[发明专利]榫卯加工模拟系统及其方法

权利要求书

1.榫卯加工模拟系统，应用于客户端，其特征在于：包括如下：

木头生成模块，用于将坐标系中的若干个木块组合形成木头，并剔除木头内部不显示的边线；

框选模块，用于框选需要选定的木块；

木头切割模块，用于切割木头，并记录切割过程和回退过程；

数据库，保存有预先设计的榫卯结构，记录已有榫卯结构的模型数据与组合方向及运动距离；

其中，所述木头生成模块包括如下：

木块生成模块，用于在坐标系中生成木块；

木块组合模块，用于将坐标系中的若干个木块组合成木头；

轮廓线剔除模块，用于将木头内部不显示的边线和重复的边线剔除；

木头显示模块，用于显示被剔除内部不显示边线和重复边线后的木头。

其中，所述木头切割模块包括如下：

墨线方向选定模块，用于确定墨线的方向；

墨线位置选定模块，用于确定墨线在木头上的投射位置；

切割模块，用于沿着墨线切割木头；

退回模块，用于退回错误的切割操作；

木头组合模块，用于将切割后的木头进行榫卯结合；

判断模块，用于判断木头之间是否榫卯成功；

记录模块，用于记录切割模块、退回模块的操作以及生成成功的榫卯结果。

2.榫卯加工模拟方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在坐标系x，y，z三个方向上生成若干个木块，并组合成一个木头；

步骤二、在组合成木头后，剔除木头内部不显示的边线和重复的边线，并显示剔除内部边线和重复边线后的木头；

步骤三、框选需要选定的木块；

步骤四、确定墨线的起始点、结束点，以起始点和结束点为准画切线，确定墨线方向和投射位置后，将切线投射到木块上形成墨线；

步骤五、根据墨线进行木块切割，若发送错误操作，退回切割操作；

步骤六、将所有按照步骤一～步骤五切割好的木头组合后判定榫卯是否成功；

所述步骤六中，榫卯结构包括数据库中已有榫卯结构和自创式榫卯结构，其中，数据库中已有榫卯结构的木头组合成功判定规则为：

数据库中会记录已有榫卯结构的模型数据与组合方向及运动距离，加工完成后判断该加工结构是否完全匹配模型结构，匹配即判断榫卯组合成功，反之则失败；

另外，自创式榫卯结构的木头组合成功判定规则为：

木头与木头之间可进行n阶数组合，重合区间内木块均为可加工木块，其中阶数与组合木块总体积的对应关系为：

V＝12×n³；

其中，V表示n阶数对应的检测目标木块的体积，12为单个加工木块体积；

当进行n阶数木头组合时，首先确定待组合木头的运动方向，木头运动过程中如发生碰撞，木头即停止运动，停止后检测单独每个加工木块朝指定接触面发出的射线长度，同时加总计算当前所有可加工木块总体积，若射线长度为0且可加工木块总体积之和等于V，则榫卯组合成功，反之，若存在射线长度不为0或加工木块总体积不等于V，则榫卯组合失败；

步骤七、记录步骤六生成成功的榫卯结果。

3.根据权利要求2所述的榫卯加工模拟方法，其特征在于：

所述步骤二中剔除重复的边线方法具体包括：为每一个木块的每个顶点按顺序添加索引号，按索引号顺序相邻的两个顶点生成一条直线，顶点坐标位置相同但索引号顺序不同的直线判断为同一条直线，三条不同的直线组成一个三角面，若三角面的任意两条直线向量的点积等于1，表示两条边的夹角为0，即三个点在同一条直线上，此时剔除中间的顶点，三条边只保留其中一条；

所述步骤二中剔除木头内部不显示的边线方法具体包括：为每一个木块的每个顶点按顺序添加索引号，按索引号顺序相邻的两个点生成一条直线，顶点坐标位置相同但索引号顺序不同的直线判断为同一条直线，三条不同的直线组成一个三角面，当一条直线属于两个法线相同的三角面，则该两个三角面在同一个面上，剔除该条直线。