设计表示机械结构的3D建模的对象的制作方法

本发明涉及计算机程序和系统领域，并且更具体地涉及用于设计表示机械结构的3d建模对象的方法、系统和程序。

背景技术：

市场上提供了许多用于对象设计、工程和制造的系统和程序。cad是计算机辅助设计的首字母缩写，例如它涉及用于设计对象的软件解决方案。cae是计算机辅助工程的首字母缩写，例如，它涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。cam是用于计算机辅助制造的首字母缩写，例如，它涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这种计算机辅助设计系统中，图形用户界面在技术效率方面起着重要作用。这些技术可以嵌入在产品生命周期管理(plm)系统中。plm指的是一种业务战略，它可以帮助公司分享产品数据，应用通用流程，并利用企业知识从概念到生命结束，在扩展企业的概念上开发产品。dassaultsystèmes(商标为catia^tm、solidworks^tm、enovia^tm和delmia^tm)提供的plm解决方案提供了组织产品工程知识的工程中心、管理制造工程知识的制造中心以及实现企业集成和连接到工程中心和制造中心的企业中心。所有这些系统一起交付了一个开放对象模型，将产品、流程和资源联系起来，以实现动态的、基于知识的产品创建和决策支持，其推动优化的产品定义、制造准备、生产和服务。

这些软件产品中的一些提供了专门针对结构设计的解决方案，即，表示机械结构的建模对象的设计。例如，trimble公司的tekla^tm、graitec公司的advancesteel^tm或autodesk公司的revit^tm就是这种情况。

尽管这些现有工具提供旨在促进用户的结构设计的功能，但是仍然需要改进该领域中的人体工程学。

技术实现要素：

因此，提供了一种用于通过用户与基于特征的cad系统的交互来设计3d建模对象的计算机实现的方法。3d建模对象表示机械结构。机械结构包括结构构件。机械结构还包括角部。各个结构构件在每个角部处连接在一起。该方法包括创建结构构件特征。每个结构构件特征表示机械结构的相应结构构件。该方法还包括基于结构构件特征向用户显示机械结构的图形表示。该方法还包括创建角部特征。每个角部特征表示机械结构的相应角。角部特征的创建由系统自动执行。角部功能可由用户编辑。

该方法可包括以下中的一个或多个：

-该方法还包括显示一个或多个图形项，每个图形项指示相应的角部特征，每个图形项可由用户选择以编辑其相应的角部特征；

-该方法包括显示包括一个或多个图形项的列表；

-该方法包括在第一显示区域中显示机械结构的图形表示，以及在第二显示区域中显示该列表；

-创建结构构件特征包括针对由至少一个结构构件特征表示的相应结构构件的至少一个末端，由用户将所述至少一个末端定位在已经定位另一结构构件的位置处，并且然后，由系统自动生成描述所述定位的信息，基于所述信息来创建相应的角部特征；

-定位包括选择另一结构构件或选择另一结构构件所定位的网格的几何元素，描述所述定位的信息包括这种选择的指示；

-至少一个角部特征适用于以下编辑中的任何一个或任何组合，关于在由至少一个角部特征表示的角部处连接在一起的一个或多个结构构件特征，指定修剪信息，指定连接类型，和/或定义连接元素；

-角部特征可以批量选择和编辑，和/或系统适用于将角部特征的用户编辑自动复制到一个或多个其他角部特征；

-角部特征的创建包括取决于在角部处连接的结构构件的数量和/或连接相对于连接的结构构件的位置来确定类型；以及/或

-机械结构是建筑物、机架、基于铝挤压型材的结构系统、钢结构、焊接结构或车辆结构。

还提供了一种计算机程序，包括用于执行该方法的指令。

还提供了一种其上记录有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质。

本发明还提供了一种系统，包括耦合到存储器和图形用户界面的处理器，该存储器上记录有计算机程序。

附图说明

现在将通过非限制性示例并参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1示出了该方法的示例的流程图；

图2示出了系统的示例；

图3示出了现有技术的示例；以及

图4-图8示出了该方法的示例。

具体实施方式

参照图1的流程图，提出了一种用于通过用户与基于特征的cad系统的交互来设计3d建模对象的计算机实现的方法。设计的3d建模对象表示机械结构。机械结构包括结构构件和角部。在机械结构的每个角部处，机械结构的相应结构构件连接在一起。该方法包括创建s10结构构件特征。每个结构构件特征表示机械结构的相应结构构件。该方法还包括向用户显示s20机械结构的图形表示。在s20处显示的图形表示基于在s10处创建的结构构件特征。该方法还包括创建s30角部特征。每个角部特征表示机械结构的相应角。角部特征的创建s30由系统自动执行。在s30处创建的角部特征可由用户编辑。

这种方法形成了针对呈现出改进的人体工程学的结构设计的解决方案。

值得注意的是，图1的方法允许通过在s10处创建结构构件特征并在s20处显示图形表示来设计3d建模对象，由此准许用户与基于特征的cad系统交互以便表示系统中的机械结构。另外，图1的方法在s30处创建特定类型的特征，即角部特征。虽然机械结构的角部已经由结构构件特征间接地表示(即，由所述结构构件特征表示的结构构件连接在一起)，但是在s30处额外创建角部特征允许在系统中这些角部的直接参数化。角部特征的存在由此改善了机械结构向用户的表示。此外，角部特征是可编辑的，用户不限于编辑结构构件特征以便表示相对于角部的物理方面。该方法因此扩大了提供给用户的设计可能性的范围。此外，创建s30是自动的，因此该方法特别符合人体工程学。

表述“机械结构”本身被设计为来自结构工程领域中的呈现机械骨架或框架的任何真实世界产品(即物体或组件)。换句话说，机械结构包括连接在一起的结构构件(即，细长固体、任选地是刚性的)。如果两个结构构件彼此连接或接触，则称它们连接在一起。结构构件连接的机械结构的位置称为“角部”。连接可以是任何类型的，例如机械的(例如经由紧固件实现，或者可替代地经由仅接触实现)、化学(例如通过粘附实现)和/或热连接(例如使用热能例如经由焊接实现)。连接可能会或可能不会留下一个或多个自由度。在经由紧固件实现机械连接的情况的示例中，紧固件可允许连接的结构构件围绕单个轴旋转。在焊接连接的情况的示例中，焊接可以禁止所连接的结构构件相对于另一的任何移动。

该方法的机械结构的结构构件可包括直的结构构件和/或弯曲的结构构件。可以相对于与垂直轴对齐的主轴限定机械结构。在这种情况下，结构构件可包括水平结构构件，其也可称为“梁”，和/或垂直结构构件，其也可称为“柱”。

机械结构可以是任何类型的机械结构，例如金属结构。可以由通过该方法设计的3d建模对象表示的金属结构的示例包括：

-机架，结构构件例如是形成机器的机械框架的杆，该机器是任何类型的机器，例如测量和/或生产机器，

-基于一个或多个铝挤压型材的结构系统，所述结构构件例如是铝挤压件，可选地呈现所有相同的型材或者可替换地呈现至少两种不同的型材，

-钢结构，结构构件例如是钢梁、钢筋和/或钢柱，可选地支撑建筑物或任何类型的构造，角部例如通过螺栓连接实现。

-焊接结构，例如通过可以是杆的结构构件之间的焊接接头来实现角部(注意钢结构和焊接结构可以以相同的方式设计)，或者

-车辆结构，结构构件例如形成车辆的支撑框架，例如车辆可以是任何类型的车辆，例如诸如汽车或卡车的陆地车辆，诸如船或船的水上交通工具，诸如飞机或直升机的飞行器。

该方法是计算机实现的并且通过用户与计算机系统的交互来执行。这意味着该方法的步骤(或基本上所有步骤)由在用户命令时，由至少一个计算机或任何系统执行。因此，该方法的步骤由计算机执行，可能是完全自动的，或半自动的。在示例中，可以通过用户-计算机交互来执行对方法的至少一些步骤的触发。所需的用户-计算机交互水平可能取决于预见的自动化水平，并与实现用户意愿的需求保持平衡。在示例中，该级别可以是用户定义的和/或预定义的。

例如，可以经由用户-计算机交互来执行创建s10。显示s20可以完全自动地执行，例如，不需要用户的任何触发和/或作为后台处理。创建s30也可以完全自动地执行，但是可选地在触发用户之后执行(例如，启动系统的专用功能，例如通过点击预定的按钮或图标)。

该方法的计算机实现的典型示例是利用适于此目的的系统来执行该方法。该系统可以包括耦合到存储器和图形用户界面(gui)的处理器，该存储器上记录有包括用于执行该方法的指令的计算机程序。存储器还可以存储数据库。存储器是适用于这种存储的任何硬件，可能包括若干物理不同部分(例如，一个用于程序，并且可能一个用于数据库)。

尽管在图1中连续表示，但是步骤s10-s30可以以间隔方式而不是顺序地执行。

例如，显示s20可以在整个方法中连续地执行，例如基本上实时，因为在s10处创建结构构件特征。特别地，该方法可以包括基于在s10处创建的结构构件特征来连续且恒定地(例如，基本上实时地)确定机械结构的图形表示，以便向用户显示s20这样的图形表示。这种视觉反馈有助于用户进行设计，如cad领域所知。

角部特征的创建s30也可以与结构构件特征的创建s10交织地执行，换句话说，随着创建s10前进并且每次指定(即，定义和/或修改)机械结构的角部时。可替换地，创建s30可以顺序到创建阶段s10，换句话说，一旦指定了几个角就触发。

该方法通常操纵建模对象。建模对象是由例如在数据库中存储的数据定义的任何对象。通过扩展，表达“建模对象”指定数据本身。根据系统的类型，可以通过不同种类的数据来定义建模对象。该系统实际上可以是cad系统、cae系统、cam系统、pdm系统和/或plm系统的任何组合。在那些不同的系统中，建模对象由相对应的数据定义。因此可以说cad对象、plm对象、pdm对象、cae对象、cam对象、cad数据、plm数据、pdm数据、cam数据、cae数据。然而，这些系统不是彼此独占的，因为建模对象可以由对应于这些系统的任何组合的数据来定义。因此，系统可以是cad和plm系统。

通过cad系统，另外意味着任何系统至少适于基于建模对象的图形表示来设计建模对象，例如catia^tm或solidworks^tm。在这种情况下，定义建模对象的数据包括允许表示建模对象的数据。cad系统可以例如使用边或线，在某些情况下使用面或表面来提供cad建模对象的表示。线、边或表面可以以各种方式(例如，非均匀有理b样条(nurbs))表示。具体地，cad文件包含可以从其生成几何形状的规范，这继而允许生成表示。建模对象的规范可以存储在单个cad文件中或多个cad文件中。表示cad系统中建模对象的文件的典型大小在每个部件一兆字节的范围内。并且建模对象通常可以是数千个部件的组件。

在cad的上下文中，建模对象通常可以是3d建模对象。“3d建模对象”是指由允许其3d表示的数据建模的任何对象。3d表示允许从所有角度查看机械结构。例如，3d建模的对象，当被3d表示时，可以围绕其任何轴处理或转动，或围绕显示表示的屏幕中的任何轴处理或转动。这尤其不包括未经3d建模的2d图标。3d表示的显示有助于设计(即，增加设计者在统计上完成其任务的速度)。这加速了工业中的制造过程，因为产品的设计是制造过程的一部分。此外，3d建模对象描述了机械结构的3d形状/几何形状，换句话说，描述了构成现实世界中机械结构的材料的空间分布。

图2示出了该系统的一个示例，其中该系统是客户计算机系统，例如，用户的工作站。

该示例的客户端计算机包括连接到内部通信总线1000的中央处理单元(cpu)1010，也连接到总线的随机存取存储器(ram)1070。客户端计算机还被提供有图形处理单元(gpu)1110，其与连接到bus的视频随机存取存储器1100相关联。视频ram1100在本领域中也称为帧缓冲器。大容量存储设备控制器1020管理对诸如硬盘驱动器1030的大容量存储器设备的访问。适合于有形地体现计算机程序指令和数据的大容量存储器设备包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器设备，例如eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；以及cd-rom盘1040。前面的任何一个都可以由专门设计的asic(专用集成电路)补充或并入其中。网络适配器1050管理对网络1060的访问。客户端计算机还可以包括触觉设备1090，诸如光标控制设备、键盘等。在客户端计算机中使用光标控制设备以准许用户选择性地将光标定位在显示器1080上的任何期望位置。此外，光标控制设备允许用户选择各种命令，并输入控制信号。光标控制设备包括多个信号发生设备，用于向系统输入控制信号。通常，光标控制设备可以是鼠标，鼠标的按钮用于生成信号。可替换地或另外地，客户端计算机系统可以包括敏感垫和/或敏感屏幕。

计算机程序可以包括可由计算机执行的指令，该指令包括用于使上述系统执行该方法的单元。该程序可以在任何数据存储介质上记录，包括系统的存储器。该程序可以例如在数字电子电路中实现，或者在计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实现。该程序可以实现为装置，例如有形地体现在机器可读存储设备中的产品，以用于由可编程处理器执行。方法步骤可以由可编程处理器执行，所述可编程处理器执行指令的程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行该方法的功能。因此，处理器可以是可编程的并且被耦合以从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，并将数据和指令发送到数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备。如果需要，应用程序可以用高级过程或面向对象的编程语言实现，或者用汇编语言或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释语言。该程序可以是完整安装程序或更新程序。程序在系统上的应用导致在执行该方法的指令中的任何情况。

“设计3d建模对象”指定任何动作或一系列动作，其至少是详细描述3d建模对象的过程的一部分。因此，该方法可以包括从头开始创建3d建模对象。可替换地，该方法可以包括提供先前创建的3d建模对象，并且然后修改3d建模对象。

该方法可以包括在制造过程中，该制造过程可以包括在执行该方法之后产生对应于建模对象的物理产品。在任何情况下，由该方法设计的建模对象所表示的机械结构可以是可制造的。因为该方法改进了建模对象的设计，所以该方法还改进了产品的制造，并且从而提高了制造过程的生产率。

该系统是被配置用于结构设计的基于特征的cad系统。

基于特征的cad系统本身是从cad领域中已知的系统，其中可以通过创建一组特征来设计建模对象。众所周知，cad特征是包括参数值并表示由所设计的建模对象表示的现实世界对象的物理方面的数据。通过实例化预定的一组特征类(或特征类型/类别)和/或编辑实例化的特征(即，定义或修改其参数的值)，在基于特征的cad系统中创建特征。由此创建的特征定义了建模对象，或者换句话说，它们提供由建模对象表示的产品的参数化。

cad系统可以被配置用于显示一个或多个图形项，每个图形项指示相应的创建特征(例如，在s10和/或s30处创建)，例如同时指示机械结构的图形表示。因此，图形项向用户提供机械结构的特征表示。图形项可以显示在列表(或“特征列表”)内，即，特征集的图形表示，其中每个特征被单独地和连续地表示。这样的图形项可以是允许用户识别所创建的特征的类型和/或任何其他特征的任何类型的视觉元素，例如符号、图标或文本描述。附加地或替代地，图形项可以显示在机械结构的图形表示内，这样的图形项例如是在图形表示上可见(例如，叠加)的标记。

基于特征的cad系统可以包括在启动系统时向用户显示的工作空间窗口。工作空间窗口可包括不同的不同显示区域(即窗口或面板的不同部分)。显示区域可以可选地由视觉边界分开。基于特征的cad系统可以被配置为在用户请求的示例中在第一显示区域中显示机械结构的图形表示，并且可选地同时在第二显示区域中显示特征列表。第一显示区域可以表示3d空间(也称为3d“场景”或“设计场景”)。第二显示区域可以是与第一显示区域相邻的面板，例如矩形和/或在场景的左侧。特征列表可以在第二显示区域中垂直显示。在示例中，特征列表可以是可滚动的和/或可扩展/可收缩的。在示例中，gui可以允许用户选择特征类型，从而触发所述类型的特征列表的显示。

在基于特征的cad系统中，每个图形项可以一次显示，用户可以选择其用于编辑其相应的指示特征。“可选择”意味着用户可以图形化地与图形项交互以进行选择，例如包括点击或触摸图形项。用户可以在单个操作(例如，在一个图形选择中(例如，单个点击或图形项上的单个触摸))中选择任何图形项。

交互将cad系统从指示的特征不可编辑的一个第一状态切换到与第一状态不同的指示的特征变得可编辑的第二状态。这种切换可以对应于与加载在特定易失性存储器隔室中的特征相对应的数据，使得可以通过进一步的用户交互来修改数据。特征编辑可以包括打开一个或多个对话框，选择经由菜单图标建议的动作，和/或特征参数的用户输入值，和/或对机械结构的图形表示的用户动作，例如通过选择和/或者拖放机械结构的组件的图形表示，点击或触摸图形表示的位置和/或激活图形表示的位置上的小部件。

可选地，在用户选择特征列表中的特征时，系统可以自动修改显示s20并突出显示与所选特征对应的机械结构的图形表示的对应部分。例如，当用户选择一个或多个结构构件特征时，系统可以自动突出显示一个或多个相对应的结构构件，和/或当用户选择一个或多个角部特征时，系统可以自动突出显示在所述相应角部处连接的一个或多个对应的角部和/或结构构件。这种突出显示针对用户提供视觉反馈，增加了人体工程学。

该系统通过提供结构构件特征的创建s10来允许结构设计。可以在s10处创建每个结构构件特征，例如通过用户交互。

给定结构构件特征的创建s10可以以由所使用的系统提供的不同方式执行。在所有情况下，创建s10可以包括用户以任何方式将给定结构构件特征定位在3d场景中。定位可以包括在3d空间中定义曲线，表示由给定结构构件特征表示的结构构件的中心轴的3d场景中的位置。在下文中，当涉及结构构件的位置或定位(或通过表示它的结构构件特征的延伸位置或定位)或其一部分时，可以将其称为所述曲线。

结构构件可具有两个末端。曲线的定义可以例如包括指定(直接或间接)两个末端的3d位置。在直的结构构件的情况下(例如，如果系统仅提供表示直的结构构件的可能性)，则曲线的定义可以在那里结束，因为不需要额外的信息。在弯曲(即非直线)结构构件的情况下，定位可以另外包括指定弯曲形状(因为系统不能假设正在设计直线段)，或者可替换地，弯曲形状可以默认指定(在这种情况下，设计了一种以默认方式弯曲的机械结构)。

可以在s10处创建结构构件而不使用任何其他结构构件。在这种情况下，所创建的结构构件特征可以被称为“主要”结构构件特征。可替换地，可以使用一个或多个(例如两个)其他结构构件在s10处创建结构构件特征，例如作为定位约束。在这种情况下，所创建的结构构件特征可以被称为“第二”结构构件。

在创建第二结构构件特征的示例中，第二结构构件特征的一个或两个末端可以各自定位在一个或多个其他结构构件特征中的一个的相应末端处(例如，在选择相应的末端之后指定-可选地在3d场景中以图形方式)或在一个或多个其他结构构件特征中的一个的任何其他相应位置处(例如，在选择所述结构构件特征之后指定-可选地在3d场景中以图形方式指定，并且在其上输入坐标的值-可选地经由对话框)。

附加地或替代地，系统可以提供用于生成表示网格的信息，该网格用作对要创建的结构构件的布置的支撑。该方法可以包括在3d场景中显示网格，例如同时显示机械结构的图形表示和/或在其上叠加。该系统可以包括用于用户的开始或停止这种显示的命令。网格可以呈现固定和/或预定尺寸。可替换地，可以基于已经创建的结构构件特征来定义网格的尺寸，例如使得网格符合所述已经创建的结构构件(即，使得结构构件是网格的边)，例如同时考虑到规律性的约束(因为结构设计可能需要在结构构件的布置中具有一定程度的规律性)和/或粗糙度的约束(因为设计者可能要求不会在太精细的网格的形式中被过多信息所淹没)。

网格定义几何元素，包括顶点、边(即片段)、线、面和平面。当显示时，用户可以选择这样的几何元素的至少部分，以用于在3d场景中定位给定的结构构件特征。例如，可以选择网格的两个顶点以指定给定结构构件特征的两个末端。可替换地，可以选择边以指定给定结构构件特征的位置。可替换地，可以选择线、边、平面或面，但仅限制其上的结构构件的定位，精确定位以另一种方式指定。例如，可以选择边或面，并通过输入一个或多个坐标值来指定其上的精确位置，例如经由对话框，例如以定位结构构件末端。该系统可以提供这种网格用途中的任何一个或任何组合来定位结构元件。

结构设计实际上涉及创建至少部分地匹配网格的结构构件的图案。生成网格以帮助用户在s10处创建结构构件特征从而改善结构设计中的人体工程学。在生成网格的示例中，可以可选地计算网格以便提供稳定的机械结构，即，用作预定机械稳定性约束。

在示例中，该方法可以包括生成网格图案。然后，每个结构构件特征定位成适合相应的网格段。不需要安装所有网格段。然后，用户可以要求细化网格图案，例如通过在两个已经生成的平面的中间调用平面的生成。由于这种改进，新的网格段可在新的位置使用。可以定位新的结构构件以适合这种新的网格段。替代地或另外地，用户可以使用已经存在的结构构件来定位辅助结构构件。这可以在没有细化网格的情况下任选地执行。另一方面，第二结构构件本身可以引起栅格的细化。可以重复该过程。通过这样的重复过程，用户到达机械结构，其中结构构件在角部处连接，角部位于最终栅格的顶点处。

在示例中，用户可能最初指定了旨在设计的机械结构的类型。在其他示例中，系统被设置用于预定类型的机械结构。

此外，在示例中，创建s10还可以包括指定由给定结构构件特征表示的结构构件的类型、材料和/或轮廓(即，横截面的几何形状，例如垂直于曲线)。可替代地或另外地，系统可以呈现针对这种信息的至少部分的默认行为。可选地，默认行为可以是或可以不是用户可覆盖的。

在s10处给定结构构件的创建时，系统可以计算和/或图形地表示(并且可选地在s20处显示)与结构构件特征的规格相对应的体积。体积表示结构构件的3d形状。体积可以被计算为扫掠体积，例如等于在结构构件的末端的两个3d位置之间扫描轮廓的结果(例如，在指定结构构件特征时定义的全部)。扫描可以沿着曲线(例如，在直线曲线的情况下是直的)。

与创建结构构件特征相关的上述原理的至少一些在结构设计领域中是已知的，其具有基于特征的cad系统，并且特别是来自dassaultsystèmes的solidworks^tm、trimble公司的tekla^tm、graitec公司的advancesteel^tm或者或autodesk公司的revit^tm提供。使用这些软件的设计方法示例可在以下url中找到(可在本申请的优先权日期访问)：

-https://www.youtube.com/watch？v＝of0sxb34iwu

-https://www.youtube.com/watch？v＝rbolkln6cgg

-https://www.youtube.com/watch？v＝dcyt7n7z-uk

-https://www.youtube.com/watch？v＝ox7dqjdyj84

建模对象的特征可以是独立的，即不涉及其他特征。可替换地，所创建的特征可以是相关的，即，参考一个或多个其他特征(例如，通过在指定特征的数据中包括指针)。在这种情况下，该组特征被层次化，包括一个或多个特征，每个特征引用一个或多个相应的其他特征。例如，在s30处创建的每个给定角部特征可以指代在s10处创建的在所述给定角部特征表示的角部处连接的所有相应的结构构件特征。

由于自动创建s30，该方法允许将机械结构的角部管理为特征，从而将特定于cad系统的“基于特征的”特性的能力扩展到这种角部管理。具体地，用户可以通过编辑在s30创建的角部特征来直接指定角部。在示例中，在用户选择所述给定角部特征之后，例如在图形表示和/或特征列表中图形化(例如，在第二显示区域内和/或同时突出显示第一显示区域中的角部，如上所述)，使得给定角部特征的这种编辑成为可能且容易。

在示例中，所提出的方法包括针对一个或多个给定角部，其显示指示给定角部的图形项(例如，在第二显示区域中显示的列表中)，同时显示机械结构的图形表示(例如，在第二显示区域中)，使得给定角部的至少一部分对于用户是至少部分不可见的。在这样的示例中，由于特征列表，用户仍然可以容易地选择和/或编辑所述给定角部。

图3示出了现有技术系统的屏幕截图。在这种现有技术中，用户必须手动识别模型中的角部位置以选择和应用联合定义。例如，用户必须手动选择结构构件30、32和34，以便修整与结构构件30重叠的结构构件32和34的端部33和35(因为这种材料的重叠在物理上是不一致的并且因此在最终设计中避免)。这种现有技术的选择不仅需要许多用户动作，而且困难的是由于用户可能不知道复杂的3d建模对象中的所有角部(例如，某些角部可能在机械结构的图形表示中隐藏或几乎不可见)。

与此相反，该方法在参数特征中的每个模型中在s30处自动捕获角部，使得可以容易地选择参数特征(例如，在特征列表中)，并且例如可以将角部修剪应用它。与现有技术相比，这与现有技术相比改善了人体工程学，在现有技术中，要求用户选择在角部处连接的逐个结构构件特征以指定所述角。此外，由于应用相同的规则，因此在s30处自动创建角部允许角部设计的准确性以及一致性。此外，如果执行设计更改，角部的参数化允许一次修改所有角部。而且，如果在设计期间修改结构元件，则可以自动更新取决于角部特征的角部和/或特征。

可选地，s30处的角部特征的创建可以包括确定角部特征的类型。该类型可以是预定的一组类型中的一种，每种类型取决于在所示角部处连接的结构构件的数量和/或连接相对于连接的结构构件的位置。

预定的一组类型可以例如包括“简单角部”类型、“两个构建/两个角部”类型和“复杂角部”类型。简单的角部是恰好连接两个结构构件的角部，其中一个不在其末端(例如，两个结构构件中的一个的末端到达另一结构构件的不是所述另一结构构件的末端的位置)。两个构件角部是恰好两个结构构件在其末端处连接的角部(即，两个结构构件中的一个的末端到达另一结构构件的末端)。复合角部是严格地连接两个以上结构构件的角部(例如，两个或更多个结构构件的末端到达第三结构构件，例如在其末端或者在其非末端位置处)。

除了向用户表示角部并且可选地允许其用户选择之外，由于在s30处自动创建角部特征，系统被配置用于编辑/指定所创建的角部特征。换句话说，基于特征的cad系统包括与设计编辑操作相对应的功能，其被配置为将角部特征作为输入并确定针对其参数的值以便执行结构设计。

基于特征的cad系统可以特别地包括以下角部编辑中的任何一个或任何组合：

a.指定修剪信息，

b.指定连接类型，和/或

c.定义连接的元素。

角部编辑a：指定修剪信息

用户可以选择角部特征并指定表示用于修剪体积的方式的信息，该体积表示在角部处连接在一起的一个或多个结构构件。然后可以在机械结构的图形表示上向用户显示这种修剪的结果。

在示例中，角部特征可以具有复杂角部类型或简单角部类型。在这种情况下，修剪可以包括确定主结构构件特征并且通过所述主结构构件的体积(其体积可以保持不变)来修剪/减去其他结构构件特征的体积。

角部特征可以例如对应于一个参考结构构件特征(例如，主要结构构件特征或者不是)以及使用所述参考结构构件特征限定的一个或多个第二结构构件特征。在这种情况下，参考结构构件特征可以是主要结构构件特征。这对应于参考结构构件特征对应于主结构构件的设计意图。

可替换地，角部特征可以按时间顺序(相对于设计过程)对应于一个初始结构构件特征和一个或多个后结构构件特征。在这种情况下，初始结构构件特征可以是主要结构构件特征。这对应于初始结构构件特征对应于主结构构件的设计意图。

在示例中，角部特征可以具有两个成角的角部类型。在这种情况下，可以应用复杂和简单的角部类型示例的原理，或者可替换地，用户可以指定修剪是平面的、对称的和/或任何其他特征。实际上，对于两个构件角部类型，在设计意图中通常没有“主要”结构构件。

用户可以以某种方式(如上所述)在s10处创建结构构件特征，从而不一致地表示角部(例如，包括不同结构构件的材料重叠)。这主要是由于可以保持基本以便是快速的扫描体积计算。然而，该方法可以允许在s30处经由角部编辑来校正这种不一致性，例如通过修剪所述材料使得不同的结构构件仍然接触(例如，没有空隙)但不重叠。该方法还可以允许指定修剪类型。

角部编辑b：指定连接类型

取决于参与角部的结构构件的数量，角部可以通过其特定的编辑选项将其自身分类为简单的、两个构件和复杂的角部。

另外，用户可以指定角部是机械的、热的还是化学的。可选地，用户可以指定在何种情况下实现连接的精确程度(例如仅仅接触或紧固件、粘附类型和/或焊接类型)。

角部编辑c：定义连接元素

角部至少是机械的，用户可以指定在角部处连接到结构构件并且将所有结构构件机械连接在一起的元件。

由于在s30处创建的角部特征是可选择和可编辑的，角部编辑b和c允许以符合人体工程学的方式向结构设计添加信息。

所有这些编辑可以以任何方式执行，例如经由对话框和/或建议的菜单图标。此外，这些编辑中的至少一部分可以在创建s30时自动执行，例如通过设置默认行为的系统或用户，和/或取决于不同的参数(例如结构元素特征的角部类型和/或结构)。

除了角部的选择和编辑之外，s30处的角部特征的创建提供了新的能力，使得结构设计更符合人体工程学。

例如，用户可以批量选择和/或编辑角部特征。例如，用户可以选择相同类型的所有角部特征。附加地或替代地，用户可以启动多个/批量选择功能并将角部特征添加到列表。这种批量选择允许对所有选定角部特征批量执行角部编辑。

附加地或替代地，用户可以例如要求系统将针对一个角部特征执行的编辑复制或传播到一个或多个其他角部特征。

允许大量省时的这种功能通过该方法提供的角部的基于特征和参数的表示而准许。

现在讨论在s30处自动创建角部特征的示例。

已经解释了如何通过将至少一些结构构件末端定位在已经定位的结构构件所占据的位置上(在s10的先前出现时)在s10处创建结构构件特征。这种特定定位可以由用户以任何方式执行，例如包括3d场景中的图形选择(例如，通过点击或触摸可选择的项)(例如，结构构件末端的图形选择和拖放到在3d场景中的到达位置，或仅仅选择位置，例如到达位置或包括到达位置的区域，例如网格的另一结构构件或几何元素)和/或通过在对话框中指定值或选择菜单图标。

这可以例如因为用户指定第二结构构件特征而发生，从而使用参考结构构件特征并在其上限定第二结构构件的末端到达的位置。这也可能发生，因为用户正在网格上针对当前创建的结构构件的末端指定位置，其中先前创建的结构构件已经定位。

该方法可以包括存储这样的动作，以便能够稍后取决于这样的存储的信息来创建角部特征。

具体地，每当结构构件定位在3d场景中时，该方法可以生成(即，确定)并存储描述所述定位的信息。然后该信息可以被依赖用于创建角部特征，可选地用于确定其参数(例如角部位置和/或角部类型)。特别地，每当用户定位其他结构构件已经定位的末端时，系统可以生成并存储相对应的信息。

当创建第二结构构件特征时，用户在某一点指定参考结构构件特征上的位置。可以生成和/或存储指示这种事实的信息。每次创建结构构件特征时，用户指定其末端的某些位置。可以生成和/或存储指示这种事实的信息。例如，如果用户在网格上指定所述位置，那么当稍后在网格的相对应的位置处创建另一结构构件特征时，则可以比较该位置并且可以容易地(即，通过快速计算)确定是否新创建的结构构件与先前创建的结构构件连接。同样，可以生成和/或存储指示比较的结果的信息(例如，如果是肯定的)。

这种自动信息生成和/或存储对于用户是不可见的，用户可以在示例中仅执行拖放动作、图形选择或对话框动作。

因此，在示例中，该方法可以提供：

1.将结构构件设计分离为创建阶段，然后进行角部修剪阶段。

2.自动生成3d网格草图，以表示基于其定义创建的每个结构构件。

3.基于主要构件的网格段的次要构件的定义。

4.基于其定义和3d网格段来自动识别构件连接。

5.基于交互构件的数量和交互的类型，将构件连接自动分离和聚合到不同类型的角部。

6.自动创建参数化角部功能，其保持构件连接，并自动调整和更新结构设计中的任何更改。

在结构设计过程中，可以相对容易地布置空间中的所有结构构件以捕获设计的整体设计意图。但是当用户必须通过适当的接头和连接进入设计的细节(例如，运行模型中存在多少个接头的估计)时，问题会扩大。在现有技术中，这通常留给用户的视觉检查和手动计算/动作。当用户最初定义所有接头/连接然后想要更改接头/连接类型时，问题会进一步扩大。

因此，在示例中该方法可以向用户提供在设计中创建的所有角部的参数列表。列表可以随着设计的更改而更新/修改。因此，用户可以在其设计中具有更高的准确性和效率，特别是因为他们不必依赖于任何手动和视觉检查方法。这些参数化角部可用作输入以定义特定的接头和连接类型。这可以在一个角部轻松修改，并且然后传播到所有类似的角部。这些功能可以使结构细节处理在角部的连接和接头的定义和编辑中超级准确和有效。

图4-图8示出了利用系统的gui的示例来运行该方法的示例，用于设计表示作为钢结构的机械结构的3d建模对象。

如图4所示，gui可以是典型的类似cad的界面，具有标准菜单栏41、43。这样的菜单和工具栏包含一组用户可选图标43，每个图标与一个或多个操作或功能相关联，如在本领域中已知的。这些图标中的一些与软件工具相关联，适于编辑和/或处理3d建模对象40，3d建模对象40表示机械结构并且显示在gui的3d场景显示区域44中。软件工具可以分组到工作台中。每个工作台都包括软件工具的子集。特别地，工作台中的一个是编辑工作台，适用于编辑建模产品40的几何特征。在操作中，设计者可以例如预先选择对象40的一部分并且然后启动操作(例如，改变尺寸、颜色等)或通过选择适当的图标来编辑几何约束。gui可以例如在除了3d场景44和矩形之外的第二显示面板42中显示与所显示的产品40有关的数据。光标39可以由触觉设备控制以允许用户与图形工具交互。

在图4中，3d建模对象40使用由直段制成的平行六面体网格45设计，并且包括结构构件特征，包括柱46和47以及梁48和48'，每个梁适合(即，在方向和长度上匹配)一个或栅格45的几个连续的段。栅格45帮助用户以机械一致的方式来定位结构构件特征46、47、48和48'。

在示例中，为了创建结构构件特征46、47、48和48'中的每一个，用户可以执行以下操作。首先，用户可以启动系统的主要结构构件创建功能。第二，用户可以选择由被创建的主要结构构件占据的一个或多个网格段。第三，用户可以验证创建。可以重复该过程以设计所需数量的许多主要结构构件，并且系统可以被配置用于网格45以被细化以向用户提供更多可能性(例如，自动和/或手动，可选地逐步地随着结构构件特征的创建推进)。

如图4所示，所得到的机械结构包括角部，所述角部包括在顶点49处的一个角部，对应于在栅格45的相同顶点49处连接的结构构件特征47和48。在设计过程的该阶段，3d建模对象40可以不包括角部特征。然而，该系统已经生成了如下信息，结构构件特征47、48和48'被定位，以便全部具有通常在顶点49处定位的末端。例如，如果最初创建结构构件特征47，那么当结构构件特征48和48'稍后创建时，系统可以识别出结构构件特征48和48'中的每个的相应末端位于结构构件特征47的末端已经定位的位置(顶点49)。系统可以自动生成和存储描述这种信息的数据。然后，可以基于这样的信息以创建位于顶点49和具有复杂类型的对应角部特征(因为它连接三个结构构件47、48和48')。

如图5所示，用户可以添加附加的结构构件51、52和54。为了这样做，用户可以例如启动系统的第二结构构件创建功能，并针对每个第二结构构件选择要被添加的两个参考结构构件。例如，为了添加第二结构构件51，用户可以参考结构构件46和47来约束第二结构构件51在其间的定位。然后，用户可要求创建的第二结构构件51位于网格45的平面50中，或者用户可指定结构构件46和47上的位置或网格的顶点，其用于形成正在创建的第二结构构件51的末端。在任一种情况下，系统都可以识别出结构构件特征51的末端位于结构构件特征47已经定位的位置处，以及位于结构构件特征46已经定位的位置处的另一末端。系统可以自动生成和存储描述这种信息的数据。然后，可以基于这样的信息来创建位于相对应的顶点49和具有复杂类型的对应的角部特征。

用户可以类似地创建倾斜加强件54，其通向角部56和57，系统还可以基于该加强件54来自动地创建相对应的角部特征。

参照图6，一旦基于在用户创建结构构件特征时生成的信息来自动创建角部特征，角部特征可以表示为面板42中的特征列表62，每个角部特征由文本描述指定。可以在用户请求时显示该特征列表表示。特征列表62可以例如限于一种类型的角部。在附图的示例中，3d建模对象40仅包括复杂角部，并且所有角部由“complexn”类型的文本图形项表示，其中n是指示按时间顺序创建每个复杂角的等级的索引。

如图6所示，除了特征列表62之外，系统可以在3d场景44中显示叠加在3d建模对象40的图形表示上的标记60，每个标记60指示相应的角部特征并且因此对应于特征列表62的元素。然后，用户可以选择3d建模对象40的角部特征，以通过特征列表62的对应元素和/或相对应的标记60的图形选择(例如，在其上点击鼠标光标39)进行编辑。例如，可以选择角部特征56用于编辑。

如图7所示，角部特征56是复合角部，其对应于连接到梁结构元件51的第二倾斜加强结构元件54之间的连接。可以看出，系统的扫过体积生成导致连接处的不一致的材料重叠。

如图8所示，用户可以在选择角部56之后对角部56应用修剪操作。用户可以指定梁结构元件51的体积以用于修剪第二倾斜加固结构元件54的体积，或者该行为可以是在这种情况下系统的默认的行为。

如图4-图8所示，该系统因此允许用户通过创建在角部处连接的结构构件特征来符合人体工程学地设计机械结构。然后，系统自动创建角部特征，所述角部特征向用户表示有用的信息。在所示的示例中，可以由用户针对任何类型的编辑(例如修剪编辑)容易地选择角部特征。系统不仅允许最终修剪扫掠体积以实现机械/材料一致性，而是以符合人体工程学的方式这样做，因为用户可以在单个操作中选择要编辑的角部特征(例如，单个图形选择)。