不會在它們的界線處產生不連續(xù)性。因此，即使在對大數據量的復雜物品的每個分割開的區(qū)域執(zhí)行變形處理時，也可有效地生成滿足操作者意愿的新形狀。
實施例11雖然在第五實施例中執(zhí)行其中指定一對移動原始線和移動目的線的組合以及固定邊緣線的相似性特征變形處理，但在第十一實施例中，代替該固定邊緣線，又指定第二移動原始線和第二移動目的線。也就是說，根據第十一實施例，可實現(xiàn)用于將現(xiàn)有物品形狀的兩條邊緣線移動到相應的指定線的相似性特征變形處理。
圖44是本發(fā)明第十一實施例所涉及的設計數據生成設備100的功能框圖。第十一實施例所涉及的設計數據生成設備100包括用于定義第一移動原始線的第一移動原始線定義裝置132、用于指定第一移動目的線的第一移動目的線指定裝置134、用于定義第二移動原始線的第二移動原始線定義裝置136、以及用于指定第二移動目的線的第二移動目的線指定裝置138。
圖45是示出第十一實施例所涉及的設計數據生成設備中的數據生成流程的流程圖。在該實施例中，代替第五實施例的流程中指定固定的邊緣線的步驟，執(zhí)行定義第二移動原始線的步驟S152和指定第二移動目的線的步驟S156。
作為法平面截面形狀的處理，以下列方式執(zhí)行相似性特征變形處理步驟(S122)和再配置處理步驟(S124)。
沒有與第二移動原始線交叉的法平面截面形狀不變形并且隨著第一移動原始線上的節(jié)點移動到第一移動目的線上的對應點該法平面截面形狀被再配置(S124)。
另一方面，將使用示例圖說明與第二移動原始線交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形處理(S122)。圖46A示出法平面截面形狀、第一移動原始線上的節(jié)點(c1)和第一移動目的線上的對應點(d1)、第二移動原始線上的節(jié)點(e1)和第二移動目的線上的對應點(f1)。
首先，如圖46B中所示，執(zhí)行用于將第一移動原始線上的節(jié)點(c1)移動到第一移動目的線上的對應點(d1)的相似性特征變形處理。除第一實施例中的固定邊緣線上的點被第二移動原始線上的節(jié)點(e1)取代之外，這與第五實施例中的相似性特征變形處理相同。
然后，如圖46C中所示，執(zhí)行用于將第二移動原始線上的節(jié)點(e1)移動到第二移動目的線上的對應點(f1)的相似性特征變形處理。通過在如上所述的兩個獨立階段中移動節(jié)點，完成相似性特征變形處理(S122)。
當現(xiàn)有物品形狀包括彎曲面時，還以相同的方式執(zhí)行相似性特征變形，也就是說，使形狀節(jié)點在兩個獨立階段中移動。更具體地說，在第一階段中，執(zhí)行與第五實施例中相同的移動處理，其中第五實施例的固定邊緣線被第二移動原始線取代。在第二階段中，執(zhí)行與第五實施例中相同的移動處理，其中第五實施例的移動原始線、移動目的線和固定邊緣線分別被第二移動原始線、第二移動目的線以及第一移動原始線取代。因此，在第二步驟中，形狀節(jié)點根據第二形狀節(jié)點移動向量移動，所述第二形狀節(jié)點移動向量是通過用從屬于第二移動原始線的節(jié)點到第二移動目的線上對應點的第二移動向量乘以從第一移動原始線到該形狀節(jié)點之間的距離除以從屬于第二移動原始線上的節(jié)點到第一移動原始線上的對應點之間的距離的比值獲得。
通過對每個形狀節(jié)點執(zhí)行上述兩個階段的移動處理，即使在現(xiàn)有物品形狀包括彎曲面時，也可執(zhí)行用于移動兩條邊緣線的相似性特征變形，從而生成新物品形狀。
根據第十一實施例的結構，可執(zhí)行用于移動現(xiàn)有物品形狀的兩條邊緣線的相似性特征變形，因此可實現(xiàn)新形狀的有效設計。
雖然已使用專用術語說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但所述說明僅僅是出于說明性的目的，并且應該理解，可在不脫離所附權利要求書的精神或保護范圍的情況下作出改變和變更。
權利要求
1.一種用于通過相對于物品的已生成的設計數據執(zhí)行形狀變形處理而生成該物品的新設計數據的設計數據生成設備，所述設備包括用于接收來自于操作者的變形指示的輸入裝置；和用于根據所輸入的變形指示執(zhí)行設計數據運算的運算裝置，其中，所述輸入裝置接收物品在要執(zhí)行形狀變形處理的變形區(qū)域的屬性與保持其形狀的保持區(qū)域的屬性之間的形狀屬性的分配的輸入和由相對于物品的變形方向和變形量限定的變形指示向量的輸入；并且所述運算裝置使位于所述變形區(qū)域和所述保持區(qū)域之間的界線處的節(jié)點固定，并且根據所述輸入變形指示向量使不位于所述變形區(qū)域和所述保持區(qū)域之間的界線處的節(jié)點位移。
2.根據權利要求1中所述的設備，其特征在于所述物品的形狀由基本形狀和附屬形狀構成；以及所述運算裝置僅相對于所述基本形狀執(zhí)行變形處理，并在所述形狀變形處理之后將所述附屬形狀附加到所述設計數據上。
3.根據權利要求1中所述的設備，其特征在于由所述輸入裝置從操作者接收的輸入包括用于所述變形指示向量的作用節(jié)點的指示。
4.根據權利要求3中所述的設備，其特征在于用于所述變形指示向量的作用節(jié)點的指示包括與單個節(jié)點有關的點指示、與節(jié)點連接線有關的線指示、以及與由節(jié)點圍成的面有關的面指示。
5.一種用于通過相對于物品的已生成的設計數據執(zhí)行形狀變形處理而生成該物品的新設計數據的設計數據生成方法，所述方法包括區(qū)域屬性輸入步驟，用于從操作者接收物品的在要執(zhí)行形狀變形處理的變形區(qū)域的屬性與保持其形狀的保持區(qū)域的屬性之間的形狀屬性的分配；變形指示輸入步驟，用于從操作者接收由相對于物品的變形方向和變形量限定的變形指示向量；以及形狀變形處理步驟，用于根據輸入的所述變形指示向量相對于形狀要素的節(jié)點執(zhí)行位移處理，使位于所述變形區(qū)域和所述保持區(qū)域之間的界線處的節(jié)點固定，并使不位于所述變形區(qū)域和所述保持區(qū)域之間的界線處的節(jié)點位移。
6.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于所述物品的形狀由基本形狀和附屬形狀構成；以及僅相對于所述基本形狀執(zhí)行變形處理，并在所述形狀變形處理之后將所述附屬形狀附加到所述設計數據上。
7.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于在所述形狀變形處理步驟中，(1)將所述變形區(qū)域細分為多個形狀要素；以及(2)執(zhí)行限定所述形狀要素形狀的節(jié)點的位移，其中，當節(jié)點位于物品的單條彎曲線上時，使該節(jié)點沿所述彎曲線的延長方向位移并且其位移量相當于所述輸入變形向量沿所述彎曲線的延長方向的分量；當節(jié)點位于物品的多條彎曲線的交點上時，使該節(jié)點沿相對于所述變形向量構成最小角的彎曲線的延長方向位移并且其位移量相當于所述輸入變形向量沿所述彎曲線的延長方向的分量；以及當節(jié)點沒有位于物品的彎曲線上時，使該節(jié)點根據通過將所述變形指示向量投射到所述節(jié)點處的物品形狀面的延長面上而獲得的向量進行位移。
8.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于在所述變形指示輸入步驟中，由所述輸入裝置從操作者接收的所述輸入包括用于所述變形指示向量的作用節(jié)點的指示。
9.根據權利要求8中所述的方法，其特征在于用于所述變形指示向量的作用節(jié)點的所述指示包括與單個節(jié)點有關的點指示、與節(jié)點連接線有關的線指示、以及與由節(jié)點圍成的面有關的面指示。
10.根據權利要求5中所述的方法，其特征在于在所述形狀變形處理步驟中，當所述變形區(qū)域的節(jié)點連接邊緣線由于根據操作者輸入的所述變形指示向量的節(jié)點位移而超出屬于所述保持區(qū)域和所述變形區(qū)域之間的界線的節(jié)點時，(1)將操作者輸入的所述變形指示向量分為在所述變形區(qū)域中的所述節(jié)點連接邊緣線到達所述保持區(qū)域中的節(jié)點處終止的第一變形指示向量，和在所述變形區(qū)域中的所述節(jié)點連接邊緣線到達所述保持區(qū)域中的所述節(jié)點處開始的第二變形指示向量；(2)僅相對于由操作者指定的所述變形區(qū)域根據所述第一變形指示向量執(zhí)行形狀變形處理；(3)將包含與所述變形區(qū)域的所述邊緣線相接觸的節(jié)點的所述保持區(qū)域的屬性重新分配為所述變形區(qū)域的屬性；以及(4)相對于已根據所述第一變形指示向量經受所述變形處理的所述物品形狀的所述變形區(qū)域根據所述第二變形指示向量執(zhí)行形狀變形處理，所述變形區(qū)域包括所述重新分配的變形區(qū)域。
11.根據權利要求10中所述的方法，其特征在于在所述變形指示輸入步驟中，所述輸入包括所述變形指示向量與所述物品彎曲線之間的容許角度，其中，在所述形狀變形處理步驟中，使其由所述變形指示向量和所述彎曲線所形成的角度小于所述容許角度的節(jié)點沿所述彎曲線的延長方向位移；并且使其由所述變形指示向量和所述彎曲線所形成的角度等于或大于所述容許角度的節(jié)點沿所述變形向量的方向位移。
12.一種用于通過相對于物品的已生成的設計數據執(zhí)行形狀變形處理而生成物品的新設計數據的設計數據生成設備，所述設備包括用于接收來自于操作者的變形指示的輸入裝置；以及用于根據所述輸入的變形指示執(zhí)行設計數據運算的運算裝置，其中，所述輸入裝置接收用于將現(xiàn)有物品形狀的一條邊緣線定義為移動原始線的輸入、用于指定作為所述移動原始線目的地的移動目的線的輸入、以及用于指定固定的邊緣線的輸入；以及所述運算裝置以預定間隔為所述現(xiàn)有物品形狀提供節(jié)點，生成由所述移動原始線上每個節(jié)點處的法平面構成的所述現(xiàn)有物品的截面形狀，通過執(zhí)行用于將屬于所述移動原始線的節(jié)點移動到所述移動目的線上的對應點的相似性特征變形而再配置與所述固定邊緣線交叉的法平面截面形狀，以及將沒有與所述固定邊緣線交叉的法平面截面形狀再配置到所述移動目的線上的對應點，從而生成由已被再配置的一系列相似性特征變形截面形狀和法平面截面形狀限定的新物品形狀。
13.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述運算裝置在所述法平面截面形狀上以預定間隔提供形狀節(jié)點，并根據通過用從屬于所述移動原始線的節(jié)點到所述移動目的線上的所述對應點的移動向量乘以從所述固定邊緣線到所述形狀節(jié)點的距離除以從屬于所述移動原始線上的所述節(jié)點到所述固定邊緣線上的對應點的距離的比值而獲得的形狀節(jié)點移動向量移動所述形狀節(jié)點，從而執(zhí)行所述法平面截面形狀的相似性特征變形。
14.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于從所述現(xiàn)有物品形狀中指定非變形區(qū)域的輸入；以及所述運算裝置不變形屬于所述法平面截面形狀的所述非變形區(qū)域的形狀。
15.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于從所述現(xiàn)有物品形狀中指定固定形狀的輸入；以及所述運算裝置固定所述固定形狀。
16.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于指定節(jié)點和法平面截面形狀的從所述移動原始線上的所述節(jié)點到所述移動目的線上的對應點的移動比率的輸入，以及用于指定目的地是否受限于所述移動目的線上的對應點的輸入；以及當所述目的地受限時，所述運算裝置根據指定的移動比率將所述節(jié)點和所述法平面截面形狀移動到連接所述移動原始線上的所述節(jié)點與所述移動目的線上的所述對應點的線段上的一點處，并且當目的地不受限時，所述運算裝置根據指定的移動比率將所述節(jié)點和所述法平面截面形狀移動到連接所述移動原始線上的所述節(jié)點與所述移動目的線上的所述對應點的線段的延長線上的一點處。
17.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收所述移動原始線的曲率半徑的下限值的輸入；以及所述運算裝置在其曲率半徑小于所述下限曲率半徑的所述移動原始線上的節(jié)點之間的位置處提供新輔助節(jié)點，這些節(jié)點之間的所述移動原始線被所述輔助節(jié)點分為n份(n是等于或大于1的整數)；在所述輔助節(jié)點處生成所述現(xiàn)有物品的輔助法平面截面形狀；并相對于所述輔助法平面截面形狀同樣執(zhí)行相似性特征變形的截面形狀生成和再配置。
18.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于將所述移動原始線分割為兩個或更多個部分的移動原始線分割指示；以及所述運算裝置通過以下方式執(zhí)行第一相似性特征變形，即，僅對屬于已被分割開的第一分割移動原始線的法平面截面形狀執(zhí)行相似性特征變形并移動一節(jié)點以便于在固定一限定一形狀平面的控制點的同時保持物品形狀的連續(xù)性，其中所述形狀平面限定屬于與所述第一分割移動原始線連續(xù)的第二分割移動原始線的法平面截面，接著所述運算裝置通過以下方式執(zhí)行第二相似性特征變形，即，僅對屬于已被分割開的第二分割移動原始線的法平面截面形狀執(zhí)行相似性特征變形并移動一節(jié)點以便于在固定一限定一形狀平面的控制點的同時保持物品形狀的連續(xù)性，其中所述形狀平面限定屬于與所述第二分割移動原始線連續(xù)的第三分割移動原始線的法平面截面，并且之后所述運算裝置對整個移動原始線相繼地執(zhí)行相似性變形處理，以使得新物品形狀的分割線處的界線平滑。
19.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于將所述現(xiàn)有物品形狀的一條邊緣線定義為第一移動原始線和將該第一移動原始線以外的另一條邊緣線定義為第二移動原始線的輸入，以及用于指定作為所述第一移動原始線目的地的第一移動目的線和指定作為所述第二移動原始線目的地的第二移動目的線的輸入；以及所述運算裝置以預定間隔為所述現(xiàn)有物品形狀提供節(jié)點，生成由所述第一移動原始線上每個節(jié)點處的法平面構成的所述現(xiàn)有物品的截面形狀，通過執(zhí)行用于將屬于所述第一移動原始線的節(jié)點移動到所述第一移動目的線上的對應點以及將屬于所述第二移動原始線的節(jié)點移動到所述第二移動目的線上的對應點的相似性特征變形而再配置與所述第二移動原始線交叉的法平面截面形狀，以及將沒有與所述第二移動原始線交叉的法平面截面形狀再配置到所述第一移動目的線上的對應點，從而生成由已被再配置的一系列相似性特征變形的截面形狀和法平面截面形狀所限定的新物品形狀。
20.根據權利要求19中所述的設備，其特征在于所述運算裝置在所述法平面截面形狀上以預定間隔提供形狀節(jié)點，并根據通過用從屬于所述第一移動原始線的節(jié)點到所述第一移動目的線上的所述對應點的第一移動向量乘以從所述第二移動原始線到所涉及的所述形狀節(jié)點的距離除以從所述第一移動原始線上的所述節(jié)點到所述第二移動原始線上的對應點的距離的比值而獲得的第一形狀節(jié)點移動向量移動形狀節(jié)點，并進一步根據通過用從屬于所述第二移動原始線的節(jié)點到所述第二移動目的線上的所述對應點的第二移動向量乘以從所述第一移動原始線到所述形狀節(jié)點的距離除以從所述第二移動原始線上的所述節(jié)點到所述第一移動原始線上的對應點的距離的比值而獲得的第二形狀節(jié)點移動向量移動形狀節(jié)點，從而執(zhí)行所述法平面截面形狀的相似性特征變形。
21.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于指定一個在其上要將已經經歷相似性特征變形和再配置處理的截面形狀配置在所述移動目的線上的點處的平面的輸入；以及所述運算裝置將已經經歷相似性特征變形和再配置處理的截面形狀配置在所指定的平面上，從而生成由被配置的一系列截面形狀所限定的新物品形狀。
22.根據權利要求21中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收指定所述移動目的線的法平面的移動目的線法平面配置指定的輸入；以及所述運算裝置將已經經歷相似性特征變形和再配置處理的截面形狀配置在所述移動目的線上的點處的所述法平面上。
23.根據權利要求21中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收指定一平行于作為移動起點的所述移動原始線的法平面的平面的移動原始線法平面指定的輸入；以及所述運算裝置將已經經歷相似性特征變形和再配置處理的截面形狀配置在平行于作為移動起點的所述移動原始線的法平面的平面上。
24.根據權利要求12中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于指定所述移動原始線上的節(jié)點和所述移動目的線上的點之間的對應類型的輸入；以及所述運算裝置將所述節(jié)點和所述節(jié)點的法平面截面形狀移動到與指定的對應類型相應的點處。
25.根據權利要求24中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于指定等內分比對應的輸入，該等內分比對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與所述移動目的線上的點相對應，在該點處所述移動目的線的線段被利用與所述節(jié)點在內部劃分所述移動原始線的線段的內分比相等的內分比在內部劃分，并且當指定所述等內分比對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，所述運算裝置將在其處所述移動原始線上的內分比為A的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到在其處內分比為A的所述移動目的線上的點處。
26.根據權利要求24中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于指定移動目的線垂直線對應的輸入，該移動目的線垂直線對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與所述移動目的線上的點相對應，以使得從所述移動目的線上的所述點處延長的垂直線穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點，并且當指定所述移動目的線垂直線對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，所述運算裝置將所述移動原始線上的所述節(jié)點以及所述節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述移動目的線上的垂直線從其處延長并穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點的點處。
27.根據權利要求24中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于選擇移動原始線垂直線對應的輸入，該移動原始線垂直線對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與該節(jié)點處的法平面和所述移動目的線之間的交點相對應；并且當指定所述移動原始線垂直線對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，所述運算裝置將所述節(jié)點以及所述節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述節(jié)點處的法平面和所述移動目的線之間的交點處。
28.根據權利要求24中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于選擇指定平面對應的輸入，該指定平面對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與平行于一個指定平面并包含所述節(jié)點的平面和所述移動目的線之間的交點相對應，以及接收用于指定該一個平面的輸入；以及當指定所述指定平面對應時，所述運算裝置將所述移動原始線上的所述節(jié)點以及所述節(jié)點處的法平面截面形狀移動到平行于一個指定平面并包含所述節(jié)點的平面和所述移動目的線之間的交點處。
29.根據權利要求2 4中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收輔助對應指定的輸入，該輔助對應指定用于進一步指定在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀的對應目的地；并且所述運算裝置使依照一對應指定裝置所指定的所述對應在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到根據所述輔助對應指定的一點處。
30.根據權利要求29中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于指定移動目的線延長輔助對應的輸入，該移動目的線延長輔助對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與所述移動目的線的延長線上的垂直線從其處延長并穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點的點相對應；并且所述運算裝置使依照所述對應指定裝置所指定的所述對應在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述移動目的線的延長線上的垂直線從其處延長并穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點的點處。
31.根據權利要求29中所述的設備，其特征在于所述輸入裝置接收用于指定最近點輔助對應的輸入，該最近點輔助對應用于使所述移動原始線上的所述節(jié)點與所述移動目的線上的最近點相對應；并且所述運算裝置使依照所述對應指定裝置所指定的所述對應在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述移動目的線上的該最近點處。
32.一種用于通過相對于現(xiàn)有物品形狀執(zhí)行形狀變形處理而生成物品的新設計數據的設計數據生成方法，所述方法包括以預定間隔為所述現(xiàn)有物品形狀提供節(jié)點的節(jié)點提供步驟；將所述現(xiàn)有物品形狀的一條邊緣線定義為移動原始線的移動原始線定義步驟；生成由所述移動原始線上每個節(jié)點處的法平面構成的所述現(xiàn)有物品的截面形狀的法平面截面形狀生成步驟；指定作為所述移動原始線目的地的移動目的線的移動目的線指定步驟；從所述現(xiàn)有物品形狀中指定固定的邊緣線的固定邊緣線指定步驟；通過執(zhí)行用于將屬于所述移動原始線的節(jié)點移動到所述移動目的線上的對應點的相似性特征變形而再配置與所述固定邊緣線交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形截面形狀生成和再配置步驟；以及將沒有與所述固定邊緣線交叉的法平面截面形狀再配置到所述移動目的線上的對應點的截面形狀再配置步驟，其中，生成由已被再配置的一系列相似性特征變形截面形狀和法平面截面形狀所限定的新物品形狀。
33.根據權利要求32所述的方法，其特征在于，包括在所述法平面截面形狀上以預定間隔提供形狀節(jié)點的形狀節(jié)點提供步驟，其中，在相似性特征變形處理中，根據通過用從屬于所述移動原始線的節(jié)點到所述移動目的線上的所述對應點的移動向量乘以從所述固定邊緣線到所述形狀節(jié)點的距離除以從屬于所述移動原始線上的所述節(jié)點到所述固定邊緣線上的對應點的距離的比值而獲得的形狀節(jié)點移動向量移動所述形狀節(jié)點，從而執(zhí)行所述法平面截面形狀的相似性特征變形。
34.根據權利要求32中所述的方法，其特征在于，包括從所述現(xiàn)有物品形狀指定非變形區(qū)域的非變形區(qū)域指定步驟，其中，在相似性特征變形處理中，屬于所述法平面截面形狀的所述非變形區(qū)域的形狀不變形。
35.根據權利要求32中所述的方法，其特征在于，包括從所述現(xiàn)有物品形狀中指定固定形狀的固定形狀指定步驟，其中，在相似性特征變形處理中，固定所述固定形狀。
36.根據權利要求32中所述的方法，其特征在于，包括指定節(jié)點和法平面截面形狀的從所述移動原始線上的所述節(jié)點到所述移動目的線上的對應點的移動比率的移動比率指定步驟；以及指定目的地是否受限于所述移動目的線上的所述對應點的移動延長容許指定步驟，其中，在相似性特征變形處理和再配置處理中，當所述目的地受限時，根據指定的移動比率將所述節(jié)點和所述法平面截面形狀移動到連接所述移動原始線上的所述節(jié)點與所述移動目的線上的所述對應點的線段上的點處；以及當所述目的地不受限時，根據指定的移動比率將所述節(jié)點和所述法平面截面形狀移動到連接所述移動原始線上的所述節(jié)點與所述移動目的線上的所述對應點的線段的延長線上的點處。
37.根據權利要求32中所述的方法，其特征在于，包括定義所述移動原始線的曲率半徑的下限值的下限曲率半徑定義步驟；以及在其曲率半徑小于所述下限曲率半徑的所述移動原始線上的節(jié)點之間的位置處提供新輔助節(jié)點的輔助節(jié)點提供步驟，從而將這些節(jié)點之間的所述移動原始線分為n份(n是等于或大于1的整數)，其中，在所述法平面截面形狀生成步驟中，在所述輔助節(jié)點處生成所述現(xiàn)有物品的輔助法平面截面形狀，并且相對于所述輔助法平面截面形狀同樣執(zhí)行所述相似性特征變形截面形狀生成和再配置。
38.根據權利要求32中所述的方法，其特征在于，包括接收用于將所述移動原始線分割為兩個或更多個部分的移動原始線分割指示的移動原始線分割指示步驟，其中，在所述相似性特征變形截面形狀生成和再配置步驟中，通過以下方式執(zhí)行第一相似性特征變形處理，即，僅對屬于已被分割開的第一分割移動原始線的法平面截面形狀執(zhí)行相似性特征變形并移動一節(jié)點以便于在固定一限定一形狀平面的控制點的同時保持物品形狀的連續(xù)性，其中所述形狀平面限定屬于與所述第一分割移動原始線連續(xù)的第二分割移動原始線的法平面截面，接著通過以下方式執(zhí)行第二相似性特征變形，即，僅對屬于已被分割開的第二分割移動原始線的法平面截面形狀執(zhí)行相似性特征變形并移動一節(jié)點以便于在固定一限定一形狀平面的控制點的同時保持物品形狀的連續(xù)性，其中所述形狀平面限定屬于與所述第二分割移動原始線連續(xù)的第三分割移動原始線的法平面截面，之后對整個移動原始線相繼地執(zhí)行相似性變形處理，以使得新物品形狀的分割線處的界線平滑。
39.根據權利要求32中所述的方法，其特征在于，包括指定一個在其上要將已經經歷相似性特征變形和再配置處理的截面形狀配置在所述移動目的線上的點處的平面的配置平面指定步驟，其中，已經經歷相似性特征變形和再配置處理的所述截面形狀被配置在所指定的平面上，并且生成由被配置的一系列截面形狀所限定的新物品形狀。
40.根據權利要求39中所述的方法，其特征在于所述配置平面指定包括指定所述移動目的線的法平面的移動目的線法平面配置指定，并且已經經歷相似性特征變形和再配置處理的所述截面形狀被配置在所述移動目的線上的點處的所述法平面上。
41.根據權利要求39中所述的方法，其特征在于所述配置平面指定包括指定平行于作為移動起點的所述移動原始線的法平面的平面的移動原始線法平面指定，并且已經經歷相似性特征變形和再配置處理的所述截面形狀被配置在平行于作為移動起點的所述移動原始線的法平面的平面上。
42.根據權利要求32中所述的方法，其特征在于，包括指定所述移動原始線上的節(jié)點與所述移動目的線上的點之間的對應類型的對應指定步驟，其中，在相似性特征變形和再配置處理中，將所述節(jié)點以及所述節(jié)點的法平面截面形狀移動到與指定的對應類型相應的點處。
43.根據權利要求42中所述的方法，其特征在于所述對應類型包括等內分比對應，該等內分比對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與所述移動目的線上的點相對應，在該點處所述移動目的線的線段被利用與所述節(jié)點在內部劃分所述移動原始線的線段的內分比相等的內分比在內部劃分；并且當指定所述等內分比對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，在其處所述移動原始線上的內分比為A的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到在其處內分比為A的所述移動目的線上的點處。
44.根據權利要求42中所述的方法，其特征在于所述對應類型包括移動目的線垂直線對應，該移動目的線垂直線對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與所述移動目的線上的點相對應，以使得從所述移動目的線上的所述點處延長的垂直線穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點；并且當指定所述移動目的線垂直線對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，將所述移動原始線上的所述節(jié)點以及所述節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述移動目的線上的垂直線從其處延長并穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點的點處。
45.根據權利要求42中所述的方法，其特征在于所述對應類型包括移動原始線垂直線對應，該移動原始線垂直線對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與該節(jié)點處的法平面和所述移動目的線之間的交點相對應；并且當指定所述移動原始線垂直線對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，將所述節(jié)點以及所述節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述節(jié)點處的法平面和所述移動目的線之間的交點處。
46.根據權利要求42中所述的方法，其特征在于所述對應類型包括指定平面對應，該指定平面對應用于使所述移動原始線上的節(jié)點與平行于一個指定平面并包含所述節(jié)點的平面和所述移動目的線之間的交點相對應；提供用于指定該一個平面的平面指定步驟；并且當指定所述指定平面對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，將所述移動原始線上的所述節(jié)點以及所述節(jié)點處的法平面截面形狀移動到平行于一個指定平面并包含所述節(jié)點的平面和所述移動目的線之間的交點處。
47.根據權利要求42中所述的方法，其特征在于在所述對應指定步驟中指定的所述對應包括輔助對應指定，該輔助對應指定用于進一步指定在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀的對應目的地；并且在相似性特征變形處理和再配置處理中，使依照所述對應指定步驟所指定的所述對應在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到根據所述輔助對應指定的一點處。
48.根據權利要求47中所述的方法，其特征在于所述輔助對應包括移動目的線延長輔助對應，該移動目的線延長輔助對應用于使所述節(jié)點與所述移動目的線的延長線上的垂直線從其處延長并穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點的點相對應；并且當指定所述移動目的線延長輔助對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，對于在所述對應指定步驟中指定的所述對應，使依照所述對應指定步驟所指定的所述對應在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述移動目的線的延長線上的垂直線從其處延長并穿過所述移動原始線上的所述節(jié)點的點處。
49.根據權利要求47中所述的方法，其特征在于所述輔助對應包括最近點輔助對應，該最近點輔助對應用于使所述移動原始線上的所述節(jié)點與所述移動目的線上的最近點相對應；并且當指定所述最近點輔助對應時，在相似性特征變形處理和再配置處理中，對于在所述對應指定步驟中指定的所述對應，使依照所述對應指定步驟所指定的所述對應在所述移動目的線上不存在對應點的節(jié)點以及該節(jié)點處的法平面截面形狀移動到所述移動目的線上的所述最近點處。
50.一種用于通過相對于現(xiàn)有物品形狀執(zhí)行形狀變形處理而生成該物品的新設計數據的設計數據生成方法，所述方法包括以預定間隔為所述現(xiàn)有物品形狀提供節(jié)點的節(jié)點提供步驟；將所述現(xiàn)有物品形狀的一條邊緣線定義為第一移動原始線并將所述第一移動原始線之外的另一條邊緣線定義為第二移動原始線的移動原始線定義步驟；生成由所述第一移動原始線上每個節(jié)點處的法平面構成的所述現(xiàn)有物品的截面形狀的法平面截面形狀生成步驟；指定作為所述第一移動原始線目的地的第一移動目的線和作為所述第二移動原始線目的地的第二移動目的線的移動目的線指定步驟；通過執(zhí)行用于將屬于所述第一移動原始線的節(jié)點移動到所述第一移動目的線上的對應點和將所述第二移動原始線上的節(jié)點移動到所述第二移動目的線上的對應點的相似性特征變形而再配置與所述第二移動原始線交叉的法平面截面形狀的相似性特征變形截面形狀生成和再配置步驟；以及將沒有與所述第二移動原始線交叉的法平面截面形狀再配置到所述第一移動目的線上的對應點的截面形狀再配置步驟，其中，生成由已被再配置的一系列相似性特征變形截面形狀和法平面截面形狀所限定的新物品形狀。
51.根據權利要求50所述的方法，其特征在于，包括在所述法平面截面形狀上以預定間隔提供形狀節(jié)點的形狀節(jié)點提供步驟，其中，形狀節(jié)點根據通過用從屬于所述第一移動原始線的節(jié)點到所述第一移動目的線上的所述對應點的第一移動向量乘以從所述第二移動原始線到所述形狀節(jié)點的距離除以從所述第一移動原始線上的所述節(jié)點到所述第二移動原始線上的對應點的距離的比值而獲得的第一形狀節(jié)點移動向量來移動，并且形狀節(jié)點還根據通過用從屬于所述第二移動原始線的節(jié)點到所述第二移動目的線上的所述對應點的第二移動向量乘以從所述第一移動原始線到所述形狀節(jié)點的距離除以從所述第二移動原始線上的所述節(jié)點到所述第一移動原始線上的對應點的距離的比值而獲得的第二形狀節(jié)點移動向量來移動，從而執(zhí)行所述法平面截面形狀的相似性特征變形。
全文摘要
一種設計數據生成設備和設計數據生成方法，用于通過相對于物品已生成的設計數據執(zhí)行形狀變形處理而生成物品的新設計數據。該設計數據生成設備包括用于接收來自于操作者的變形指示的輸入裝置；以及用于根據所輸入的變形指示執(zhí)行設計數據運算的運算裝置。該輸入裝置接收在要執(zhí)行形狀變形的變形區(qū)域的屬性與保持其形狀的保持區(qū)域的屬性之間的物品形狀屬性的分配的輸入和由相對于物品的變形方向和變形量限定的變形指示向量的輸入。該運算裝置根據變形指示向量相對于限定變形區(qū)域的物品形狀的節(jié)點執(zhí)行變形處理。更具體地說，所述運算裝置使位于保持區(qū)域和變形區(qū)域之間的界線處的節(jié)點固定，并且使不位于該界線處的節(jié)點變形。因此，可有效地設計操作者所期望的新三維形狀。
文檔編號G06F3/0484GK1538332SQ20041003380
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月14日 優(yōu)先權日2003年4月15日
發(fā)明者大場盛夫, 年, 根岸孝年, 三島保夫, 夫, 司, 藤原幸司, 永田隆司, 佐藤晶冠, 冠 申請人:豐田自動車株式會社