一种轮胎花纹的参数化设计系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轮胎花纹参数化设计系统及其方法，包括：花纹沟设计模块、花纹沟交汇设计模块、装饰品设计模块和辅助造型模块；花纹沟设计模块包括：一层花纹沟设计单元、二层花纹沟设计单元、三层花纹沟设计单元、多段线花纹沟设计单元和胎肩花纹沟设计单元；花纹沟交汇设计模块包括：X型交汇处理单元、T型交汇处理单元、V型交汇处理单元；装饰品设计模块包括：钢片特征化设计单元、沟底凸台特征化设计单元、沟底助条特征化设计单元、新胎标识线特征化设计单元、磨损标记特征化设计单元、钢片交汇处理单元；辅助造型模块包括：自动装配单元。本发明专利技术能规范轮胎花纹的设计流程，提高轮胎设计效率和质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轮胎工业的
，涉及一种轮胎花纹的参数化设计系统及其方法。
技术介绍
目前多数轮胎企业都是由使用CAXA、AutoCAD、CATIA、UG等通用CAD软件手工绘制轮胎2D和3D花纹。但由于轮胎花纹结构的复杂性，传统的二维CAD设计方法无法准确直观的表达出花纹完整信息，而大型通用三维CAD软件虽然功能强大，但存在专用性低等问题，迫使用户在花纹设计过程中采用近似化处理和大量手工重复操作，严重影响设计效率及质量。从设计结果看，通用CAD绘图软件大多以点、线、面、体为基础进行设计，现有的轮胎花纹设计方法和辅助设计系统在支持轮胎花纹产品概念设计、创新设计方面，尚有较大欠缺，正如西安交通大学谢友柏院士所提出，传统的CAD系统是以几何特征作为过程主导，与设计的实际过程不一致。在轮胎花纹设计中，传统CAD设计方法的弊端主要表现在：I、曲面造型过程中，需要设计人员进行大量重复操作，效率低；II、建模以曲面为最小设计单元，区分度不大，不同的设计人员的设计方法无法统一，设计流程没有得到规范，影响企业的规范化管理；III、缺乏语义的表达与处理，传统CAD系统仅记录设计人员的设计结果，不能表达用户的设计意图，对用户理解设计造成困难等；IV、不利于轮胎花纹设计的后续扩展设计，如花纹分析模型的建立和进一步优化改进等。
技术实现思路
本专利技术为解决上述现有技术中存在的不足之处，提出一种轮胎花纹的参数化设计系统及其方法，以期能避免现有方法存在的弊端，实现花纹参数的反复修改，并快速高效完成常见胎面花纹的设计，从而能规范轮胎花纹的设计流程，提高轮胎设计效率和质量。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：本专利技术一种轮胎花纹参数化设计系统的特点包括：花纹沟设计模块、花纹沟交汇设计模块、装饰品设计模块和辅助造型模块；所述花纹沟设计模块包括：一层花纹沟设计单元、二层花纹沟设计单元、三层花纹沟设计单元、多段线花纹沟设计单元和胎肩花纹沟设计单元；所述花纹沟交汇设计模块包括：X型交汇处理单元、T型交汇处理单元、V型交汇处理单元；所述装饰品设计模块包括：钢片特征化设计单元、沟底凸台特征化设计单元、沟底助条特征化设计单元、新胎标识线特征化设计单元、磨损标记特征化设计单元、钢片交汇处理单
元；所述辅助造型模块包括：自动装配单元；所述一层花纹沟设计单元首先通过将引导曲线扫描形成侧壁曲面，再通过对侧壁曲面与沟底控制面面分割并倒角获取沟底曲面，最终得到一层花纹沟；所述二层花纹沟设计单元将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含一个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含一个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取二层花纹沟；所述三层花纹沟设计单元将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含二个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含二个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取三层花纹沟；所述多段线花纹沟设计单元对所述多段线花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成多段线曲面，对所述多段线曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取多段线花纹沟；所述胎肩花纹沟设计单元对所述胎肩花纹沟花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成胎肩花纹沟曲面，对所述胎肩花纹沟曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取胎肩花纹沟；由所述一层花纹沟、二层花纹沟、三层花纹沟、多段线花纹沟、胎肩花纹沟构成花纹沟；所述X型交汇处理单元对所述X型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的X型交汇花纹沟；所述T型交汇处理单元对所述T型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的T型交汇花纹沟；所述V型交汇处理单元对所述V型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的V型交汇花纹沟；由所述X型交汇花纹沟、T型交汇花纹沟、V型交汇花纹沟构成交汇花纹沟；所述钢片特征化设计单元将所述钢片花纹曲线进行扫掠成钢片曲面，并对所述钢片曲面进行加厚处理形成盒体，再对所述盒体进行边倒用或底倒角处理，形成钢片特征；所述沟底凸台特征化设计单元对所述沟底凸台曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底凸台特征；所述沟底助条特征化设计单元对所述沟底助条曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底助条特征；所述新胎标识线特征化设计单元将所述新胎标识曲线绕着轮胎的旋转轴进行旋转处理，获得新胎标识线特征；所述磨损标记特征化设计单元对所述磨耗标识曲线进行填充和加厚处理，获得磨损标记
特征；所述钢片交汇处理单元对钢片进行交汇处理，形成交汇钢片特征。由所述钢片特征、沟底凸台特征、新胎标识线特征、磨损标记特征以及交汇钢片特征构成装饰品特征；所述自动装配单元是对若干个轮胎花纹节距进行编号并按照相合约束和共面约束进行装配，形成轮胎花纹模型；本专利技术一种轮胎花纹的参数化设计方法的特点是按如下步骤进行：步骤1、接收外部输入数据，包括：二维花纹曲线、胎底面和胎顶面，并将所述二维花纹曲线缠绕到所述胎顶面上，从而获得三维花纹曲线；步骤2、对所述三维花纹曲线进行分类处理，获得单引导线花纹曲线、多引导线花纹曲线、胎肩花纹沟花纹曲线、X型交汇花纹曲线、T型交汇花纹曲线、V型交汇花纹曲线、钢片交汇花纹曲线、钢片花纹曲线、沟底凸台曲线、沟底助条曲线、新胎标识曲线、磨耗标识曲线；步骤3、获取花纹沟步骤3.1、将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成侧壁曲面，对所述侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取一层花纹沟；步骤3.2、将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含一个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含一个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取二层花纹沟；步骤3.3、将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含二个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含二个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取三层花纹沟；步骤3.4、对所述多段线花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成多段线曲面，对所述多段线曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取多段线花纹沟；步骤3.5、对所述胎肩花纹沟花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成胎肩花纹沟曲面，对所述胎肩花纹沟曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取胎肩花纹沟；由所述一层花纹沟、二层花纹沟、三层花纹沟、多段线花纹沟、胎肩花纹沟构成花纹沟；步骤4、获取交汇花纹沟步骤4.1、对所述X型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝连通的X型交汇花纹沟；步骤4.2、对所述T型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝连通的T型交汇花纹
沟；步骤4.3、对所述V型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝连通的V型交汇花纹沟；由所述X型交汇花纹沟、T型交汇花纹沟、V型交汇花纹沟构成交汇花纹沟；步骤5、获取装饰品特征步骤5.1、根据所述胎顶面将所述钢片花纹曲线进行扫掠成钢片曲面，并对所述钢片曲面进行加厚处理形成盒体，再对所述盒体进行边倒用或底倒角处理，形成钢片特征；步骤5.2、对所述沟底凸台曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底凸台特征；步骤5.3、对所述沟底助条曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底助条特征；步骤5.4、将所述新胎标识曲线绕着轮胎的旋转轴进行旋转处理，获得新胎标识线特征；步骤5.5、对所述磨耗标识曲线进行填充和加厚处理，获得磨损标记特征；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎花纹参数化设计系统，其特征包括：花纹沟设计模块、花纹沟交汇设计模块、装饰品设计模块和辅助造型模块；所述花纹沟设计模块包括：一层花纹沟设计单元、二层花纹沟设计单元、三层花纹沟设计单元、多段线花纹沟设计单元和胎肩花纹沟设计单元；所述花纹沟交汇设计模块包括：X型交汇处理单元、T型交汇处理单元、V型交汇处理单元；所述装饰品设计模块包括：钢片特征化设计单元、沟底凸台特征化设计单元、沟底助条特征化设计单元、新胎标识线特征化设计单元、磨损标记特征化设计单元、钢片交汇处理单元；所述辅助造型模块包括：自动装配单元；所述一层花纹沟设计单元首先通过将引导曲线扫描形成侧壁曲面，再通过对侧壁曲面与沟底控制面面分割并倒角获取沟底曲面，最终得到一层花纹沟；所述二层花纹沟设计单元将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含一个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含一个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取二层花纹沟；所述三层花纹沟设计单元将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含二个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含二个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取三层花纹沟；所述多段线花纹沟设计单元对所述多段线花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成多段线曲面，对所述多段线曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取多段线花纹沟；所述胎肩花纹沟设计单元对所述胎肩花纹沟花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成胎肩花纹沟曲面，对所述胎肩花纹沟曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取胎肩花纹沟；由所述一层花纹沟、二层花纹沟、三层花纹沟、多段线花纹沟、胎肩花纹沟构成花纹沟；所述X型交汇处理单元对所述X型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的X型交汇花纹沟；所述T型交汇处理单元对所述T型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的T型交汇花纹沟；所述V型交汇处理单元对所述V型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的V型交汇花纹沟；由所述X型交汇花纹沟、T型交汇花纹沟、V型交汇花纹沟构成交汇花纹沟；所述钢片特征化设计单元将所述钢片花纹曲线进行扫掠成钢片曲面，并对所述钢片曲面进行加厚处理形成盒体，再对所述盒体进行边倒用或底倒角处理，形成钢片特征；所述沟底凸台特征化设计单元对所述沟底凸台曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底凸台特征；所述沟底助条特征化设计单元对所述沟底助条曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底助条特征；所述新胎标识线特征化设计单元将所述新胎标识曲线绕着轮胎的旋转轴进行旋转处理，获得新胎标识线特征；所述磨损标记特征化设计单元对所述磨耗标识曲线进行填充和加厚处理，获得磨损标记特征；所述钢片交汇处理单元对钢片进行交汇处理，形成交汇钢片特征；由所述钢片特征、沟底凸台特征、新胎标识线特征、磨损标记特征以及交汇钢片特征构成装饰品特征；所述自动装配单元是对若干个轮胎花纹节距进行编号并按照相合约束和共面约束进行装配，形成轮胎花纹模型。...

【技术特征摘要】
1.一种轮胎花纹参数化设计系统，其特征包括：花纹沟设计模块、花纹沟交汇设计模块、装饰品设计模块和辅助造型模块；所述花纹沟设计模块包括：一层花纹沟设计单元、二层花纹沟设计单元、三层花纹沟设计单元、多段线花纹沟设计单元和胎肩花纹沟设计单元；所述花纹沟交汇设计模块包括：X型交汇处理单元、T型交汇处理单元、V型交汇处理单元；所述装饰品设计模块包括：钢片特征化设计单元、沟底凸台特征化设计单元、沟底助条特征化设计单元、新胎标识线特征化设计单元、磨损标记特征化设计单元、钢片交汇处理单元；所述辅助造型模块包括：自动装配单元；所述一层花纹沟设计单元首先通过将引导曲线扫描形成侧壁曲面，再通过对侧壁曲面与沟底控制面面分割并倒角获取沟底曲面，最终得到一层花纹沟；所述二层花纹沟设计单元将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含一个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含一个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取二层花纹沟；所述三层花纹沟设计单元将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含二个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含二个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取三层花纹沟；所述多段线花纹沟设计单元对所述多段线花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成多段线曲面，对所述多段线曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取多段线花纹沟；所述胎肩花纹沟设计单元对所述胎肩花纹沟花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成胎肩花纹沟曲面，对所述胎肩花纹沟曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取胎肩花纹沟；由所述一层花纹沟、二层花纹沟、三层花纹沟、多段线花纹沟、胎肩花纹沟构成花纹沟；所述X型交汇处理单元对所述X型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的X型交汇花纹沟；所述T型交汇处理单元对所述T型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的T型交汇花纹沟；所述V型交汇处理单元对所述V型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝联通的V型交汇花纹沟；由所述X型交汇花纹沟、T型交汇花纹沟、V型交汇花纹沟构成交汇花纹沟；所述钢片特征化设计单元将所述钢片花纹曲线进行扫掠成钢片曲面，并对所述钢片曲面
\t进行加厚处理形成盒体，再对所述盒体进行边倒用或底倒角处理，形成钢片特征；所述沟底凸台特征化设计单元对所述沟底凸台曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底凸台特征；所述沟底助条特征化设计单元对所述沟底助条曲线进行填充、加厚和剪切处理，获得沟底助条特征；所述新胎标识线特征化设计单元将所述新胎标识曲线绕着轮胎的旋转轴进行旋转处理，获得新胎标识线特征；所述磨损标记特征化设计单元对所述磨耗标识曲线进行填充和加厚处理，获得磨损标记特征；所述钢片交汇处理单元对钢片进行交汇处理，形成交汇钢片特征；由所述钢片特征、沟底凸台特征、新胎标识线特征、磨损标记特征以及交汇钢片特征构成装饰品特征；所述自动装配单元是对若干个轮胎花纹节距进行编号并按照相合约束和共面约束进行装配，形成轮胎花纹模型。2.一种轮胎花纹的参数化设计方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、接收外部输入数据，包括：二维花纹曲线、胎底面和胎顶面，并将所述二维花纹曲线缠绕到所述胎顶面上，从而获得三维花纹曲线；步骤2、对所述三维花纹曲线进行分类处理，获得单引导线花纹曲线、多引导线花纹曲线、胎肩花纹沟花纹曲线、X型交汇花纹曲线、T型交汇花纹曲线、V型交汇花纹曲线、钢片交汇花纹曲线、钢片花纹曲线、沟底凸台曲线、沟底助条曲线、新胎标识曲线、磨耗标识曲线；步骤3、获取花纹沟步骤3.1、将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成侧壁曲面，对所述侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取一层花纹沟；步骤3.2、将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含一个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含一个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取二层花纹沟；步骤3.3、将所述三维花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成包含二个中间支持面的侧壁曲面，对所述包含二个中间支持面的侧壁曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取三层花纹沟；步骤3.4、对所述多段线花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成多段线曲面，对所
\t述多段线曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取多段线花纹沟；步骤3.5、对所述胎肩花纹沟花纹曲线进行延伸并将延伸后的各曲线扫掠成胎肩花纹沟曲面，对所述胎肩花纹沟曲面与胎底面进行分割和倒角处理，获取胎肩花纹沟；由所述一层花纹沟、二层花纹沟、三层花纹沟、多段线花纹沟、胎肩花纹沟构成花纹沟；步骤4、获取交汇花纹沟步骤4.1、对所述X型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝连通的X型交汇花纹沟；步骤4.2、对所述T型交汇花纹曲线进行剪切交汇处理，形成无缝连通的T型交...

【专利技术属性】
技术研发人员：董玉德，李炜，张方亮，刘彦超，杨洋，张荣团，宋忠辉，陈进富，鲍齐友，李廷照，白苏诚，
申请(专利权)人：合肥工业大学，安徽佳通乘用子午线轮胎有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34