[发明专利]基于集成机构的三维虚拟空间的机械设计方法

摘要

本发明公开了一种基于集成机构的三维虚拟空间的机械设计方法，该方法通过安装在计算机中的三维集成机械设计系统来实现。设计者依据大脑中构思的三维整体机械形象，按照机械设计原理，能够调用本系统虚拟集成单元空间库存的集成机构单元的三维虚拟图像，在虚拟机械组装空间进行三维整体机械的搭建装配，在虚拟机械运行空间实施所设计机械的虚拟仿真运行，其特点是：立体显现、集成捕捉、整体搭建、动态观察、动画演示、逼真运行，对设计者来说是一种得心应手和方便快捷的设计方法，解决了传统机械设计过程烦琐、二维运动简图和视图表达片面、机械绘图和识图思维抽象，以及机械设计局限于纸上谈兵等问题。

主权项

一种基于集成机构的三维虚拟空间的机械设计方法，其特征是：该方法通过安装在计算机中的三维集成机械设计系统来实现，该系统基于计算机视频的三维坐标体系，设置有虚拟集成单元空间、虚拟机械组装空间和虚拟机械运行空间，该机械设计方法包括以下步骤：①根据大脑构思的三维整体机械形象，设计者在所述虚拟集成单元空间中，选择或创建组成三维整体机械的一个或多个称之为集成机构单元的三维基本机械机构以及标准件、常用件，并在此空间三维坐标体系中多视角显示和观察其三维虚拟图像；②在所述虚拟集成单元空间的三维坐标体系中，对步骤①选择或创建好的一个或多个集成机构单元的形状、尺寸进一步确认或改造，对其中三维基本机械机构的自由度加以校核，或以动画形式演示其运动状态，直至符合三维基本机械机构的设计要求为止，并予以确认和保存；③将步骤②中已确认符合设计要求的一个或多个集成机构单元的虚拟图像调入虚拟机械组装空间，在三维坐标体系中调节其比例一致，彼此连接件之间的三维方位及相对尺寸吻合，进而搭建和组装人脑构思的三维整体机械，并多视角显示和观察其三维虚拟图像，对于不能满足装配要求的集成机构单元三维虚拟图像返回虚拟集成单元空间进行其相对尺寸改造，直至满足三维整体机械的组装要求为止，并予以确认和保存；④将步骤③中组装好的三维整体机械的三维虚拟图像调入虚拟机械运行空间，校核其机械自由度必须等于1，校核机械自由度等于0或大于1的三维整体机械的运动副构件须要返回该系统主界面，重新进入虚拟集成单元空间再改造，机械自由度合格者按机械的运动副和自由度来设计三维动画，达到虚拟仿真运行的演示效果，并观察三维动画是否符合机械设计要求的运行参数，不合格者须调节三维动画参数，直至满足机械运行的设计要求为止，并予以确认和保存，最终得到所需三维整体机械的虚拟图像。