專(zhuān)利名稱(chēng)：面向電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種面向電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成方法。

背景技術(shù)：
產(chǎn)品的空間布局設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，影響著產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、加工工藝、制造、成本、人機(jī)工程學(xué)和美觀性。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)看，產(chǎn)品是由一定數(shù)量的組件和部件按照確定的約束關(guān)系構(gòu)成的，這種約束關(guān)系主要涉及到組件、部件之間的層次關(guān)系、部件與部件之間的位置約束關(guān)系以及設(shè)計(jì)參數(shù)之間的約束及傳遞關(guān)系。處理好不同組件之間的相互關(guān)系，以及某些組件的變更對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的影響，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。
由于產(chǎn)品部件是各自分離而又相互依賴(lài)的布局單元，存在著非線性的關(guān)系，如何系統(tǒng)地描述這一復(fù)雜的非線性化的問(wèn)題目前還比較困難。在此以前，曾有不少學(xué)者提出了各種方法，如應(yīng)用布局分解綜合方法創(chuàng)作美術(shù)圖案造型設(shè)計(jì)，運(yùn)用基于事例的推理方法、遺傳算法等研究住宅布局設(shè)計(jì)，用多類(lèi)謂詞、拓樸限定和不確定性描述等方法描述產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)過(guò)程等。
目前的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)(Computer-Aided Industrial Design，CAID)研究主要集中在效果圖繪制與顯示方面，計(jì)算機(jī)所做的只是具體的計(jì)算，產(chǎn)品的造型法則等只掌握在少數(shù)不多的設(shè)計(jì)師中，CAD技術(shù)不符合設(shè)計(jì)師的習(xí)慣。
一些對(duì)功能、結(jié)構(gòu)、人機(jī)工程關(guān)系等沒(méi)有太多要求的部件，在空間布局上可以有很大的自由度。以本發(fā)明參數(shù)化技術(shù)為核心，在尺寸約束和拓?fù)浼s束的基礎(chǔ)上，通過(guò)規(guī)則來(lái)描述產(chǎn)品布局元素之間的空間關(guān)系，以概念模型為中介，在此基礎(chǔ)上建立了產(chǎn)品空間布局方案生成方法，為產(chǎn)品族設(shè)計(jì)提供了一種新的解決方法，使產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)具有了一定的創(chuàng)造性、開(kāi)放性。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面向電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成方法。
包括如下步驟 1)定義電話機(jī)面板為一個(gè)二維平面，數(shù)字鍵分布在電話機(jī)面板上； 2)電話機(jī)由n個(gè)數(shù)字鍵組成，每個(gè)數(shù)字鍵存在尺寸約束； 3)數(shù)字鍵之間滿(mǎn)足位置約束關(guān)系，數(shù)字鍵i對(duì)數(shù)字鍵j的位置約束記為Rij，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，n， Rij＝{x，y，z}， 其中x，y，z分別表示三個(gè)維度的約束值； 4)在電話機(jī)面板上確定一個(gè)父數(shù)字鍵Button； 5)子數(shù)字鍵由父數(shù)字鍵的特征遺傳產(chǎn)生，父數(shù)字鍵Button的特征經(jīng)過(guò)遺傳變換產(chǎn)生子數(shù)字鍵的特征，遺傳變換有三種平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，任一子數(shù)字鍵Button*由父數(shù)字鍵Button通過(guò)平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換得到，表示為 Button*＝Button·M·R·S， 其中，M是平移變換矩陣，R是旋轉(zhuǎn)變換矩陣，S是縮放變換矩陣。
所述的每個(gè)數(shù)字鍵存在尺寸約束滿(mǎn)足以下設(shè)計(jì)規(guī)則 定義規(guī)則1Lk≥Wk，表示數(shù)字鍵橫向半徑L不小于數(shù)字鍵縱向半徑W， 定義規(guī)則2Lk＜Sk，表示數(shù)字鍵橫向半徑S小于數(shù)字鍵縱向距離L， 定義規(guī)則3Dc＝Dk×1.05，表示數(shù)字鍵孔直徑Dc為數(shù)字鍵直徑Dk的1.05倍。
本發(fā)明是通過(guò)電話機(jī)數(shù)字鍵的空間布局關(guān)系以及產(chǎn)品族設(shè)計(jì)的特征轉(zhuǎn)化，研究產(chǎn)品族的生成設(shè)計(jì)。它將電話機(jī)面板所處的范圍看作是一個(gè)二維的區(qū)域，數(shù)字鍵分布在電話機(jī)面板上；定義了電話機(jī)數(shù)字鍵的空間布局約束關(guān)系；確定一個(gè)父數(shù)字鍵Button，子數(shù)字鍵由父數(shù)字鍵的特征遺傳產(chǎn)生；將父數(shù)字鍵Button做一定程度的平移、旋轉(zhuǎn)與縮放，就可帶動(dòng)其它子數(shù)字鍵作同樣的變換，從而生成電話機(jī)數(shù)字鍵產(chǎn)品族的布局設(shè)計(jì)。本發(fā)明有效地實(shí)現(xiàn)了電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成，解決了產(chǎn)品族相似性設(shè)計(jì)的快速生成問(wèn)題，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的生成效率。



附圖1是初始的電話機(jī)數(shù)字鍵設(shè)計(jì)， 附圖2本發(fā)明方法生成的電話機(jī)數(shù)字鍵設(shè)計(jì)； 圖中數(shù)字鍵1。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例 面向電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成方法包括如下步驟 1)定義電話機(jī)面板為一個(gè)二維平面，數(shù)字鍵分布在電話機(jī)面板上，如圖1所示，以該二維平面的左下角第一個(gè)數(shù)字鍵為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系P； 2)定義電話機(jī)由n個(gè)數(shù)字鍵組成，每個(gè)數(shù)字鍵存在尺寸約束； 3)數(shù)字鍵之間滿(mǎn)足位置約束關(guān)系，數(shù)字鍵i對(duì)數(shù)字鍵j的約束記為Rij，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，n， Rij＝{x，y，z}， 其中x，y，z分別表示三個(gè)維度的約束值； 4)在平面直角坐標(biāo)系P中確定原點(diǎn)為父數(shù)字鍵Button，位置為(x，y，1)，記為Button.p，父數(shù)字鍵Button的三個(gè)維度上的尺寸數(shù)據(jù)(x，y，z)，記為Button.r； 5)子數(shù)字鍵由父數(shù)字鍵的特征遺傳產(chǎn)生，父數(shù)字鍵Button的特征經(jīng)過(guò)遺傳變換產(chǎn)生子數(shù)字鍵的特征，遺傳變換有三種平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，因此任一子數(shù)字鍵Button*可表示為 Button*＝Button·M·R·S， 上式表示分別將平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換作用于父數(shù)字鍵Button，形成子數(shù)字鍵Button*，其中，M是平移變換矩陣，作用于Button的位置，即Button.p，M具有如下形式 其中Tx，Ty分別是x，y方向上的平移， R是旋轉(zhuǎn)變換矩陣，作用于Button的位置，即Button.p，具有如下形式 其中θ為旋轉(zhuǎn)角度， S是縮放變換矩陣，作用于Button的尺寸，即Button.r，具有如下形式 其中Sx，Sy分別是x，y方向上的縮放因子。
所述的每個(gè)數(shù)字鍵存在尺寸約束需要滿(mǎn)足以下設(shè)計(jì)規(guī)則 定義規(guī)則1Lk≥Wk，表示數(shù)字鍵橫向半徑L不小于數(shù)字鍵縱向半徑W， 定義規(guī)則2Lk＜Sk，表示數(shù)字鍵橫向半徑S小于數(shù)字鍵縱向距離L， 定義規(guī)則3Dc＝Dk×1.05，表示數(shù)字鍵孔直徑Dc為數(shù)字鍵直徑Dk的1.05倍； 因此，只要給出一組滿(mǎn)足上述約束的參數(shù){Tx，Ty，θ，Sx，Sy}，就可以得到與Button平面相似的數(shù)字鍵，這樣，區(qū)域中的數(shù)字鍵布置就可以表達(dá)為一個(gè)矩陣 可形成所有子數(shù)字鍵，得到一個(gè)如圖2所示的數(shù)字鍵布局方案。
權(quán)利要求
1.一種面向電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成方法，其特征在于包括如下步驟
1)定義電話機(jī)面板為一個(gè)二維平面，數(shù)字鍵分布在電話機(jī)面板上；
2)電話機(jī)由n個(gè)數(shù)字鍵組成，每個(gè)數(shù)字鍵存在尺寸約束；
3)數(shù)字鍵之間滿(mǎn)足位置約束關(guān)系，數(shù)字鍵i對(duì)數(shù)字鍵j的位置約束記為Rij，i＝1，2，…，n，j＝1，2，…，n，
Rij＝{x，y，z}，
其中x，y，z分別表示三個(gè)維度的約束值；
4)在電話機(jī)面板上確定一個(gè)父數(shù)字鍵Button；
5)子數(shù)字鍵由父數(shù)字鍵的特征遺傳產(chǎn)生，父數(shù)字鍵Button的特征經(jīng)過(guò)遺傳變換產(chǎn)生子數(shù)字鍵的特征，遺傳變換有三種平移、旋轉(zhuǎn)和縮放，任一子數(shù)字鍵Button*由父數(shù)字鍵Button通過(guò)平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換得到，表示為
Button*＝Button·M·R·S，
其中，M是平移變換矩陣，R是旋轉(zhuǎn)變換矩陣，S是縮放變換矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種面向電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成方法，其特征在于所述的每個(gè)數(shù)字鍵存在尺寸約束滿(mǎn)足以下設(shè)計(jì)規(guī)則
定義規(guī)則1Lk≥Wk，表示數(shù)字鍵橫向半徑L不小于數(shù)字鍵縱向半徑W，
定義規(guī)則2Lk＜Sk，表示數(shù)字鍵橫向半徑S小于數(shù)字鍵縱向距離L，
定義規(guī)則3Dc＝Dk×1.05，表示數(shù)字鍵孔直徑Dc為數(shù)字鍵直徑Dk的1.05倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種面向電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成方法。它將電話機(jī)面板所處的范圍看作是一個(gè)二維的區(qū)域，數(shù)字鍵分布在電話機(jī)面板上；定義了電話機(jī)數(shù)字鍵的空間布局約束關(guān)系；確定一個(gè)父數(shù)字鍵Button，子數(shù)字鍵由父數(shù)字鍵的特征遺傳產(chǎn)生；將父數(shù)字鍵Button做一定程度的平移、旋轉(zhuǎn)與縮放，就可帶動(dòng)其它子數(shù)字鍵作同樣的變換，從而生成電話機(jī)數(shù)字鍵產(chǎn)品族的布局設(shè)計(jì)。本發(fā)明有效地實(shí)現(xiàn)了電話機(jī)數(shù)字鍵的布局設(shè)計(jì)生成，解決了產(chǎn)品族相似性設(shè)計(jì)的快速生成問(wèn)題，提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的生成效率，使產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)具有了一定的創(chuàng)造性和開(kāi)放性。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101320402SQ200810120079
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者羅仕鑒, 卜滿(mǎn)釗, 張勁松, 傅業(yè)燾, 趙冠男, 李中方 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)