電機圖形計算機繪制的相關元素法

    周  潔  張興志  汪國梁(西安交通大學710049)

    楊維屏  英智理  秦乃軍(鶴山市電機廠)

    【摘  要】提出了一種計算機參數化繪圖的新方法——相關元素法，它獨立于具體的圖形，只需輸入圖形的有關尺寸及有關信息，便可自動計算出圖形的數學模型，為電機的參數化繪圖提供了一種新方法。根據相關元素法，提出了一種新的尺寸標注方法，它利用相關元素法所計算出的有關信息，自動計算出各個尺寸的數學信息，在進行電機的參數化繪圖時，大大提高了尺寸標注的效率。

    目前參數化繪圖方法需要人工預處理有關交、切點的信息，每變換一幅圖形，用戶要重新編寫程序。在進行尺寸標注時，需要人工處理，工作效率低。所以，希望找到一種獨立于具體圖形的方法，只需輸入圖形的有關尺寸及信息，便可自動計算出圖形的數學模型，根據已形成的圖形的數學模型，形成尺寸標注的必要信息，以完成尺寸的快速標注。

1相關元素法的基本原理

    相關元素法是將一條條曲線及直線看作是一個個元素，所有元素都是圓弧(圓是特殊的圓弧)或直線，而兩個元素的關系只不過是相交或相切。這樣，給出元素本身信息及與其相關的元素號碼等信息，通過程序自動運算，求出所求交點及切點等。在電機圖紙中，大部分元素是圓弧、直線，不規則曲線(如波浪線)很少，可用相關元素法繪電機零件圖。相關元素法有關圖形的約定是：

    a．圖形元素可能是圓弧或直線。

    b．圓弧的方向為逆時針方向。

    c．每個元素都有起點和終點。對于直線，起點和終點為直線的兩端點。對于圓弧，起點和終點的變量是圓弧起始角和終止角。

元素的類型只有直線和圓弧，組成平面元素之間的連接關系是通過元素及其相關元素運算得到的。元素之間的相關關系只有相交或相切兩種。電機圖形中存在以下關系：

    對于一個圖形，完全可以用元素及元素之間的相關關系描述，通常，一個元素與其他兩個元素相關。對于一個元素，它的最多信息是，本身的元素信息(包括元素的類型及初始數據)，與第一相關元素的關系類型(指相交或相切)；與第二相關元素的關系類型。通過這些信息，就可求出圖形中交、切點，決定一幅圖。通過給出各元素初始值及相互關系，由計算機自動求出所需點的坐標。

    在計算機繪制過程中(見圖1)，關鍵是在于pl和p2點的確定，而p1點是由1號元素和2號元素相切決定的，p2點是由2號和3號元素相切決定的。利用相關元紊法，將圖形元素的初始信息和元素之間的交、切信息輸入計算機，由計算機完成。在“相關元素法的程序具體實現”中，將以圖1為例說明。

2相關元素法的程序具體實現

    用c語言實現此程序，定義了三個數組：

  整型4維數組[n][4](n表示元素的個數)。數組存儲的是各元素類型，相關元素號碼，及指向存儲元素具體信息的數組的指針。第i個元素在中所存儲的信息為：

    [i][0]：第i個元素的類型，1表示元素為一直線，2表示元素為一圓弧。

    [i][1]：與第i個元素起點相關的元素號碼。如果它等于f則表示起點已知；等于一f則表示起點為另一個元素的起點或終點，具體由р=[i][3]及[p]或[p]來定(