Pro/E曲面造型在弱视仪设计中的应用

　　0 引言

　　随着计算机技术的普及，信息科技飞速发展，电子产品的市场竞争也就日趋激烈，在电子产品由传统的功能向机电一体化、信息电子产品方向发展的同时，电子产品不仅在技术含量有了很大提高。产品的创新性、外观造型、个性化、环保性等因素也越来越受到重视。与此同时，社会的消费观念也不断发生变化，产品的功能已不再是消费者决定购买的最主要因素，产品的外观形式在竞争中日益占据突出地位。产品外观设计已成为提高产品竞争力的有效途径。本文所描述的儿童弱视治疗仪就是这样的产品，除了产品本身的使用功能，其新颖的外观、醒目的配色就成为设计的重点。

　　本文以 Pro/E 软件作为系统平台，利用 Pro/E 的强大的造型功能，通过对弱视仪外观的参数化精确建模，研究了Pro/E 软件的产品外观造型的理论和方法。

　　儿童弱视治疗仪是治疗儿童弱视的临床与家用二合一的激光电子仪器，其外观除了治疗功能的保证，还要顾及到儿童的使用兴趣。因此外观采用了多段光滑的曲面造型。根据设计师提供的外观效果见图 1，分析可得，该模型分底座与左右本体及内部调节机构四部分，底座与调节这两部分读者可查阅另外的参考文献 《基于 Pro/E 的产品曲面设计》。本文对主体设计的分步设计新方法进行描述。

　　1 基于 Pro/E 的曲面造型设计理论

　　Pro/E 中基础曲面建模的曲面造型方法基本有两种，一是由曲线构造曲面;二是由曲面派生曲面。分为：①旋转曲面：一轮廓曲线绕某一轴线旋转某一角度而生成的曲面;②线性拉伸面：一曲线沿某一矢量方向拉伸一段距离而得到的曲面;③直纹面：在两曲线间，把其参数值相同的点用直线段连接而成的曲面;④扫描面：截面发生曲线沿一条、二条或三条方向控制曲线运动，变化而生成的曲面;⑤网格曲面：由一系列曲线构成的曲面;⑥拟合曲面：由一系列有序点拟合而成的曲面;⑦平面轮廓面：由一条封闭的平面曲线所构成的曲面;⑧二次曲面：椭圆面，抛物面，双曲面等。

　　进行产品造型设计时，首先充分了解应用软件中的各种造型方法，总结出造型方法的特点、相关参数及应用技巧，减少造型时的盲目性，便能快捷有效地获得满意结果。通过对 Pro/E 系统的研究，其曲面生成方法为可变截面扫描、扫描混合、螺旋扫描、混合截面扫描、曲面混合等几种。

　　2 弱视仪外观分步造型造型设计思路

　　对产品进行剖析，确定产品结构的主要特征和合理的建模顺序。

　　弱视仪看起来相当复杂，造型时感到无从下手，但只要能合理地对产品进行分解，确定产品结构的主要特征，分清其基本特征 (配合面，保证产品外形轮廓的特征)，构造特征 (如面与面之间的过渡、凸台、凹腔、倒圆、倒角等)。首先从基本特征入手，保证重点，产生一合理的造型 “毛坯”。在这 “毛坯”上完成细节部分，如过渡面、局部凸台、凹腔、孔、筋条等。这样主次分明，先做什么，后做什么，问题就迎刃而解了。在造型时根据产品的主要结构建立特征曲线，通过拉伸、放样等建立一个基本 “毛坯”，再采用布尔 “并、交、差”运算，在实体之间合并、挖除、相交成型，最后使用面片体作为 “刀具”将 “毛坯”实体剪切去除，以获得实体的外观形状。