一种单面卸料斗的设计方法与流程

1.本技术涉及工业设计领域，尤其是涉及一种单面卸料斗的设计方法。


背景技术：

2.目前，工业设计中单面卸料斗大多采用autocad进行二维或者三维设计；采用autocad进行单面卸料斗二维设计时，需要先根据经验确定单面卸料斗的长、宽、高、角度等参数，经过一系列操作设计并计算得出单面卸料斗形状体积，如果体积不满足要求或设计方案的单面卸料斗角度改变时，需要重新调整长、宽、高等参数，并重新设计并计算得出单面卸料斗形状体积。采用autocad进行单面卸料斗三维设计时，如果根据事先给定的参数设计出来的单面卸料斗，如果体积不满足要求或设计方案的单面卸料斗角度改变时，也需要要重新设计并计算得出单面卸料斗形状体积。
3.可见，采用autocad进行二维或者三维设计，都存在同样的弊端，当设计出的单面卸料斗体积不满足要求或设计方案的单面卸料斗角度改变时，都需要重新进行单面卸料斗设计并计算体积，想设计得到符合要求的单面卸料斗过程复杂，需要大量的重复工作，效率低。


技术实现要素：

4.为了简化单面卸料斗的设计过程，提高工作效率。本技术提供了一种单面卸料斗的设计方法。
5.本技术提供的一种单面卸料斗的设计方法采用如下的技术方案：
6.一种单面卸料斗的设计方法，包括：
7.在revit软件新建的族中，选择并打开模型模板，距离参考标高一定高度建立平行于所述参考标高的第一参照平面，并以所述第一参照平面与中心左右参照平面在中心前后参照平面的交点为端点，绘制与所述第一参照平面夹角为第一夹角的射线作为第一参照线，设置第一夹角为可调参数；
8.构建与单面卸料斗长、宽和高相同的长方体模型，所述第一参照线从所述长方体模型的第一面穿过，所述端点在所述长方体模型的第二面上，并设置所述长、宽和高为可调参数；其中，所述第一面以及第二面分别为由长和宽构成以及由高和宽构成的所述长方体模型的面；
9.新建参数底口投影长、第一参数、第二参数和第三参数，并将所述底口投影长设置为可调参数；其中，所述第一参数等于所述第一夹角的正切值与所述底口投影长的乘积；所述第二参数为所述长方体模型的高与所述第一参数的差；所述第三参数为长与所述底口投影长之差；
10.在所述长方体模型上剪切掉底面在第五面和第六面上的第一三棱柱，所述第一三棱柱的两个侧面分别在所述第一面和所述第二面上，且两个侧面与底面的公共边长分别设置为底口投影长和所述第一参数；其中，所述第五面和所述第六面为所述长方体模型的两
个平行面，由长和高构成；
11.在所述长方体模型上剪切掉底面在所述第五面和所述第六面上、两个侧面分别在所述第三面和所述第一面上的第二三棱柱，在所述第三面和所述第一面上的侧面与底面的公共边长分别设置为所述高和所述第三参数；其中，所述第三面为与所述第二面平行相对的所述长方体模型的面；
12.新建参数底口半宽、第四参数；并将所述底口半宽设置为可调参数；其中，所述第四参数为所述高与第二夹角的余弦值的商与第三夹角余弦值的积；所述第二夹角为所述第三参数与所述高的商的反正切值；所述第三夹角为第二夹角与第一夹角之差；
13.通过所述长方体模型第三面与第四面在中心前后参照平面的交点建立与所述第一参照线平行的第二参照线，并设置所述第一参照线平行与所述第二参照线之间距离为所述第四参数；其中，所述第四面为与所述第一面平行相对的所述长方体模型的面；
14.拾取第一参照线端部平面为第二参照平面，利用所述第四参数对剪切后的所述长方体模型在所述第二参照平面上的面进行剪切，使在所述第二参照平面上的面宽等于所述底口半宽，从而得到长、宽、高、底口宽、底口长和角度可调的单面卸料斗模型。
15.可选的，所述在revit软件新建的族中，选择并打开模型模板，距离参考标高一定高度建立平行于所述参考标高的第一参照平面，并以所述第一参照平面与中心左右参照平面在中心前后参照平面的交点为端点，绘制与所述第一参照平面夹角为第一夹角的射线作为第一参照线，设置第一夹角为可调参数，包括：
16.打开revit软件，新建一个族，选择并打开模型模板；
17.选择所述模型模板的立面图中的前视图，并在距离参考标高一定高度处建立一个平行于所述参考标高的第一参照平面；
18.以所述第一参照平面和中心左右参照平面在中心前后参照平面的交点为端点绘制一条射线作为第一参照线，将所述第一参照线与所述第一参照平面的夹角新建参数为第一夹角；
19.将所述第一夹角设置为可调参数。
20.可选的，所述模型模板包括公制常规模型模板、基于线的模型模板、基于面的模型模板以及基于点的模型模板。
21.可选的，所述构建与单面卸料斗长、宽和高相同的长方体模型，所述第一参照线从所述长方体模型的第一面穿过，所述端点在所述长方体模型的第二面上，并设置所述长、宽和高为可调参数，包括：
22.转到参考标高一视图；
23.使用拉伸命令，在建立所述第一参照线一侧，创建一个一条边与中心左右参照平面对齐锁定的矩形；
24.设置矩形的长和宽等于单面卸料斗的长和宽，宽与中心前后参照平面距离为等分模式，拉伸起点和拉伸终点的距离等于单面卸料斗的高，构建得到所述长方体模型；其中，拉伸起点的绝对值小于所述参考标高与所述第一参照平面的距离，大于所述参考标高与所述第一参照平面的距离减去所述长方体模型长与所述第一夹角正切值的积；
25.设置所述所述长方体模型的长、宽和高为可调参数。
26.可选的，所述在所述长方体模型上剪切掉底面在第五面和第六面上的第一三棱
柱，所述第一三棱柱的两个侧面分别在所述第一面和所述第二面上，且两个侧面与底面的公共边长分别设置为底口投影长和所述第一参数，包括：
27.转入前视图，使用空心拉伸命令在所述长方体模型上绘制以所述第一参照线的端点为顶点、以所述第一参照线为斜边的第一三角形，并将所述第一三角形的另外两条边分别与所述长方体模型的所述第一面和所述第二面对齐锁定；
28.设置第五参数和第六参数；其中，所述第五参数和第六参数分别为负数和正数，绝对值都为长方体模型宽的一半；
29.设置所述第一三角形在第一面上的边边长为所述底口投影长，在第二面上的边边长为所述第一参数；设置空心拉伸命令的拉伸起点为第五参数，拉伸终点为第六参数，得到所述第一三棱柱；
30.使用剪切命令从所述长方体模型上剪去所述第一三角形的两个直角边拉伸后的部分。
31.可选的，所述在所述长方体模型上剪切掉底面在所述第五面和所述第六面上、两个侧面分别在所述第三面和所述第一面上的第二三棱柱，在所述第三面和所述第一面上的侧面与底面的公共边长分别设置为所述高和所述第三参数，包括：
32.使用空心拉伸命令在剪切掉所述第一三棱柱的所述长方体模型上绘制以所述第一参照线与所述第一面的交点为顶点的第二三角形，并将所述第二三角形的两个边分别与所述第一面和所述第三面对齐锁定；
33.设置所述第二三角形在所述第一面上的边边长为第三参数，在所述第三面上的边边长为所述长方体模型的高；设置空心拉伸命令的拉伸起点设置为第四参数，拉伸终点为第五参数，得到所述第二三棱柱；
34.使用剪切命令从所述长方体模型上剪去所述第二三角形的两个直角边拉伸后的部分。
35.可选的，所述拾取第一参照线端部平面为第二参照平面，利用所述第四参数对前切后的所述长方体模型在所述第二参照平面上的面进行剪切，使在所述第二参照平面上的面宽等于所述底口半宽，从而得到长、宽、高、底口宽、底口长和角度可调的单面卸料斗，包括：
36.所述拾取第一参照线端部平面为第二参照平面；
37.转到模型模板的左视图，使用空心拉伸命令以所述第二面、所述第四面和所述第五面的交点为第一顶点在所述第二面上绘制第三三角形，并使所述第三三角形的一边与所述第五面锁定；
38.将与所述第五面锁定的边的边长设置为所述第四参数，并将所述边不经过的顶点到中心前后参照平面的距离设置为所述底口半宽；
39.转到模型模板前视图，控制所述第三三角形垂直于所述第二参考平面，且使所述第一顶点始终在所述第四面和所述第五面的公共边上；设置拉伸起点和拉伸终点，使所述第三三角形的拉伸大于所述长方体模型的所有剩余部分；
40.使用剪切命令从剩余长方体模型上剪切掉所述第三三角形两直角边拉伸后的部分；
41.转到模型模板的左视图，使用空心拉伸命令以所述第二面、所述第四面和所述第
六面的交点为第二顶点在所述第二面上绘制第四三角形，并使所述第四三角形的一边与所述第六面锁定；
42.将与所述第六面锁定的边的边长设置为所述第四参数，将边长为所述第四参数的边不经过的顶点到中心前后参照平面的距离设置为所述底口半宽；
43.转到模型模板后视图，控制所述第四三角形垂直于所述第二参考平面，且使所述第儿顶点始终在所述第四面和所述第六面的公共边上；设置拉伸起点和拉伸终点，使所述第四三角形的拉伸大于所述长方体模型的所有剩余部分；
44.使用剪切命令从剩余长方体模型上剪切掉所述第四三角形两直角边拉伸后的部分。
45.综上所述，本技术在构建单面卸料斗模型过程中，使所用到的所有参数都采用单面卸料斗的长、宽、高、底口宽、底口长和角度表示，并将这些参数与长、宽、高、底口宽、底口长和角度一起在软件中设置为新建单面卸料斗模型的固有参数，这样在对设计得到的单面卸料斗模型的长、宽、高、底口宽、底口长和角度中任意一项或多项进行调整时，软件会重新计算与调整参数相关的其他参数，重新得到一组单面卸料斗参数数据，并根据新的参数数据重新调整单面卸料斗模型的尺寸和形状，实现通过调整单面卸料斗模型参数得到符合要求的单面卸料斗模型，不再需要重复进行多次单面卸料斗模型构建，有效提高工作效率，简化设计流程。
附图说明
46.图1是本技术实施例提供的一种单面卸料斗的设计方法的流程图。
47.图2是本技术实施例中在参考标高一视图创建矩形的示意图。
48.图3是本技术实施例中在前视图创建第一三角形的示意图；
49.图4是本技术实施例中在前视图剪去第一三角形两个直角边拉伸后的部分的示意图；
50.图5是本技术实施例中在前视图创建第二三角形的示意图；
51.图6是本技术实施例中在前视图剪去第二三角形两个直角边拉伸后的部分的示意图；
52.图7是本技术实施例中在前视图创建与第一参照线平行的第二参照线的示意图；
53.图8是本技术实施例中在左视图创建第三三角形和第四三角形的示意图；
54.图9本技术实施例中在前视图调整第三三角形两个直角使其垂直于第一参照线的示意图；
55.图10通过本技术实施例提供的设计方法得到单面卸料斗模型的左视图；
56.图11通过本技术实施例提供的设计方法得到单面卸料斗模型的立体图。
具体实施方式
57.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-11及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
58.本技术实施例公开一种单面卸料斗的设计方法，采用revit建模工具设计一种参
数可调的单面卸料斗，可根据需求任意调整各项参数来获得所需体积的料斗，仅需设计一次，避免重复工作。参照图1，单面卸料斗的设计方法包括以下步骤：
59.步骤s100、在revit软件新建的族中，选择并打开模型模板，距离参考标高一定高度建立平行于参考标高的第一参照平面，并以第一参照平面与中心左右参照平面在中心前后参照平面的交点为端点，绘制与第一参照平面夹角为第一夹角的射线作为第一参照线，设置第一夹角为可调参数。
60.步骤s200、构建与单面卸料斗长、宽和高相同的长方体模型，第一参照线从长方体模型的第一面穿过，端点在长方体模型的第二面上，并设置长、宽和高为可调参数；其中，第一面以及第二面分别为由长和宽构成以及由高和宽构成的长方体模型的面。
61.步骤s300、新建参数底口投影长、第一参数、第二参数和第三参数，并将底口投影长设置为可调参数；其中，第一参数等于第一夹角的正切值与底口投影长的乘积；第二参数为长方体模型的高与第一参数的差；第三参数为长与底口投影长之差。
62.步骤s400、在长方体模型上剪切掉底面在第五面和第六面上的第一三棱柱，第一三棱柱的两个侧面分别在第一面和第二面上(第三个侧面在第一参照线所在的的面上，即为后文提到的第二参照平面上)，且两个侧面与底面的公共边长分别设置为底口投影长和第一参数；其中，第五面和第六面为长方体模型的两个平行面，由长和高构成。
63.步骤s500、在长方体模型上剪切掉底面在第五面和所述第六面上、两个侧面分别在第三面和第一面上的第二三棱柱，在第三面和第一面上的侧面与底面的公共边长分别设置为高和第三参数；其中，第三面为与第二面平行相对的长方体模型的面。
64.步骤s600、新建参数底口半宽、第四参数；并将底口半宽设置为可调参数；其中，第四参数为高与第二夹角的余弦值的商与第三夹角余弦值的积；第二夹角为所述第三参数与高的商的反正切值第三夹角为第二夹角与第一夹角之差；
65.步骤s700、通过长方体模型第三面与第四面在中心前后参照平面的交点建立与第一参照线平行的第二参照线，并设置第一参照线平行与第二参照线之间距离为第四参数；其中，第四面为与第一面平行相对的长方体模型的面。
66.步骤s800、拾取第一参照线端部平面为第二参照平面，利用第四参数对剪切后的长方体模型在所述第二参照平面上的面进行剪切，使在所述第二参照平面上的面宽等于所述底口半宽，从而得到长、宽、高、底口宽、底口长和角度(第一夹角)可调的单面卸料斗模型。
67.本技术实施例在构建单面卸料斗模型过程中，所使用的所有参数都是与单面卸料斗的长、宽、高、底口宽、底口长和角度相关，并将使用的这些参数与长、宽、高、底口宽、底口长和角度一起在软件中新建为单面卸料斗的固有参数，这样，在对单面卸料斗模型的长、宽、高、底口宽、底口长和角度中任意一项或多项进行调整时，软件会重新计算与其相关的参数，并根据得到的新的一组固有参数重新调整单面卸料斗模型的尺寸和形状，实现通过调整单面卸料斗模型参数得到符合要求的单面卸料斗模型，不再需要重复进行多次单面卸料斗模型构建，有效提高工作效率，简化设计流程。
68.下面结合图2至图11以具体实施例对本技术提供的一种单面卸料斗的设计方法进行详细说明。
69.在本实施例中，步骤s100包括以下步骤：
70.打开revit软件，新建一个族，选择模型模板；其中，模型模板包括公制常规模型模板、基于线的模型模板、基于面的模型模板以及基于点的模型模板等revit软件中可选的模型模板。
71.打开模型模板后，选择模型模板的立面图中的前视图，并在距离参考标高xy一定高度处建立一个平行于参考标高xy的第一参照平面t1。在revit软件中模型模板包括中心前后参照平面yz(相当于三维坐标系的yz平面)，中心左右参照面xz(相当于三维坐标系的xz平面)，参考标高xy(相当于三维坐标系的xy平面)，在模型模板中选择立面图中的前视图，进入的是中心前后参照平面yz，此时界面能看到中心左右参照面xz和参考标高，为相交于原点o(0，0，0)的两条线，即能看到y轴和z轴。
72.绘制一条射线作为第一参照线s1，第一参照线s1的端点与第一参照平面t1和中心左右参照平面xz在中心前后参照平面yz的交点o1对齐锁定，并将第一参照线s1与第一参照平面t1的夹角新建参数为第一夹角β；设置第一夹角β为可调参数，然后执行步骤s200。
73.在本实施例中，步骤s200通过以下步骤构建一个长方体模型v：
74.转到参考标高xy一视图(能看到yz平面和xz平面相交于原点o)，使用拉伸命令，在建立第一参照线s1一侧，创建一个矩形v1，矩形v1一条边和中心左右参照平面xz对齐锁定；设置矩形v1的长和宽等于单面卸料斗的长l和宽b，宽b与中心前后参照平面yz距离设置为等分模式eq(如图2所示)，拉伸起点和拉伸终点的距离等于单面卸料斗的高h；其中，为了保证第一参照线s1从长方体模型v的第一面穿过，拉伸起点的绝对值小于参考标高与第一参照平面的距离l'，大于参考标高与第一参照平面的距离减去第一夹角正切值与长的积，即大于(l'-ltanβ)，拉伸起点到拉伸终点的距离等于高h。
75.虽然在xy平面显示的是矩形v1，且矩形v1与中心左右参照平面xz重合的一边中点为原点o(0,0,0)，实际上是使用拉伸命令在整个三维空间内，构建了一个长方体模型v，此长方体模型v由高h和宽b所构成的面(第二面和第四面)在中心左右参考平面xz上，在参考标高xy一视图能够显示的长方体模型v相对两面被中心前后平面yz平分为两半，长方体模型v与第一参照线s1在一侧；设置宽b、长l和高h为可调参数，得到长宽高可调的长方体模型v，然后执行步骤s300。
76.在步骤s300中，新建参数底口投影长l、第一参数f、第二参数c和第三参数g，并将底口投影长l设置为可调参数；其中，f＝l
×
tan(β)，c＝h-f，g＝l-l。
77.在本实施例中，步骤s400包括以下步骤：
78.设置第五参数d和第六参数e；其中，d＝-b/2,e＝b/2。
79.转入立面图中的前视图，使用空心拉伸命令在长方体模型v上绘制以第一参照线s1的端点o1为顶点、以第一参照线s1为斜边的第一三角形rt1，并将第一三角形rt1的另外两条边分别与长方体模型v的第一面(由长和宽构成的面)和第二面(由高和宽构成的面)对齐锁定；设置在第一面上的直角边等于底口投影长l，设置在第二面上的直角边等于第一参数f，这样在第一参照线s1上的斜边长度等于底口长度，如图3所示；拉伸起点设置为第五参数d，拉伸终点设置为第六参数e；其中,d＝-b/2，e＝b/2，这样在长方体模型v上镂空一个第一三棱柱(五面体)。
80.使用剪切命令从长方体模型v上剪去第一三角形rt1的两个直角边拉伸后的部分，如图4所示，进行底口长度设计，得到七面体；然后执行步骤s500。
81.本实施例步骤s500通过以下步骤实现第二三棱柱的剪切：
82.使用空心拉伸命令在经过步骤s400剪切后的长方体模型v上绘制以第一参照线s1与第一面的交点为顶点的第二三角形rt2，并将第二三角形rt2的两个边分别与长方体模型v的第一面和第三面(与第二面相对)对齐锁定；设置在第一面上的边边长等于第三参数g，在第三面上的边边长等于长方体模型v的高h，如图5所示；拉伸起点设置为第五参数d，拉伸终点设置为第六参数e；这样在长方体模型v上又镂空一个第二三棱柱(五面体)。
83.使用剪切命令从步骤s400后剩余的长方体模型v上剪去第二三角形rt2的两个直角边拉伸后的部分，如图6所示，这样得到一个不规则的六面体。
84.在本实施例步骤s600中，新建参数底口半宽b和第四参数h；并将底口半宽b设置为可调参数；其中：
85.h＝[h/cos(arctan((l-l)/h))]
×
cos(arctan((l-l)/h)-β))；
[0086]
arctan((l-l)/h)为第二夹角，arctan((l-l)/h)-β为第三夹角。
[0087]
然后在步骤s700通过长方体第三面与第四面(与第一面相对)在yz平面上的交点在第一参照线s1上方建立与第一参照线s1平行的第二参照线s2后，设置第一参照线s1和第二参照线s2间的距离为第四参数h，如图7所示。
[0088]
本实施例步骤s800是通过以下步骤：
[0089]
拾取第一参照线s1端部平面为第二参照平面，即第二参照平面为第一参照线s1所在平面，并且垂直于长方体模型v的第五面和第六面。
[0090]
转到模型模板的左视图，使用空心拉伸命令以第二面、第四面和第五面的交点为第一顶点a1在第二面上绘制第三三角形rt3，并使第三三角形rt3的一边与长方体模型v的第五面锁定，与第五面锁定的边长设置为第四参数h，并该边(与第五面锁定的边长)不经过的顶点到中心前后参照平面yz的距离设置为底口半宽b，即第三三角形rt3为直角三角形，两条直角边边长分别为h和(b/2-b)；如图8所示；
[0091]
转到前视图，控制第三三角形rt3垂直于第一参照线s1，即垂直于第二参考平面，且使第一顶点a1始终在第四面和第五面的公共边上；设置拉伸起点和拉伸终点，使第三三角形rt3的拉伸大于长方体模型v在步骤s500后的所有剩余部分，如图9所示；当第一顶点a1在第四面和第五面的公共边上时，调整第三三角形rt3，使其垂直于第一参照线s1，拉伸起点和拉伸终点的距离最小为长方体模型v的长就能保证第三三角形rt3的拉伸覆盖长方体模型v的所有剩余部分。
[0092]
使用剪切命令从步骤500后所剩的长方体模型上剪切掉第三三角形rt3两直角边(在第五面上的边和不经过第一顶点a1的边)拉伸后的部分。
[0093]
然后，转到模型模板的左视图，使用同样的方法在第二面的另一侧通过空心拉伸命令绘制第四三角形rt4，对底口的宽进行剪切，具体如下：
[0094]
转到模型模板的左视图，使用空心拉伸命令以第二面、第四面和所述第六面的交点为第二顶点a2在第二面上绘制第四三角形rt4，并使第四三角形rt4的一边与第六面锁定；将与第六面锁定的边的边长设置为第四参数h，并将该边(与第六面锁定的边长)不经过的第四三角形rt4的顶点到中心前后参照平面yz的距离设置为底口半宽b；即第四三角形rt4为直角三角形，两条直角边边长分别为h和(b/2-b)；如图8所示；
[0095]
转到模型模板后视图，控制第四三角形rt4垂直于第二参考平面，且使第二顶点a2
始终在第四面和第六面的公共边上；设置拉伸起点和拉伸终点，使第四三角形的拉伸大于长方体模型的所有剩余部分。
[0096]
使用剪切命令从所剩长方体模型上剪切掉第四三角形rt4两直角边(在第六面上的边和不经过第二顶点a2的边)拉伸后的部分。
[0097]
这就通过上述步骤就设计得到了一个单面卸料斗模型，如图10所示和图11所示，将通过本技术提供的方法设计得到的单面卸料斗模型导入项目中，可以任意调整单面卸料斗的长、宽、高、角度等参数，从而达到调整单面卸料斗体积的目的，十分便捷。
[0098]
在本技术中设置的参数列表如下：
[0099]
单面卸料斗模型的长l、宽b、高h、第一夹角β、底口半宽b和底口投影长l；以及
[0100]
第一参数f，f＝l
×
tan(β)；
[0101]
第二次参数c，c＝h-f；
[0102]
第三参数g，g＝l-l；
[0103]
第四参数h，h＝[h/cos(arctan((l-l)/h))]
×
cos(arctan((l-l)/h)-β))；
[0104]
第五参数d，d＝-b/2；
[0105]
第六参数e，e＝b/2。
[0106]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。