(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210688039.1 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 齐齐哈尔大 学 地址 161006 黑龙江省齐 齐哈尔市 建华区 文化大街 42号 (72)发明人 张剑　张宏民　 (74)专利代理 机构 中国船舶专利中心 1 1026 专利代理师 董金鹏 (51)Int.Cl. G09B 23/04(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 立体几何模型展开图教绘方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种立体几何模型展开图教 绘方法及系统， 其中立体几何模 型展开图教绘方 法包括： 利用柔性金属丝弯折形成至少两条剖面 轮廓线； 设定至少两条所述剖面轮廓线的几何位 置关系； 指导学生手动测量所述至少两条剖面轮 廓线上每个特征点的展长信息， 并利用各个所述 展长信息和所述几何位置关系绘制在预设平面 内的第一展开图； 根据所述至少两条剖面轮廓线 和所述几何位置关系在三维绘图软件中创建立 体几何模型； 利用所述三维绘图软件将所述立体 几何模型在所述预设平面内展开 以形成第二展 开图； 分析比较所述第一展开图和所述第二展开 图以提升 学生对立体几何模型展开图的认知； 其 中， 任意两条 所述剖面轮廓线的剖向均相同。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 114973876 A 2022.08.30 CN 114973876 A 1.一种立体几何模型展开图教绘方法， 其特 征在于， 包括： 利用柔性金属丝弯折形成至少两条剖面轮廓线； 设定至少两条 所述剖面轮廓线的几何位置关系； 指导学生手动测量所述至少两条剖面轮廓线上每个特征点的展长信 息， 并利用各个所 述展长信息和所述几何位置关系绘制在预设平面内的第一展开图； 根据所述至少两条剖面轮廓线和所述几何位置关系在三维绘图软件中创建立体几何 模型； 利用所述三维绘图软件将所述立体几何模型在所述预设平面内展开以形成第二展开 图； 分析比较所述第一展开图和所述第二展开图以提升学生对立体几何模型展开图的认 知； 其中， 任意两条 所述剖面轮廓线的剖向均相同。 2.根据权利要求1所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 所述设定至少两 条所述剖面轮廓线的几何位置关系包括： 设定三维坐标系， 并确定原点 坐标； 指定每条 所述剖面轮廓线在所述 三维坐标系中的位置信息； 根据每条 所述位置信息计算对应的所述剖面轮廓线上的每 个所述特 征点的位置坐标； 将全部所述特 征点的位置坐标汇总为 一体以形成所述几何位置关系。 3.根据权利要求2所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 所述指导学生手 动测量所述至少两条剖面轮廓线上每 个特征点的展长信息包括指导学生执 行以下步骤： 在弯折形成所述剖面轮廓线的每条 所述柔性金属丝上套设能弯折的透明刻度管； 将每个所述特 征点标记在与其对应的所述透明刻度管的外壁 面上； 沿所述剖面轮廓线的走向以起始的所述特征点为基准利用所述透明刻度管依次测量 每个所述特征点与起始的所述特征点之间的距离以形成所述展长信息直至所述至少两条 剖面轮廓线上的每 个所述展长信息均测量完成； 其中， 所述透 明刻度管的内壁面和/或外壁面上设置有刻度尺， 且在手动测量过程中能 在所述透明刻度管的外壁 面上对所述特 征点进行 标记。 4.根据权利要求2所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 所述指导学生手 动测量所述至少两条剖面轮廓线上每 个特征点的展长信息包括指导学生执 行以下步骤： 将每个所述特 征点标记在与其对应的所述剖面轮廓线上； 沿所述柔性金属丝的中心轴线方向以起始 的所述特征点为基准依次测量每个所述特 征点与起始的所述特征点之间的距离以形成所述展长信息直至所述至少两条剖面轮廓线 上的每个所述展长信息均测量完成。 5.根据权利要求4所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 所述柔性金属丝 上设置有刻度以能形成定栅， 所述定栅能配合动栅以电子游 标卡尺的测量原理测量任意两 个相邻所述特 征点之间的距离并在控制器中生成所述展长信息 。 6.根据权利要求5所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 在所述沿所述柔 性金属丝的中心轴线方向以起始的所述特征点为基准依 次测量每个所述特征点与起始的 所述特征点之间的距离以形成所述展长信息直至所述至少两条剖面轮廓线上的每个所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114973876 A 2展长信息均测量获取完成之前还 包括： 将弯折形成所述剖面轮廓线的每条 所述柔性金属丝拉直。 7.根据权利要求2所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 所述根据 所述至 少两条剖面轮廓线和所述几何位置关系在三维绘图软件中创建立体几何模型包括： 采集所述至少两条剖面轮廓线的属性信息， 并将其输入所述 三维绘图软件中； 根据所述几何位置关系和相邻两条所述剖面轮廓线的所述属性信息创建原始立体模 型； 利用所述 三维绘图软件识别所述原 始立体模型中的每 个结构点； 基于所述特征点与 所述结构点之间的距离不大于预设值， 在该特征点与该结构点之间 创建对应映射关系； 基于每个所述特征点有且仅有一个结构点与其对应， 根据每个所述结构点所在的剖面 轮廓线及其在该剖面轮廓线上的顺序对其进行编号； 根据多个所述特 征点对所述原 始立体模型进行裁 剪以形成所述 立体几何模型； 其中， 所述立体几何模型中的每个所述结构点的编号信息中均包括该结构点分别在X 平面、 Y平面、 Z平面的展长信息 。 8.根据权利要求7所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 所述分析比较所 述第一展开图和所述第二展开图以提升学生对立体几何模型展开图的认知包括： 比较所述第一展开图中的所述特征点和与其对应的所述第二展开图中的所述结构点 之间的误差； 基于所述 误差大于预设阈值， 分别获取 该特征点的展长信息和该 结构点的展长信息； 利用该特征点的展长信息、 该 结构点的展长信息及所述几何位置关系分析误差成因； 遍历所述第一展开图中的每个所述特征点和与其对应的所述第二展开图中的所述结 构点， 直至分析完成全部的所述 误差成因并对其进行分类； 根据全部所述误差成因的分类结果指导学生再次绘制所述第一展开图直至所述第一 展开图中的任一个所述特征点和与其对应的所述第二展开图中的所述结构点之间的误差 不大于所述预设阈值。 9.根据权利要求1至8中任一项所述的立体几何模型展开图教绘方法， 其特征在于， 每 条所述剖面轮廓线上包括至少三个所述特征点， 所述特征点包括起点、 终点和位于所述起 点和所述终点之间的至少一个中间点。 10.一种立体几何模型展开图教绘系统， 其特 征在于， 包括： 执行权利要求1至9中任一项所述的立体几何模型展开图教绘方法的模块。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114973876 A 3