三维形状针织布的生产方法(外文).doc

三维形状针织布的生产方法 Tatsushi Funahashi 1 Tsuyoshi Miyazaki 2 Masashi Yamada 1 Hirohisa Seki 1 Hidenori Itoh 1 1 Department of Artificial Intelligence and Computer Science Nagoya Institute of Technology Gokiso-cho, Showa-ku, Nagoya, Japan, 466 2 NEC Corporation tfuna@juno.ics.nitech.ac.jp 概念：本文将会描述一种生产三维针织布的方法。首先，描述主要三维针织物的生产方法。在这种方法中，一块布首先是由一系列的节点组成的网格接着才能够描述生产这种形状的布的方法。因为这种布是三维立体的，所以要生成这种形状将先考虑网格上的节点在各个方向可移动的空间限制。此外，顶点之间的斥力可防止三维形状的收缩，这个影响是评估的一个方面。最后，通过实践来证实这种生产方法的实用性。 1 简介 在本文中，对生产三维针织布的方法进行了说明。这种生产三维形状的布的方法可插入编织图案，所以必须考虑节点移动的空间限制对生产三维布的影响。因此我们提出了三维成形需考虑结点在各方向的空间限制的概念。 一块布可以表示为m×n个节点组成的网格。在生产布料的过程中，各节点在所涵盖的区域和相近的节点的可运动长度限制内移动。 针织模式是从伊藤的方法【1】【2】中产生的。三维编织模式是通过复制已有的针织生产模式获得的。 2 三维形状布料的生产方法 2.1布料的性质 一块布料可以看作m×n个节点的集合。这些节点被组织成三维的空间结构。节点连接着节点和（如图1） ；节点 ：连接线 图1：布料的网格结构（每根连接线的长度给定） 2.2节点的运动 在本节中，定义了一种能移动的节点。这种运动可便于三维形状布料的生成。 节点的运动向量可由下列公式（1） 其中：R——重组后的点（k,l）如到， 棗 和之间的给定长度 ——运动系数 ——斥力系数 ——外力 表示外力，例如，重力、风力等。运动系数会影响移动量。如果过大，节点之间会发生干扰而且布料的形状将变得不稳定。反之，如果过小，则需要很长的时间使其稳定。斥力系数影响节点之间的排斥力。如果为零，斥力将不产生影响。 2.3织造三维针织布的工艺算法 在这里，提出一种生产三维针织布的算法。这种算法考虑到所涵盖的节点运动的空间限制，然后生成布料的三维结构。 此算法如下： （1）设置初始状态 --排列三维空间中的网格 --选择网格间的固定节点 --排列三维空间中被覆盖的对象 （2）运用 --随意移动固定的节点。 --移动或改变其中的变量。 （3）移动公式（1）中固定的节点以外的节点。如果有节点在被包括的区域内，则将其移到最近的外节点。 （4）回到步骤（3）直到所有的节点稳定（也就是直到每一个节点稳定）。 （5）回到（2）或者结束。 3、从线圈符号到编织图的转化技巧 我们已经找到了从线圈符号到意匠图的方法【1】【2】。线圈符号（参见图2（a））是JIS（日本工业标准），它是一种基本的缝合模式。 此方法首先从意匠图中生成编织图（参见图2（c）），其中意匠图是线圈符号的组合（参见图2（b））。在此过程中，图3作为对照变换法则被使用。通过变换法则线圈符号被转化为相应的编织图。 接下来，用意匠图绘制编织图。在这个过程中，编织图中的交叉点（两个线段交叉点）因为线的张力而移动。当交叉点被移动时，编织图的结构不发生改变。 生产实例如图4所示。编织图4（b）产生于组织意匠图4（a） 4、给布料铺上针织组织的方法 通过铺三维针织形状的针织组织生产三维形状的针织布。此生产步骤如下（1）（2）（3）和（4）。(参见图5) （a）线圈符号 （b）组织意匠图 （c）编织图 图2：线圈符号，组织意匠图，编织图 图3：对照法则 （a） 图5：生产三维形状针织布的过程 把组织图划分成m-1×n-1份 （2） 这个平面由对应于每个分区的和。 （3） 各个分区的组织转换成相同形状的相应的方块织物。 （4） 在每个方块上铺上相应的组织。 5、三维形状针织布生产系统 在本节中将对三维形状针织布的生产系统进行说明。 图6为这个系统的流程 首先，这个生产三维形状布料的系统使用了第二节中所述的方法。用这种方法，三维空间中的每一个网格和被包括的节点都会被安