專利名稱：外板展開、制造方法和其指導用計算機程序及圖像存儲媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將規(guī)定形狀的外板展開成平板的方法、從該平板制造成規(guī)定形狀的外板的方法、以及這些方法的指導用計算機程序及其圖像聲音存儲媒體。
背景技術(shù)：
船舶等的規(guī)定形狀的金屬外板，是通過在被展開成金屬平板之后，又將該平板彎曲成該規(guī)定形狀來制作的。若將平板正確地加工成規(guī)定形狀的外板，則必須先將該外板適當?shù)卣归_成平板。
以往，作為外板展開方法，一般采用的是測地基線展開法、對角線法、直角送法、直角返送法等。根據(jù)測地基線展開法，如圖12所示，決定如將外板切割成圓片似的多個平面(框架面)x和框架面x與外板曲面之間的多條相交線(框架線)y。另外，還決定與框架面x交叉(一般為垂直相交)的透視面z，并決定透視面z與外板曲面之間的交線(透視線)v。而且，還將以最短距離連結(jié)透視線v的兩端的外板曲面上的線，作為測地基線w來決定。而且，測地基線w以實際長度作為直線被展開在平板上，并以該直線為基準，將外板展開成平板。
當所展開的平板被加工成其橫向彎曲度大于縱向彎曲度的外板的情況下，首先，以面內(nèi)的伸縮量為相對較少的條件施加橫向彎曲，通過拉深加工形成縱彎曲。這種情況，雖然使板厚增大并使其卷曲收縮，但是在加工之前必須根據(jù)卷曲收縮率，延伸平板的尺寸。此時，從外板向平板進行展開時，延伸曲面外板而使得面積增大，在加工時卷曲收縮因該延伸而增加的面積，形成縱向彎曲。
然而，據(jù)本件申請的發(fā)明者之所見，在將依照測地基線展開法等而展開的平板加工成外板的情況下，很難說它適合于尤其是曲率較大的船頭·船尾部分的外板的加工。即，不能說它最適合用于從外板向平板的展開，有時又會不必要地增大從該展開平板向外板成形的加工量，加工效率也不一定較高。這是因為，傳統(tǒng)的展開法過于依賴于知識與經(jīng)驗的原因。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種使加工量減少并能提高外板制造效率的外板展開方法、外板制造方法、以及與這些方法有關(guān)的計算機程序。
為解決上述的課題，本發(fā)明的外板展開方法的特征在于，基于外板的曲率，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時決定在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上正交的第1接續(xù)線及第2接續(xù)線；構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時將在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上、作為相互正交的線的第1接續(xù)線及第2接續(xù)線展開在平板上。
根據(jù)本發(fā)明，沿著展開在平板上的第2接續(xù)線，以使得展開在相同平板上的第1接續(xù)線彎曲地來彎曲平板，形成中間曲板，并且再通過使中間曲板在第2接續(xù)線的方向上進行收縮或延伸，來制造規(guī)定形狀的外板。在制造外板時，將平板怎樣彎曲為好，或者將中間曲板怎樣收縮或延伸為宜，均通過第1及第2接續(xù)線來明示。因此，即使不是熟練工，也可以容易地進行從平板向規(guī)定形狀的外板的制造。
另外，本發(fā)明的特征在于，在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，將在曲率絕對值大的方向上延伸的線決定為第1接續(xù)線，將在曲率絕對值小的方向上延伸的線決定為第2接續(xù)線。
此外，本發(fā)明的特征在于，決定在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向上分別延伸的接續(xù)線；將以最短距離連結(jié)該接續(xù)線的端點之間的外板上的線作為測地基線決定；在該接續(xù)線中，將偏離該測地基線較小的線決定為第1接續(xù)線，將偏離該測地基線較大的線決定為第2接續(xù)線。
根據(jù)本發(fā)明，由于第2接續(xù)線是以使得與收縮率或延伸率相對應(yīng)的加工量的累計值為最小的形式而被從外板展開在平板上，因此，在制造外板時，與傳統(tǒng)方法相比，可以減少對應(yīng)于所必要的平板的收縮率或延伸率的加工量，從而可以提高外板的制造效率。
另外，本發(fā)明的特征在于，將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，并將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時作為在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上、正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最小。
此外，本發(fā)明的特征在于，在將第1及第2接續(xù)線從外板展開在平板上時，決定包含有第1及第2接續(xù)線的外板的外板斷片區(qū)域；將包含在該外板斷片區(qū)域上的第1接續(xù)線、在不改變其長度的狀態(tài)下作為直線展開，并決定可將包含在該外板斷片區(qū)域上的第2接續(xù)線予以展開的可展面，以使得與其延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最小；在將該外板斷片區(qū)域展開在該可展面的一部分上的基礎(chǔ)上，將該可展面的一部分展開在平板斷片區(qū)域上，并連接與相鄰接的該平板斷片區(qū)域相對應(yīng)的第1或第2接續(xù)線。
另外，本發(fā)明的特征在于，將包含有第1接續(xù)線及處于其兩相鄰的第1接續(xù)線之間的第2接續(xù)線的帶狀區(qū)域、決定為所述外板斷片區(qū)域；一圓錐面，其在包含于該外板展開區(qū)域內(nèi)的外板格網(wǎng)點上的第1接續(xù)線的切線向量的延長線上具有頂點，并且具有垂直于外板格網(wǎng)點上的第2接續(xù)線的曲率向量、且通過于以其絕對值的平方除以該曲率向量而得到的向量的終點的旋轉(zhuǎn)軸；在該圓錐面中，將第1接續(xù)線、在維持其長度的狀態(tài)下作為母線的斷片予以展開，將第2接續(xù)線作為等高線的斷片予以展開，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最?。粚⑦@樣所得到的圓錐面決定為所述可展面；在將該外板斷片區(qū)域展開在該可展面的一部分上的基礎(chǔ)上，通過圓錐投影法而將該可展面的一部分展開在扇形的所述平板斷片區(qū)域上，并將展開在該可展面上的第1接續(xù)線作為經(jīng)線而展開在平板上，將展開在該最佳圓錐面上的第2接續(xù)線作為緯線而展開在平板上，且連接與相鄰接的該平板斷片區(qū)域相對應(yīng)的第2接續(xù)線。
此外，本發(fā)明的特征還在于，將下述圓錐面決定為所述可展面，該圓錐面是指在包含在所述外板展開區(qū)域上的第2接續(xù)線中，以作為等高線的斷片、且被展開在所述圓錐面上時的曲率中心角為最大或最小的第2基準線為基準，與該曲率中心角相一致地而將其它的第2接續(xù)線進行延伸或收縮時的延伸率或收縮率所對應(yīng)的加工量的累計值為最小的圓錐面。
另外，本發(fā)明的特征在于，在依據(jù)最小平方法而使包含在相鄰接的所述平板斷片區(qū)域上的第2接續(xù)線相互之間的偏離為最小的基礎(chǔ)上，連接第2接續(xù)線。
此外，本發(fā)明的特征在于，在不能決定第1及第2接續(xù)線的、局部的鞍點或臍點存在于所述外板上的情況下，將從外板的其它的點延伸且通過鞍點或臍點的第1及第2接續(xù)線決定為關(guān)于鞍點或臍點的第1及第2接續(xù)線。
為解決所述的課題，本發(fā)明的外板制造方法的特征在于，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，將在曲率絕對值為大的方向上延伸的線決定為第1接續(xù)線，將在曲率絕對值為小的方向上延伸的線決定為第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，并將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時作為在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上、正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最小，在包括上述步驟的外板展開方法被實施之后；將平板沿著第2接續(xù)線彎曲以形成中間曲板，使得第1接續(xù)線的曲率、與在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率相一致；依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或收縮率，將中間曲板在第2接續(xù)線的方向上收縮或延伸，以使得中間曲板的第2接續(xù)線的長度與外板的第2接續(xù)線的長度相一致。
為解決所述的課題，本發(fā)明的外板展開方法的指導用計算機程序的特征在于，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，決定在曲率絕對值大的方向上延伸的第1接續(xù)線、以及在曲率絕對值小的方向上延伸的第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點，作為正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最??；對該一計算機，付與包括上述步驟在內(nèi)的外板展開方法的信息提供功能，或者付與通過借助于互聯(lián)網(wǎng)而將與該外板展開方法相關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上、從而付與該其它的計算機外板展開方法的信息提供功能的功能。
根據(jù)本發(fā)明，使用者通過裝載有或可下載程序的該一計算機、或者數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載的其它的計算機，可以把握對外板展開方法的步驟。
為解決所述的課題，本發(fā)明的外板制造方法的指導用計算機程序的特征在于，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，決定在曲率絕對值大的方向上延伸的第1接續(xù)線、以及在曲率絕對值小的方向上延伸的第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點，作為正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最??；對該一計算機，付與在包括上述步驟的外板展開方法被實施之后，包括通過外板展開方法的實行而得到的第1及第2接續(xù)線的平板、在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率、以及依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或依此而在外板制造時的收縮率或者收縮率或依此而在外板制造時的延伸率的信息提供功能，或者付與通過借助于互聯(lián)網(wǎng)而將與這些相關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上、從而對該其它的計算機付與包括第1及第2接續(xù)線的平板、在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率、以及依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或依此而在外板制造時的收縮率或者收縮率或依此而在外板制造時的延伸率的信息提供功能的功能。
為解決所述的課題，本發(fā)明的外板展開方法的指導用計算機程序的特征在于，將平板沿著第2接續(xù)線彎曲以形成中間曲板，以使得第1接續(xù)線的曲率與在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率相一致；依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或收縮率，將中間曲板沿著第2接續(xù)線的方向收縮或延伸，以使得中間曲板的第2接續(xù)線的長度與外板的第2接續(xù)線的長度相一致；對一計算機，付與包括上述步驟的外板制造方法的信息提供功能的功能，或者付與通過借助于互聯(lián)網(wǎng)而將與該外板制造方法相關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上、從而將外板制造方法的信息提供功能付與到該其它的計算機上的功能。
根據(jù)本發(fā)明，使用者通過裝載或下載程序的該一計算機、或者數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載的其它的計算機，可以把握外板制造方法的信息。具體而言，使用者可以對沿著第2接續(xù)線將平板彎曲多少比較適宜，或者沿著第2接續(xù)線的方向?qū)⒅虚g曲板收縮或延伸多少比較適宜而進行把握。由此，不需要熟練的技術(shù)，就可實現(xiàn)高質(zhì)量的外板制造。
為解決所述的課題，本發(fā)明的圖像聲音存儲媒體的特征在于，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，決定在曲率絕對值大的方向上延伸的第1接續(xù)線、以及在曲率絕對值小的方向上延伸的第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點，作為正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最??；將關(guān)于包括上述步驟在內(nèi)的外板展開方法的圖像或者圖像及聲音進行記錄。
根據(jù)本發(fā)明，使用者通過圖像聲音的再生裝置，并利用其視覺、或視覺及聽覺，可以把握外板展開方法的步驟。
本發(fā)明的特征在于，對關(guān)于包括通過外板展開方法的實行而得到的第1及第2接續(xù)線的平板、在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率、以及依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或依此而在外板制造時的收縮率或者收縮率或依此而在外板制造時的延伸率的圖像或者圖像及聲音進行記錄。
此外，本發(fā)明的特征在于，將平板沿著第2接續(xù)線彎曲以形成中間曲板，以使得第1接續(xù)線的曲率、與在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率相一致；依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或收縮率，將中間曲板在第2接續(xù)線的方向上收縮或延伸，以使得中間曲板的第2接續(xù)線的長度與外板的第2接續(xù)線的長度相一致；對關(guān)于包括上述步驟在內(nèi)的外板制造方法的圖像或者圖像及聲音進行記錄。
根據(jù)本發(fā)明，使用者通過圖像聲音的再生裝置，并利用其視覺、或視覺及聽覺，可以把握外板制造方法的步驟。具體而言，使用者利用視覺等，可以對沿著第2接續(xù)線將平板彎曲多少比較適宜，或者沿著第2接續(xù)線的方向?qū)⒅虚g曲板收縮或延伸多少比較適宜而進行把握。


圖1是表示作為本發(fā)明的外板展開方法及外板制造方法的適用對象的外板的形狀說明圖。
圖2(a)是表示本發(fā)明的外板展開方法的流程圖，圖2(b)是表示本發(fā)明的外板制造方法的流程圖。
圖3～圖9是本發(fā)明的外板展開方法的步驟說明圖。
圖10是將外板展開成平板的說明圖。
圖11(a)是臍點的說明圖，圖11(b)是鞍點的說明圖。
圖12是測地基線展開法的概念說明圖。
具體實施例方式
下面，結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的外板展開方法、外板制造方法、這些方法的指導用計算機程序及圖像聲音存儲媒體的實施方式。
作為外板展開方法的適用對象，通過下式(1)所表示的外板P如圖1所示，它構(gòu)成以x-y平板上的(R、0)為中心的半徑r的圓、通過繞z軸旋轉(zhuǎn)而得到的圓環(huán)曲面的斷片。
(x-Rcosφ)2+(y-Rsinφ)2+z2＝r2-0.4[rad]≤φ≤0.4[rad]z≤0 ……(1)下面，結(jié)合圖2～圖10，說明外板展開方法的步驟。
首先，在外板P的點(X、Y)，對外板P的曲率(＝(曲率半徑)-1)包括正負，決定成為最大、最小的方向(圖3中箭頭①、②)(圖2(a)s102)。另外，要決定第1接續(xù)線(參照圖2(a)s104、圖4L1)，該第1接續(xù)線，是在這些方向中沿曲率絕對值大的方向(圖3中箭頭①)、即、在圓環(huán)曲面成形時沿圍繞z軸旋轉(zhuǎn)的、半徑為r的圓的圓周方向延伸且連接外板P的各點的接續(xù)線。此外，還要決定第2接續(xù)線(參照圖2(a)s104、圖4L2)，該第2接續(xù)線，是在這些方向中沿曲率絕對值小的方向(圖3中箭頭②)、即、在圓環(huán)曲面成形時沿使半徑為r的圓旋轉(zhuǎn)的方向分別延伸、且連接外板P的各點的接續(xù)線。在曲面上的一點的曲率計算方法是眾所周知的，故在此省略其說明。
另外，在沿這些方向延伸的2條接續(xù)線中，也可以將偏離測地基線較小的接續(xù)線決定為第1接續(xù)線L1，將偏離測地基線較大的接續(xù)線決定為第2接續(xù)線L2。
第1接續(xù)線L1及第2接續(xù)線L2，如圖4所示，構(gòu)成在各格網(wǎng)點相互正交的外板格網(wǎng)系。第1接續(xù)線L1的間隔、第2接續(xù)線L2的間隔，對應(yīng)于外板P的比例，可大于也可小于圖4所示的間隔。
接著，如圖5中的斜線所示，以包含有1條第1接續(xù)線L1和與其所相鄰的第1接續(xù)線L1之間的第2接續(xù)線L2的斷片在內(nèi)的形狀、而決定將外板P予以分割的帶狀區(qū)域(外板斷片區(qū)域)p(圖2(a)s106)。帶狀區(qū)域p是沿著第1接續(xù)線L1、從其一端向另一端漸漸呈窄幅的曲板。
此后，暫時決定圖6所示的圓錐面P′(圖2(a)s108)。圓錐面P′，在帶狀區(qū)域p中的外板格網(wǎng)點上的第1接續(xù)線L1的切線向量(＝dL1(s)/dsL1(s)是表示線素s中的第1接續(xù)線L1的向量)的延長線上，具有頂點tp。另外，圓錐面P′具有旋轉(zhuǎn)軸ax，該旋轉(zhuǎn)軸ax，垂直于該格網(wǎng)點上的第2接續(xù)線L2的曲率向量(＝d2L2(t)/dt2L2(t)是表示線素t中的第2接續(xù)線L2的向量)，且通過于以其長度的平方除以該曲率向量而得到的向量的終點。
然后，將帶狀區(qū)域p作為暫時決定的圓錐面P′的一部分p′而進行展開(參照圖2(a)s110、圖6)。具體而言，帶狀區(qū)域p的第1接續(xù)線L1，在維持長度的狀態(tài)下，作為母線的斷片而被展開在圓錐面P′上(參照圖6L1′)。另外，以作為等高線的斷片而被展開在圓錐面P′上時的、曲率中心角ψ為最大的第2接續(xù)線L2為基準的第2接續(xù)線L2，與最大曲率中心角ψmas相一致地被進行適當?shù)难由?，并作為等高線的斷片而被展開在圓錐面P′上(參照圖6L2′)。
在此，要決定向圓錐面P′的等高線的斷片展開時的帶狀區(qū)域的第2接續(xù)線L2的各自的延伸率ex(s)(＝ψmax/ψ(s)-1)、以及第1接續(xù)線L1的全長上的其積分值(累計值)Is(＝∫ds·ex(s))(圖2(a)s102)。
在第2接續(xù)線L2在維持長度的狀態(tài)下作為等高線的斷片而被展開在圓錐面P′上(參照圖6L2′)、并作為緯線L2″的斷片通過圓錐投影法而被展開在平板P″的基礎(chǔ)上，來決定延伸率ex(s)(參照圖7L2′)。
該圓錐面P′，一旦在點s0接續(xù)于第1接續(xù)線L1，點s處的第2接續(xù)線L2的延伸率ex(s)則按下式(2)決定。
ex(s)＝1-η(s；s0)/ηmax……(2)在此，η(s；s0)表示展開在平板P″上的弧狀的第2接續(xù)線L2″的斷片的曲率中心角，ηmax表示其最大值。另外，η(s；s0)是根據(jù)展開在平板P″上的第2接續(xù)線L2″的長度y(s)以及曲率半徑R(s0)-s0+s，由下式(3)決定(參照圖7)。
η(s；s0)＝y(tǒng)(s)/{R(s0)-(s0-s)} ……(3)而且，關(guān)于各外板格網(wǎng)點，反復進行圓錐面P′的決定(s108)、作為帶狀區(qū)域p中的該圓錐面P′的一部分p′的展開(s110)及積分值Is的決定(s112)。在此基楚上，對積分值Is為最小的圓錐面P′，作為最恰當?shù)摹翱烧姑妗边M行正式?jīng)Q定(圖2(a)s114)。
在此，從第1接續(xù)線L1的一端起的距離s0，在(a)0、(b)0.11πr、(c)0.22πr、(d)0.33πr、(e)0.44πr的位置，作為接續(xù)于第1接續(xù)線L1的圓錐面P′的斷片p′，而將帶狀區(qū)域p展開。此時，結(jié)合圖8，對于第2接續(xù)線L2的延伸率ex(s)沿著第1接續(xù)線L1的全長怎樣產(chǎn)生變化進行說明。
由圖8的曲線ex(s)與s軸圍成的區(qū)域的面積，相當于第1接續(xù)線L1的全長上的積分值Is(參照圖2(a)s112)。積分值Is是表示在將外板P展開成平板P″時、外板P沿著第2接續(xù)線L2只被延伸了多少。即，積分值Is，是表示在對外板P進行制造時，平板P″沿著第2接續(xù)線L2只被收縮了多少。所以，從提高制造效率的觀點來看，積分值Is越小，也就越是適當?shù)恼归_法。
參照圖8可知，例如，在(a)的情況下，與另外的(b)～(e)的情況相比，在s＝0～0.4πr的范圍內(nèi)，特別大，這樣也就有必要將平板P″沿著第2接續(xù)線L2″進行收縮。如此可知，(c)的情況是最佳的，即，在s0＝0.22πr的位置，帶狀區(qū)域p被展開在接續(xù)于第1接續(xù)線L1的圓錐面P′的斷片p′上。
而后，帶狀區(qū)域p作為所正式?jīng)Q定的圓錐面P′的一部分p′而被展開(圖2(a)s116)。具體而言，帶狀區(qū)域p的第1接續(xù)線L1，在維持長度的狀態(tài)下作為母線的斷片而被展開在最佳圓錐面P′上(參照圖6L1)。另外，以作為等高線的斷片而被展開在最佳圓錐面P′上時的曲率中心角ψ為最大的第2接續(xù)線L2為基準，其它的第2接續(xù)線L2的斷片，與最大曲率中心角ψmas相一致地被進行適當?shù)难由欤⒆鳛榈雀呔€的斷片而被展開在最佳圓錐面P′上(參照圖6L2)。
其次，作為圓錐面P′的一部分p′而被展開的帶狀區(qū)域p，用圓錐投影法，作為扇形區(qū)域(平板斷片區(qū)域)p″而被展開在平板P″上(參照圖2(a)s118、圖9)。具體而言，最佳圓錐面P′的第1接續(xù)線L1′作為經(jīng)線而被展開在扇形區(qū)域p″上(參照圖9 L1″)。另外，圓錐面P′的第2接續(xù)線L2′作為緯線的斷片而被展開在扇形區(qū)域P″上(參照圖9 L2″)。
在此基楚上，對包含在相鄰接的扇形區(qū)域p″內(nèi)的第2接續(xù)線L2″之間進行連接(參照圖2(a)s120)。此時，如圖9所示，包含在相鄰接的扇形區(qū)域p″內(nèi)的第2接續(xù)線L2″如果有偏離，可通過最小平方法將第2接續(xù)線L2″之間進行連接，以使得偏離的總量達到最小化。
這樣，外板P被展開成圖10所示的大致扇形的平板P″。具體而言，外板P的第1接續(xù)線L1及第2接續(xù)線L2，作為在各格網(wǎng)點構(gòu)成相互正交的平板格網(wǎng)系的第1接續(xù)線L1″及第2接續(xù)線L2″而被展開成平板P″。
下面，結(jié)合圖2(b)，對于加工圖10所示的平板P″、制造圖1所示的外板的方法的步驟進行說明。
首先，決定沿著第1接續(xù)線L1″的曲率(圖2(a)s202)。在外板P上，根據(jù)在曲率為最大、最小的方向的決定(圖2(a)s102)、第1接續(xù)線L1及第2接續(xù)線L2的決定(圖2(a)s104)時作為基楚的曲率，可以容易地決定該曲率。
接著，決定第2接續(xù)線L2″的收縮率sh(s)(＝1-(1+ex(s))-1)(圖2(b)s204)。根據(jù)從以最佳圓錐面的決定(圖2(a)s114)為基楚的外板P向圓錐面P′展開時的第2接續(xù)線L2的延伸率ex(s)，可以容易地決定收縮率sh(s)。即，在從外板P向圓錐面P′展開時，若將第2接續(xù)線L2僅以全體的0.10進行延伸的話，則在從平板P″向外板P的制造時，可以將該第2接續(xù)線L2″僅以全體的0.099進行收縮。
此后，將平板P″沿著第2接續(xù)線L2進行彎曲，以使得第1接續(xù)線L1″的各格網(wǎng)點的曲率，與外板P所對應(yīng)的外板格網(wǎng)點的曲率相一致(圖2(b)s206)。
而且，將平板P″沿著第2接續(xù)線L2″并依據(jù)收縮率sh(s)通過線加熱等周知的方法進行收縮，以使平板P″的第2接續(xù)線L2″的長度與外板P的第2接續(xù)線L2的長度相一致(圖2(b)s208)。由此，即可制造圖1所示的外板P。
據(jù)本件申請的發(fā)明者之所見，通過本發(fā)明的外板展開方法而得到的圖10所示的平板P″的面積，為圖1所示的外板P的1.023倍。對此，如果根據(jù)將連結(jié)圖1所示的外板P的2點(Rcosφ、Rsinφb、-r)及(Rcosφ、-Rsinφb、-r)的線作為測地基線的測地基線展開法的話，雖然外板P同樣地被展開成大致扇形的平板(圖示略)，但是，其面積將為外板P的1.076倍。這意味著根據(jù)本發(fā)明的外板展開方法，通過在整體上將平板P″收縮大約2.2％，即可以制造外板P，而根據(jù)傳統(tǒng)的外板展開方法，在制造外板P時，必須將平板在整體上收縮大約7.1％。即，根據(jù)本發(fā)明的外板展開方法，與傳統(tǒng)的測地基線展開法相比，在制造外板P時，可以將所必要的平板P″的收縮率抑制在1/3左右。
所以，根據(jù)本發(fā)明，與測地基線展開法相比，可以在外板的制作中，降低平板的加工量，能夠可靠地實現(xiàn)外板制造效率的提高。
另外，根據(jù)本發(fā)明，對于將圖10所示的平板P″，在哪里向哪個方向彎曲，向哪個方向收縮多少為宜的問題，可以通過構(gòu)成平板格網(wǎng)系的第1接續(xù)線L1″及第2接續(xù)線L2″來予以把握。另外，對于使平板P″沿著第2接續(xù)線L2″彎曲多少為宜的問題，可以通過曲率(參照圖2(b)s202)來予以把握。而且，對于由彎曲平板P″而形成的中間曲板，在第2接續(xù)線L2″的方向收縮多少為宜，可以通過收縮率sh(s)(參照圖2(b)s204、圖8的曲線(c))來予以把握。由此，不需要熟練的技術(shù)，就可以實現(xiàn)高質(zhì)量的外板制造。
另外，本發(fā)明的外板展開方法及外板制造方法的適用對象，雖然在本實施方式中是指構(gòu)成如圖1所示的圓環(huán)曲面的斷片的外板P，但是，在其它實施方式中，也可以是除此之外的所有形狀的外板。
另外，在對第1接續(xù)線L1及第2接續(xù)線L2不能決定的局部的特殊點包含在外板上的情況下，例如是具有多個反映最大曲率或最小曲率的方向的臍點(參照圖11(a)中pp1)、或者最大曲率與最小曲率的符號相反但其絕對值相同的鞍點(參照圖11(b)中pp2)等的情況下，也可以從外板格網(wǎng)系的其它的格網(wǎng)點開始延伸，對通過局部的臍點或鞍點的第1接續(xù)線L1及第2接續(xù)線L2作為分別關(guān)于臍點或鞍點的第1接續(xù)線L1及第2接續(xù)線L2來決定。
在本實施方式中，帶狀區(qū)域p雖然作為圓錐面P′的一部分p′而被展開，但是，作為其它實施方式，也可以作為圓筒、筒體等的其它所有可展面的一部分而被展開。
在本實施方式中，雖然通過使彎曲平板P″而形成的中間曲板在第2接續(xù)線L2″的方向收縮來形成外板P，但是，作為其它實施方式，也可以通過使中間曲板在第2接續(xù)線L2″的方向延伸來制造外板P。
在該其它實施方式中，當帶狀區(qū)域p作為圓錐面P′的斷片p′而被展開時(參照圖2(b)s110)，以作為等高線L2′的斷片、且被展開在圓錐面P′上時的曲率中心角ψ為“最小”的第2接續(xù)線L2為基準，使第2接續(xù)線L2的斷片與最小曲率中心角ψmin相一致地被進行適當?shù)摹笆湛s”，并作為等高線L2′的斷片而被展開在圓錐面上(參照圖2(b)s110)。
另外，要決定向圓錐面P′的等高線L2′的斷片展開時的帶狀區(qū)域的第2接續(xù)線L2的各自的收縮率sh(s)(＝ψ(s)/ψmin-1)、以及與第1接續(xù)線L1的全長上的收縮率sh(s)相對應(yīng)的加工量的積分值(累計值)Is(＝∫ds·sh(s))(參照圖2(a)s112)。
在此基楚上，正式?jīng)Q定圓錐面P′，并將帶狀區(qū)域p作為圓錐面P′的一部分展開，而且，被展開在扇形區(qū)域p″上(參照圖2(a)s114～s120)。在從該平板P″制造圖1的外板P時，首先，沿著第2接續(xù)線L2彎曲平板P″，以形成中間曲板(圖2(b)s206)。在此基礎(chǔ)上，沿第2接續(xù)線L2″的方向，依據(jù)延伸率ex(s)(＝1-(1+sh(s))-1)將中間曲板延伸(圖2(b)s208)。
根據(jù)該其它實施方式，可以將平板P″的延伸量抑制到最小，從而能夠提高外板P的制造效率。
另外，關(guān)于本實施方式的外板展開方法及外板制造方法中的至少一方的步驟，可以利用計算機程序(以下僅稱“程序”)進行說明。在這種情況下，程序?qū)蛇M行裝載或下載的一計算機(圖示略)付與以下將要說明的諸功能。
對一計算機付與除了上式(1)的輸入之外，通過從照相機等輸入外板P的圖像數(shù)據(jù)來識別外板P的形狀的功能。
另外，對一計算機付與通過利用人的視覺或聽覺能夠識別的液晶面板等圖像顯示裝置(圖示略)或者揚聲器等發(fā)音裝置(圖示略)，提供以其形狀被識別了的外板P為對象的外板展開方法(參照圖2(a)s102～s120)的信息的功能。另外，也可以對一計算機付與通過將外板展開方法所關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上，而將通過利用人的視覺或聽覺能夠識別的圖像或者聲音來提供該外板展開方法的信息的功能、進行付與的功能。
此外，還對一計算機付與通過利用人的視覺或聽覺能夠識別的圖像或者聲音，提供包括第1接續(xù)線L1″及第2接續(xù)線L2″在內(nèi)的外板P″(參照圖10)、以及加工時或展開時的延伸率ex(s)或收縮率sh(s)(參照圖10)的信息的功能。另外，也可以對一計算機付與通過將與這些關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上，而對其它的計算機付與將通過利用人的視覺或聽覺能夠識別的圖像或者聲音來提供包括第1接續(xù)線L1″及第2接續(xù)線L2″在內(nèi)的平板P″、以及加工時或展開時的延伸率ex(s)或收縮率sh(s)的信息的功能的功能。
根據(jù)本程序，通過直接裝載或可下載的一計算機、或者從該一計算機轉(zhuǎn)載了數(shù)據(jù)的其它的計算機，使用者可以利用其視覺、或視覺及聽覺而容易地把握外板展開方法、外板制造方法的步驟。
本實施方式的外板展開方法(圖2(a))及外板制造方法(圖2(b))中的至少一方的步驟，也可以利用錄像帶、DVD等圖像聲音存儲媒體進行說明。在這種情況下，通過利用錄像機或DVD播放機等再生裝置記錄在存儲媒體上的圖1～圖10所示的圖像、與該圖像關(guān)連的聲音，來對外板展開方法、外板制造方法的步驟進行說明。
根據(jù)該存儲媒體，使用者可以通過視覺、視覺而容易地把握外板展開方法、外板制造方法的步驟。
權(quán)利要求
1.一種外板展開方法，是將規(guī)定形狀的外板展開成平板的方法，其特征在于基于外板的曲率，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時決定在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上正交的第1接續(xù)線及第2接續(xù)線；構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時將在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上、作為相互正交的線的第1接續(xù)線及第2接續(xù)線展開在平板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外板展開方法，其特征在于，在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，將在曲率絕對值大的方向上延伸的線決定為第1接續(xù)線，將在曲率絕對值小的方向上延伸的線決定為第2接續(xù)線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外板展開方法，其特征在于，決定在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向上分別延伸的接續(xù)線；將以最短距離連結(jié)該接續(xù)線的端點之間的外板上的線作為測地基線決定；在該接續(xù)線中，將偏離該測地基線較小的線決定為第1接續(xù)線，將偏離該測地基線較大的線決定為第2接續(xù)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的外板展開方法，其特征在于，將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，并將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時作為在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上、正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的外板展開方法，其特征在于，在將第1及第2接續(xù)線從外板展開在平板上時，決定包含有第1及第2接續(xù)線的外板的外板斷片區(qū)域；將包含在該外板斷片區(qū)域上的第1接續(xù)線、在不改變其長度的狀態(tài)下作為直線展開，并決定可將包含在該外板斷片區(qū)域上的第2接續(xù)線予以展開的可展面，以使得與其延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最小；在將該外板斷片區(qū)域展開在該可展面的一部分上的基礎(chǔ)上，將該可展面的一部分展開在平板斷片區(qū)域上，并連接與相鄰接的該平板斷片區(qū)域相對應(yīng)的第1或第2接續(xù)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外板展開方法，其特征在于，將包含有第1接續(xù)線及處于其兩相鄰的第1接續(xù)線之間的第2接續(xù)線的帶狀區(qū)域、決定為所述外板斷片區(qū)域；一圓錐面，其在包含于該外板展開區(qū)域內(nèi)的外板格網(wǎng)點上的第1接續(xù)線的切線向量的延長線上具有頂點，并且具有垂直于外板格網(wǎng)點上的第2接續(xù)線的曲率向量、且通過于以其絕對值的平方除以該曲率向量而得到的向量的終點的旋轉(zhuǎn)軸；在該圓錐面中，將第1接續(xù)線、在維持其長度的狀態(tài)下作為母線的斷片予以展開，將第2接續(xù)線作為等高線的斷片予以展開，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最??；將這樣所得到的圓錐面決定為所述可展面；在將該外板斷片區(qū)域展開在該可展面的一部分上的基礎(chǔ)上，通過圓錐投影法而將該可展面的一部分展開在扇形的所述平板斷片區(qū)域上，并將展開在該可展面上的第1接續(xù)線作為經(jīng)線而展開在平板上，將展開在該最佳圓錐面上的第2接續(xù)線作為緯線而展開在平板上，且連接與相鄰接的該平板斷片區(qū)域相對應(yīng)的第2接續(xù)線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外板展開方法，其特征在于，將下述圓錐面決定為所述可展面，該圓錐面是指在包含在所述外板展開區(qū)域上的第2接續(xù)線中，以作為等高線的斷片、且被展開在所述圓錐面上時的曲率中心角為最大或最小的第2基準線為基準，與該曲率中心角相一致地而將其它的第2接續(xù)線進行延伸或收縮時的延伸率或收縮率所對應(yīng)的加工量的累計值為最小的圓錐面。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的外板展開方法，其特征在于，在依據(jù)最小平方法而使包含在相鄰接的所述平板斷片區(qū)域上的第2接續(xù)線相互之間的偏離為最小的基礎(chǔ)上，連接第2接續(xù)線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的外板展開方法，其特征在于，在不能決定第1及第2接續(xù)線的、局部的鞍點或臍點存在于所述外板上的情況下，將從外板的其它的點延伸且通過鞍點或臍點的第1及第2接續(xù)線決定為關(guān)于鞍點或臍點的第1及第2接續(xù)線。
10.一種外板制造方法，是根據(jù)由平板制造出規(guī)定形狀的外板的方法，其特征在于構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，將在曲率絕對值為大的方向上延伸的線決定為第1接續(xù)線，將在曲率絕對值為小的方向上延伸的線決定為第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，并將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時作為在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上、正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最小，在包括上述步驟的外板展開方法被實施之后；將平板沿著第2接續(xù)線彎曲以形成中間曲板，使得第1接續(xù)線的曲率、與在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率相一致；依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或收縮率，將中間曲板沿著第2接續(xù)線收縮或延伸，以使得中間曲板的第2接續(xù)線的長度與外板的第2接續(xù)線的長度相一致。
11.一種計算機程序，是裝載在一計算機上或借助于互聯(lián)網(wǎng)而進行轉(zhuǎn)載的外板展開方法的指導用計算機程序，其特征在于構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，決定在曲率絕對值大的方向上延伸的第1接續(xù)線、以及在曲率絕對值小的方向上延伸的第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點，作為正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最??；對該一計算機，付與包括上述步驟在內(nèi)的外板展開方法的信息提供功能，或者付與通過借助于互聯(lián)網(wǎng)而將與該外板展開方法相關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上、從而付與該其它的計算機外板展開方法的信息提供功能的功能。
12.一種計算機程序，是裝載在一計算機上或借助于互聯(lián)網(wǎng)而進行轉(zhuǎn)載的外板制造方法的指導用計算機程序，其特征在于，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，決定在曲率絕對值大的方向上延伸的第1接續(xù)線、以及在曲率絕對值小的方向上延伸的第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點，作為正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最?。粚υ撘挥嬎銠C，付與在包括上述步驟的外板展開方法被實施之后，包括通過外板展開方法的實行而得到的第1及第2接續(xù)線的平板、在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率、以及依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或依此而在外板制造時的收縮率或者收縮率或依此而在外板制造時的延伸率的信息提供功能，或者付與通過借助于互聯(lián)網(wǎng)而將與這些相關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上、從而對該其它的計算機付與包括第1及第2接續(xù)線的平板、在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率、以及依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或依此而在外板制造時的收縮率或者收縮率或依此而在外板制造時的延伸率的信息提供功能的功能。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計算機程序，其特征在于，將平板沿著第2接續(xù)線彎曲以形成中間曲板，以使得第1接續(xù)線的曲率與在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率相一致；依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或收縮率，將中間曲板沿著第2接續(xù)線的方向收縮或延伸，以使得中間曲板的第2接續(xù)線的長度與外板的第2接續(xù)線的長度相一致；對一計算機，付與包括上述步驟的外板制造方法的信息提供功能的功能，或者付與通過借助于互聯(lián)網(wǎng)而將與該外板制造方法相關(guān)連的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)載到其它的計算機上、從而將外板制造方法的信息提供功能付與到該其它的計算機上的功能。
14.一種圖像聲音存儲媒體，是對于利用圖像聲音再生裝置而再生的圖像或者圖像及聲音進行記錄的媒體，其特征在于構(gòu)成外板格網(wǎng)系，同時在外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板的曲率為最大、最小的方向中，決定在曲率絕對值大的方向上延伸的第1接續(xù)線、以及在曲率絕對值小的方向上延伸的第2接續(xù)線；將第1接續(xù)線、在維持其長度的同時作為直線展開在平板上，將第2接續(xù)線與該直線共同構(gòu)成平板格網(wǎng)系，同時在平板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點，作為正交于該直線的線展開在平板上，以使得與延伸率或收縮率相對應(yīng)的加工量的累計值為最??；將關(guān)于包括上述步驟在內(nèi)的外板展開方法的圖像或者圖像及聲音進行記錄。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像聲音存儲媒體，其特征在于，對關(guān)于包括通過外板展開方法的實行而得到的第1及第2接續(xù)線的平板、在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率、以及依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或依此而在外板制造時的收縮率或者收縮率或依此而在外板制造時的延伸率的圖像或者圖像及聲音進行記錄。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的圖像聲音存儲媒體，其特征在于，將平板沿著第2接續(xù)線彎曲以形成中間曲板，以使得第1接續(xù)線的曲率、與在外板上決定第1接續(xù)線時作為基礎(chǔ)的曲率相一致；依據(jù)以從外板向平板的第2接續(xù)線的展開為基礎(chǔ)的延伸率或收縮率，將中間曲板沿著第2接續(xù)線收縮或延伸，以使得中間曲板的第2接續(xù)線的長度與外板的第2接續(xù)線的長度相一致；對關(guān)于包括上述步驟在內(nèi)的外板制造方法的圖像或者圖像及聲音進行記錄。
全文摘要
一種外板展開方法、外板制造方法、這些方法的指導用計算機程序以及這些方法的指導用圖像存儲媒體，首先，構(gòu)成外板格網(wǎng)系，而且決定外板格網(wǎng)系的各格網(wǎng)點上的外板(P)的曲率為最大、最小的方向(s102)。另外，決定沿在這些方向當中的曲率絕對值為大的方向、小的方向延伸的第1接續(xù)線(L
文檔編號G05B19/41GK1643524SQ0380643
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月19日
發(fā)明者松岡一祥, 松川忠 申請人:社團法人日本中小型造船工業(yè)會, 獨立行政法人海上技術(shù)安全研究所