叠板弹簧式平衡机参数化设计(3)
2 参数化设计
参数化设计是通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或修改已定义好的零件参数自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动。参数化设计有两种涵义：
（1）绘图软件本身具有参数化功能。
任何交互式的尺寸改动都会导致整个模型的改变，也就是说，只要修改了模型中的某一个尺寸，则整个图形中与此相关的尺寸都会自动更新。这种方法主要适用与结构不是太复杂的图形。
（2）应用程序具有参数化功能。
通常由用户或第三方开发出的一些应用程序，主要针对某一领域具体问题，进行参数化设计。即该应用程序负责与用户交互，当需要修改某一尺寸时，应用程序负责更新该尺寸及与之相关的其他尺寸。这种方法的编程量很大，另外，要修改图形时，需要重新运行程序。目前，尚无将这两种方式结合起来的软件系统，一般所说的参数化设计均指第二种方式。
参数化设计产生的构件，在移动、删除和尺寸改动的过程中会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，毋须逐一对所有视图进行修改。从而提高了工作效率和工作质量。目前参数化设计主要有以下几种方法：
（1） 基于几何约束的数学方式。
（2） 基于几何推理的人工智能法。
（3） 基于特征的实体造型方法。
（4） 基于辅助线法。
（5） 基于关系的建模方法。
（6） 知识驱动的智能化设计。
在做本课题的参数化设计时，主要用到的就是基于关系的建模方法，当建立起叠板弹簧式平衡机的参数化设计模型后，就能方便的进行参数修改，从而大大提高设计速度。
2.1 参数化编程绘图
工程设计中，一方面，进行新产品设计时不可避免地需要多次反复修改，需要进行零件结构和尺寸的综合协调、优化。另一方面，从大量机械、电子等系列产品的图纸中可以发现，同一种基本结构形式的零部件，其图形结构具有一定的相似性，往往只是尺寸的大小不同，其图形随尺寸参数的变化而相应变化。特别是对于结构定型的产品设计，需要针对用户的需求提供不同吨位、功率、规格的产品型号进行设计，以便形成系列。因此，希望有一种比交互式绘图更方便、更高效、更适合结构相似图形绘制的方法。参数化方法比较好的解决了这一问题，在实际工程设计中得到了非常广泛的应用。参数化编程原理及步骤图形的描述可以分为三部分：图形的拓扑关系，图形的几何参数(如点的坐标)以及这些几何参数与图形结构参数(如图形的长和宽等)之间的联系。参数化编程方法的实质，就是将图形信息记录在程序中。它用一组变量记录图形的几何参数，用一些类似上述关系的赋值语句表达这些几何参数与结构参数之间的关系，然后再调用一系列绘图语句来描述图形的拓扑关系。这种方法的优点是程序一旦编制完毕，操作非常方便，用户不需要调用交互绘图命令逐条地绘制图形，只需向程序提供绘图所要求的一些参数，并且尺寸参数也可直接从其他分析、设计程序获得。但它也有局限性。第一，编程调试过程比较美满；第二，程序完成，图形的结构也就固定，若想改变结构，只能修改程序。所以，这种方法特别适用于结构固定的系列化产品，如标准零件和结构不便的常用零件[8][9]。
图形参数化程序编写步骤如下：
（1）分析图形的变化规律，提炼出图形结构参数；
（2）建立图形结构参数与几何参数之间的关系，构建图形的参数化模型；