电机图形计算机绘制的相关元素法

    周  洁  张兴志  汪国梁(西安交通大学710049)

    杨维屏  英智理  秦乃军(鹤山市电机厂)

    【摘  要】提出了一种计算机参数化绘图的新方法——相关元素法，它独立于具体的图形，只需输入图形的有关尺寸及有关信息，便可自动计算出图形的数学模型，为电机的参数化绘图提供了一种新方法。根据相关元素法，提出了一种新的尺寸标注方法，它利用相关元素法所计算出的有关信息，自动计算出各个尺寸的数学信息，在进行电机的参数化绘图时，大大提高了尺寸标注的效率。

    目前参数化绘图方法需要人工预处理有关交、切点的信息，每变换一幅图形，用户要重新编写程序。在进行尺寸标注时，需要人工处理，工作效率低。所以，希望找到一种独立于具体图形的方法，只需输入图形的有关尺寸及信息，便可自动计算出图形的数学模型，根据已形成的图形的数学模型，形成尺寸标注的必要信息，以完成尺寸的快速标注。

1相关元素法的基本原理

    相关元素法是将一条条曲线及直线看作是一个个元素，所有元素都是圆弧(圆是特殊的圆弧)或直线，而两个元素的关系只不过是相交或相切。这样，给出元素本身信息及与其相关的元素号码等信息，通过程序自动运算，求出所求交点及切点等。在电机图纸中，大部分元素是圆弧、直线，不规则曲线(如波浪线)很少，可用相关元素法绘电机零件图。相关元素法有关图形的约定是：

    a．图形元素可能是圆弧或直线。

    b．圆弧的方向为逆时针方向。

    c．每个元素都有起点和终点。对于直线，起点和终点为直线的两端点。对于圆弧，起点和终点的变量是圆弧起始角和终止角。

元素的类型只有直线和圆弧，组成平面元素之间的连接关系是通过元素及其相关元素运算得到的。元素之间的相关关系只有相交或相切两种。电机图形中存在以下关系：

    对于一个图形，完全可以用元素及元素之间的相关关系描述，通常，一个元素与其他两个元素相关。对于一个元素，它的最多信息是，本身的元素信息(包括元素的类型及初始数据)，与第一相关元素的关系类型(指相交或相切)；与第二相关元素的关系类型。通过这些信息，就可求出图形中交、切点，决定一幅图。通过给出各元素初始值及相互关系，由计算机自动求出所需点的坐标。

    在计算机绘制过程中(见图1)，关键是在于pl和p2点的确定，而p1点是由1号元素和2号元素相切决定的，p2点是由2号和3号元素相切决定的。利用相关元紊法，将图形元素的初始信息和元素之间的交、切信息输入计算机，由计算机完成。在“相关元素法的程序具体实现”中，将以图1为例说明。

2相关元素法的程序具体实现

    用c语言实现此程序，定义了三个数组：

  整型4维数组[n][4](n表示元素的个数)。数组存储的是各元素类型，相关元素号码，及指向存储元素具体信息的数组的指针。第i个元素在中所存储的信息为：

    [i][0]：第i个元素的类型，1表示元素为一直线，2表示元素为一圆弧。

    [i][1]：与第i个元素起点相关的元素号码。如果它等于f则表示起点已知；等于一f则表示起点为另一个元素的起点或终点，具体由р=[i][3]及[p]或[p]来定(