[发明专利]装置表皮自支撑结构的参数化建模方法

权利要求书

1.一种装置表皮自支撑结构的参数化建模方法，其特征在于，基于rhino和grasshopper进行建模，包括如下步骤：

S1，确定装置表皮外轮廓，将外轮廓表面转化为可进行优化处理的待处理面，其中，借助rhino插件Tspline确定装置外轮廓，并将nurbs转化为mesh面；

S2，对上述待处理面进行三角网格细分和平滑处理，其中，使用借助插件Ameba对mesh模型进行三角网格细分，细分网格的参数由遗传算法galapagos控制；

S3，利用力学分析算法对上述结构进行力学分析，其中，利用Karamba力学插件进行力学分析，确保结构的稳定性；

S4，基于上述三角网格细分和平滑处理结果，生成三角嵌板及其折边并进行开洞，同时为所述三角嵌板和每一条折边进行编号，完成以上步骤后bake到Rhino空间中；

S5，借助Rhinonest插件将所有三角嵌板最大程度排进设定好的铝板规格中；

S2步骤具体包括如下步骤：

S20，对待处理面进行三角网格细分并优化，而后进行拓扑分面，其中，首先通过smooth命令进行mesh面优化，连接meshtriangle插件命令进行拓扑分面；

S21，为每个三角网格的边设定一个弹簧力，使每条边发生相互作用，设定各个三角网格的夹角和边长趋于相似，约束三角网格的变形状况，其中，使用Kangroo力学插件将每个三角网格的边设定为一个弹簧力，使每条边发生相互作用，规定每个三角网格的夹角和边长趋于相似，约束三角网格的变形状况；

S22，通过遗传算法Galapagos插件来控制输入给控制三角网格变形大小的力的数值；

S23，利用可视化程序，判断三角网格分形结果是否符合要求，最终确认三角网格的细分结构，其中，将步骤S22中力的数值结果输入给到设定好的基于grasshopper平台的可视化程序，可视化程序中，面积和每条边的长度相接近的三角网格会显示相同的颜色，通过颜色的变化判断三角分形结果是否符合要求；

S4步骤具体包括如下步骤：

根据力学分析结果确定三角嵌板的折边大小；

三角嵌板折边整体呈倒角矩形设置且保留设定安装余量；

将相邻两个三角嵌板中距离最近的两条折边作为一组，两两成组；

确定所述折边的弯折角度；

提取每个三角嵌板的中心点，并得到它们的xyz数值，通过surfacesplit插件将原有的三角嵌板开洞，得到带穿孔的三角嵌板之后，需要为其分组编号，嵌板整体编号之后，接下来就是为每条折边编号；

其中，将相邻两个三角嵌板中距离最近的两条折边作为一组，包括：三角嵌板的每条边取中点，并与所有的折边进行连线，筛选出长度最短的连线，返回上述连线对应的折边即为所在的相邻的折边。

2.根据权利要求1所述的装置表皮自支撑结构的参数化建模方法，其特征在于，所述保留设定安装余量包括：各个矩形三角嵌板折边从矩形中心点各向两边偏移130~160mm，开设5~15mm的腰口。

3.根据权利要求1所述的装置表皮自支撑结构的参数化建模方法，其特征在于，所述确定所述折边的弯折角度，包括：

相邻的两条折边做各自所在平面的垂直平分线，垂直平分线相交的角度除以二即为折边所需折弯角度。

4.根据权利要求1所述的装置表皮自支撑结构的参数化建模方法，其特征在于，所述步骤S1中借助rhino插件Tspline确定装置外轮廓，包括通过Tspline重新拟合rhino中的初始模型，在确保效果的前提下尽量减少形体面的数量，为下一步分形做准备，同时避免出现面与面之间夹角出现锐角的情况。