1.3  三维造型

1.3.1 三维实体造型技术

实体造型是以立方体、圆柱体、球体、锥体、环状体等多种基本体素为单位元素，通过集合运算(拼合或布尔运算)，生成所需要的几何形体。这些形体具有完整的几何信息，是真实而唯一的三维物体。所以，实体造型包括两部分内容：即体素定义和描述，以及体素之间的布尔运算(并、交、差)。布尔运算是构造复杂实体的有效工具。三维实体造型技术主要依赖于各类CAD（计算机辅助设计）软件来实现[11]。

计算机中对产品机械零件的完整几何描述，在早期的二维交互式CAD系统中是没有的。到了20世纪70年代，人们在三维线框模型和曲面造型研究的基础上，提出了实体造型的理论，即在计算机中用一些基本的体素来构造机械零件的几何模型。

早期的实体造型系统一般是用多面体结构，也就是实体的表面用小平面近似地表示。实体构造采用半空间、欧拉操作、边界表示、扫描等方法生成。随着实体造型理论和研究的发展，先后提出了实体造型正则集理论和非正则集理论，用以描述非流形实体。一些流形、复形等拓扑学概念被引入几何造型。从几何的角度看，不单用平面，而且用了二次曲面、自由曲面和裁剪曲面来表示实体的边界面。当今，实体建模技术朝着提高基本算法的性能和可靠性，拓展拓扑和几何领域的范围、增强设计构思的创新性等方面发展[11]。

三维几何模型描述产品的数据信息，一般是从尺寸描述和结构描述两方面进行。尺寸描述是指描述具有几何意义的点、线、面等的位置坐标、长度、面积等的数据值或度量值。拓扑结构反映的是形体的空间结构，包括点、边、环、面，实体形成的构造层次。

在实体造型的应用软件中，使用的几何实体造型的方法一般有扫描表示法、构造实体几何法和边界表示法三种。

采用实体造型的软件进行零件设计，设计师就能在屏幕上见到实时的三维模型，大大减少了失误，而且还能方便地进行后续环节的设计，如模拟装配、总体布局、干涉检查、仿真动画及模拟加工等。实体造型理论为实现产品由设计到生产的环节采用同一数据信息提供了技术上的可行性，大大地促进了CAD产业的发展。

1.3.2 SolidWorks软件

SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，它的功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。

二维草图的绘制是SolidWorks的建模的基础，在此基础上，通过一些草图特征来实现零件的三维建模，再由三维零件进行产品的虚拟装配，进而实现对产品的结构验证和运动分析，从而提高设计的准确性。

本次设计选择采用SolidWorks来实现，有利于对水流继电器零件的造型，产品的装配及工程图的生成，并能够更加容易地发现设计过程中的缺陷，有助于本次设计的准时高效完成。

1.4  本文主要内容

本次设计的水流继电器以水流作为信号源，通过水流继电器上的压力感应机构以及位移量转换装置，将水流量转换成电信号，经信号处理电路输入继电器，以控制继电器的通断输出开关信号，从而达到预定目的。

本文的主要内容是使用SolidWorks三维造型软件设计一型水流继电器，主要内容有：

（1）根据预期功能设计和校核水流继电器的功能部分尺寸参数；

（2）利用SolidWorks软件进行水流继电器各零件的三维造型设计，并完成零件图、装配图；

（3）设计各零件的加工工艺和装配工艺；