[发明专利]基于二维模型建立玉米果穗三维圆柱模型的方法

摘要

基于二维模型建立玉米果穗三维圆柱模型的方法，包括以下步骤建立玉米芯的二维截面圆，并将其圆周均为穗行个数相同的等份；建立籽粒和胚芽边界在水平面上的垂直投影，建立玉米籽粒的二维侧面图；玉米芯的二维截面圆切出V型槽；拉伸出带有V型槽体的玉米芯圆柱体模型；切出玉米籽粒模型；建立具有胚芽的玉米籽粒实体模型；将玉米籽粒实体模型的果柄安装在玉米芯圆柱体模型的V型槽体中，并将每间隔两列籽粒沿玉米芯中心轴线方向移位籽粒厚度的，建立玉米果穗三维圆柱模型。本发明在二维模型的基础上建立三维模型，保证了玉米籽粒的排列接近实际情况，即籽粒之间是接触的，且籽粒的排列符合组砌规律；可用于玉米果穗脱粒等研究需要。

主权项

基于二维模型建立玉米果穗三维圆柱模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、选取同一品种、相同含水率的玉米果穗若干，测量玉米芯直径和长度并分别取均值，根据直径均值参数作出玉米芯的二维截面圆，即垂直于玉米芯中心轴线的截面圆；然后根据选取玉米果穗的穗行个数n，将作出的截面圆的圆周均分为n等份，每等份与圆心连线所围扇形的圆心角为；步骤二、选取步骤一中玉米果穗上的若干籽粒，作出籽粒和籽粒上的胚芽边界在水平面上的垂直投影，并将垂直投影沿果柄底部至籽粒顶部的方向依次划分为相连接的一个等腰三角形、两个等腰梯形和一个矩形，等腰三角形的底边兼做果柄的顶部和胚芽边界，分别测出等腰三角形的三边长、两个等腰梯形的四边长以及矩形的长度和宽度，根据所测得的几何特征参数作出籽粒的二维侧面图；步骤三、根据步骤二中等腰三角形的几何特征参数，在步骤一建立的二维截面圆的每等份扇形中对应切除出V型槽，V型槽的两侧边长与等腰三角形的两边长相同，且V型槽的折点位于二维截面圆的半径线上；步骤四、测量步骤一中玉米芯长度并取均值，由步骤三切有V型槽的玉米芯二维截面圆依据玉米芯的长度均值拉伸出带有V型槽体的玉米芯圆柱体模型；步骤五、根据步骤二建立的籽粒的二维侧面图，依照步骤四玉米芯圆柱体模型的长度拉伸出三维结构的玉米籽粒条，测量步骤二中选取的籽粒的顶部的厚度，并取其均值，根据该籽粒厚度均值在建立的玉米籽粒条上一一切出籽粒模型；步骤六、取步骤二中的全部籽粒，沿籽粒中心轴线标记胚芽上的若干点，确定籽粒厚度均值与胚芽上标记点位置处厚度的差值，并取均值；在籽粒模型的中心轴线上找到与胚芽上标记点相对应的点，然后确定穿过该点并垂直与籽粒模型中心轴线的直线与胚芽边界的两个交点；以确定的交点为端点，厚度差值的均值为内凹的最大深度，在二维坐标系中作出胚芽内凹曲线，根据该曲线在步骤五切出的籽粒模型的其中一个侧面上切除出胚芽曲面，建立具有胚芽的玉米籽粒实体模型，该玉米籽粒实体模型是根据步骤二的籽粒和胚芽的二维侧面图拉伸出厚度为5mm的轮廓，各籽粒顶部的边界处采用圆弧过渡，圆弧半径为1mm，然后根据胚芽的尺寸数据放样切除出玉米胚芽而建立；步骤七、将玉米籽粒实体模型的果柄安装在步骤四建立的玉米芯圆柱体模型的V型槽体中，使胚芽处的端面与玉米芯一端的端面配合，通过圆周阵列建立完整的玉米果穗模型，并将每间隔两列籽粒沿玉米芯中心轴线方向移位步骤五中籽粒厚度的，建立玉米果穗三维圆柱模型。