（机械电子工程专业论文）液压系统cad环境开发与设计方法研究.pdf

人连理r 大学硕士学位论文 摘要 液压c a d 系统作为一种专业应用软件，是液压行业经常使用的辅助设计方法。但 是由于它所依赖的通用c a d 绘图软件在刁i 断的发展和更新，对液压c a d 系统产生了 很大影响；而且当前设计制造业的发展已经呈现出网络化、三维化的趋势：还有国家标 准液压元件职能符号的更新和图库的不断扩充。这三方面原因都导致液压系统c a d 需 要进一步的更新。本课题就是围绕这三方面问题进行展丌研究的。 首先，针对c a d 绘图软件的发展更新对液压c a d 的影响这一问题，我们定制了 新版本a u t o c a d2 0 0 4 开发包模块，这部分采用定制菜单技术、创建幻灯片技术、创建 图块、编写l i s p 程序和d c l 程序来开发，实现了执行元件负载图和系统原理图的绘 制。 第二，利用当前设计制造业网络化这个特点，本系统开发了并行网络通讯模块。它 采用现代c a d 理念，运用t c p i p 协议和s o c k e t 技术，实现了文件的传输、信息的交 互和设计的协同工作，改变了以往液压c a d 单机设计的模式。 第三，利用当前设计制造业三维发展趋势，本系统构建了三维集成块造型模块，并 且通过具体实例说明如何开发设计三维集成块。 最后，针对国家标准液压元件职能符号的更新与图库的不断扩充，本系统定制了数 据库模块，采用数据库存放图形文件的方式保存和备份数据，加强对图库的管理。这个 功能需要设计数据库模块，包括数据库的设计、高级连接方式a d o 的实现和数据库模 式的选用。 综合，本c a d 系统由计算分析模块、a u t o c a d2 0 0 4 开发包模块、图形文件交互 模块、后台数据库模块、和三维集成块造型6 大模块组成。利用本系统可以完成数值分 析、负载速度图与系统原理图绘制、图形文件读写、文件传输、网络通讯和三维集成块 没计。向现代c a d 集成化、网络化和信息化方向迈出了关键的一步。 经证明，上述相关问题的解决方案在系统运行过程中是行之有效的。 关键字：液压辅助设计：并行工程：c a d ：数据库；三维造型 i i i 现代液压系统c a d 环境开发与殴计方法研究 a b s t r a c t a sa p r o f e s s i o n a la p p l i c a t i o ns o t t w a r e ，t h eh y d r a u l i cc a d s y s t e mi saw i d e l yu s e d a s s i s t a n td e s i g n i n gm e t h o di nt h eh y d r a u l i ci n d u s t r y h o w e r e r ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f t h ec a d d r a w i n gs o f t w a r e ，t h ec o m p u t e r i z i n g a n d t h r e e - d i m e n s i o n a l i z i n gi n t h e m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y ，t h eu p d a t e o f t h en a t i o n a lg r a p hs t a n d a r da n dt h ec o n 廿n o u s e x p a n s i o n o f t h e g a l l e r y t h e h a d r a u l i cs y s t e m c a d h a s t o b e u p d a t e d t o m e e t t h e s e v e n d s t h i s d e s s e r t a t i o nh a sm a k ead e e pr e s e a r c ho nt h e s ei s s u e s f i r s t ，i n r e s p o n s e t o t h e f a s t d e v e l o p m e n t a n d u p d a t e o f t h e d r a w i n g s o f t w a r e , w e h a v e m a d et h ea u t o c a d2 0 0 4d e v e l o p i n g p a c k a g em o d u l e ，w h i c hi n c l u d e sd e s i n n gm e n u , e s t a b l i s h l a t e m s l i d e ，d r a w i n gg r a p h i c s ，m a k i n g b l o c k sa n d w r i t i n gl i s pa n dd c l p m g r a m m e s ，e t c i t c a n d r a wl o a ds p e e d d r a w i n g a n ds y s t e mc i r c u i t s e c o n d , t o ! a d o p t ! | t h ec o m p u t e r i z a t i o n i nt h e m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r ya n d t h e c o n c e p t i o n o f m o d e m c a d ，t h i ss y s t e mh a sd e s i g n e dt h e c o n c u r r e n tn e t w o r kc o r n m u n i e a t i o 1m o d u l e , w h i e h h a s e m p l o y e d t c p i p p r o t o c o la n d s o c k e tt e c h n o l o g y i tr e a l i z e sf i l e st r a n s f e r i n g , i n _ f o r m a t i o n e x c h a n g ea n dc o o p e r a t i v ed e s i g n t oa l t e rt h e p a t t e mo f s i n g l ec o m p u t e ri nh y d r a u l i cs y s t e m d e s i g n t h i r d ，b e c a y s eo f t h e t h r e e - d i n l e n s i o nd e v e l o p i n gt r e n di nt h ec u r r e n t m a n u f a c t u r i n g i n d u s t r y ，t h i ss y s t e mh a sd e s i g n e d t h et h r e e - d i m e n s i o n i n t e g r a t i o nb l o c km o d u l e ，a n da tt h e s a l l l et i m ei l l u s t r a t e db y e x a m p l e sh o w t ou s e p r o f e s s i o n a lc a ds y s t e m t od e v e l o pt h r e e d i m e n s i o n i n t e g r a t i o nm o d u l e a tl a s t ，谶a c c o r d a n c ew i t ht h eu p d a t eo f t h e c o m p o n e n ts y m b 0 1o f n a t i o n a ls t a n d a r da n d t h e e x p m t s i o n o f t h e p r o f e s s i o n a lg r a p h s , w e a m e l i o r a t e dt h e c o m p o n e n tl i b r a r ya n d s t r e n g t h e n e dt h eg r a g hm a n a g e m e n t , k e e p i n gg r a p h i c sf i l ei nt h ed a t a b a s et os a v ea n dc o p y 姚 t h i sr e q u i r e st od e s i g nt h ed a t a b a s e m o d u l e ，i n c l u d i n gd a t a b a s ed e s i g n m e n t t h ee m p l o y m e n to f a d v a n c e d c o n n e c t i n g m e t h o da d oa n ds e l e c t i o no f d a t a b a s e p a t t e r n s t os a n l u p ，t h i sc a ds y s t e md e s i g n s s i xm o d u l e s ：c a l c u l a t i n g a n a l y s i sm o d u l e ，a u t o c a d d e v e l o p m e n tp a c k a g e ，g r a p h i c sf i l ei n t e r a c t i o nm o d u l ，b a c k g r o u dd a t a b a s em o d u l e ，c o n c u r r e n t n e t w o r kc o m m u n i c a t i o nm o d u l em a dt h r e e d i m e n s i o n a li n t e g r a t i v ev a l v e d e s i g n b yt h i ss y s t e m ， p e o p l e c a l lr e a l i z en u m e r i c a lv a l u e a n a l y s i s ，d r a wl o a ds p e e dg r a p h i c sa n ds y s t e mp r i n c i p a l g r a p g h i c s ，r e a da n d w r i t eg r a p h i c sf i l e s ，f i l e st r a n s f e r i n g ，n e t w o r kc o m m u n i c a t i o n a n dt h e d e s i g no f t h r e e - d i m e n s i o nb l o c k t h i sm a k e s as u c c e s s f u ls t e pt o w a r dt h e a p p l i c a t i o no f m o d r e nc a d i n t e g r a t i o n ，n e t w o r ka n d i n f o r m a t i o n r 0b e p r o v e d i ti sv a l i dt oe m p l o yt h ea b o v es o l u t i o n k e yw o r d s ：h y d r a u l i ea s s i s t a n td e s i g n ；c o n c u r r e n t e n g i n e e r i n g ；c a d ；d a t a b a s e ；t h r e e - d i m e n s i o ns c u l p t - i v 现代液压系统c a d 环境开发与殴计方法研究 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一周工作的同志对 本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：越日期：兰堕：i ! 拶 l 绪论 。一连理j ：大学硕士0 + 位沧义 1 1 概述 1 1 1a u t o c a d 技术现状 经过a u t o d e s k 公司的不懈努力，推出了a u t o c a d2 0 0 4 。使之变成一个更加完善的 绘图软件。具体体现在以下几个方面： 1 ) 速度 a u t o c a d2 0 0 4 的速度比a u t o c a d2 0 0 2 提高2 4 ； 2 ) 存储空浏d w g 文件大小平均减小4 4 ，可将服务器磁盘空问要求减少4 0 一 书( ) ： 3 ) 数据共享a u t o c a ) 2 0 0 4 采用改进的i ) w f 文件格式叫) w f6 ，支持在出版和 查看中安全地进行共享：并通过参考变更的自动通知、在线内容获取、c n ) 标 准检查、数字签字检查等技术提供了方便、快捷、安全的数据共享环境： 4 ) 设计环境 a u t o c a d2 0 0 4 拥有轻松的设计环境，它将把用户的注意力从键 盘、鼠标和其它输入设备转移到设计上柬。在完成任务的自动化方面， a u t o c a d2 0 0 4 还向用户提供实时的信息和数据访问，帮助用户进行设计； 5 ) 功能创新的工具厩板，集成的1 一d r o p 功能；功能更加强大的设计中心； 增强的c a d 标准和标准检测，批最标准检测。 1 ，1 2c 矗d 技术发展 c a d 正经历着由传统技术向现代技术的转变。现代c a d 技术是指在复杂的大系统 环境下，支持产品自动化设计的设计理论和方法、设计环境、设计工具各相关技术的总 称，他们能使设计工作实现集成化、网络化和智能化，达到提高产品设计质量、降低产 品成本和缩短设计周期的目的。1 。 现代c a d 技术是在先进制造技术及现代设计理论与方法带动下，在传统c a d 技 术的基础上发展起来的。从本质上讲，这种技术力求在一个复杂大系统的环境中( 如 c i m s 、并行工程、敏捷制造等) ，使设计工作自动化。因此，现代c a d 技术是面向设 计自动化的技术。集成化、网络化和智能化是现代c a d 技术所追求的目标。集成化要 能支持信息集成、过程集成与企业集成，它涉及的技术有：数字化建模、产品数据管 理、过程协调与管理、产品数据交换等：网络化要能支持动态联盟中协同设计所需的环 境与设计技术；智能化是指在实现集成化与网络化时所采用的智能技术，如人工智能、 专家系统技术等。 现代c a d 技术既容纳了当前c a d 技术在集成、网络、智能等方面达到的技术成 就，又包含了将来c a d 技术的进步，因此现代c a d 技术是c a d 技术发展的主流。 现代液压系统c a d 环境开发与改计方法研究 l 1 3 现代c a d 技术的研究内容 1 1 3 1 研究现代设计理论与方法学 设计是一项复杂的创造性工作，也正由于它的复杂性，迄今为止，人们对设计尚缺 乏规律性的认识，还没有形成严格的理论体系。计算机技术、信息技术的发展，使得近 年来提出了很多理论，如：并行设计、协同设计、虚拟设计、分形设计等，我们应该加 以深入的研究，以便指导现代c a d 系统的实现嘲。 1 , 1 3 2 研究与设计环境相关的技术 良好的设计环境意味着异地分布的产品r 丌发队伍能通过广域网，充分利用各地的设 计资源和信息进行协同设计。为此需要如下的技术和开发环境： 1 ) 协同设计环境的支持技术，如广域网上的浏览g 静服务器( b s ) 环境、客户机， 服务器( c s ) 结构的计算机系统，以及基于b s 和c $ 的协同设计的平台体 系结构。 2 )良好的集成开发环境，比如流行的有m i c r o s o f t 的n e t 集成开发环境、v i s u a l s t u d i o 集成环境、i b m 的w s a d 集成环境等等。 1 2 选题背景 之所以对本课题进行研究，有下面几个很重要的原因： 1 ) 液压c a d 多年的经验积累多年来，液压系统c a d 研究方面取得了很多成 果，积累了许多宝贵的经验。在姜秀萍导师的带领下，先后完成了泵站c a d 系统。3 、液压阀块c a d 系统“、液压c a d 图纸输出辅助系统“1 、系统原理图 系统等等。这为本课题研究打下一个重要基础。 2 ) a u t o c a d 的迅猛发展从第一小节就可以看到，a u t o c a d 在很快的发展 着。液压c a d 作为专业应用软件，需要采用a u t o c a d 作为绘图支撑软件， a u t o c a d 的迅速发展促使液压c a d 必须跟上绘图软件的更新。 3 ) 液压c a d 软件功能完善因设计的需要和管理的需要以及国家标准的更新， 原来的液压c a d 已经不能完全满足用户的需要，需要我们在原来的基础上继 续开发新的功能，完善图库，移植新的支撑环境等等。网络的发展改变了世 界，改变了c a d ，我们需要运用网络技术开发新一代的c a d 系统。 1 3 论文工作内容 有了以上的原因加之对当前c a d 设计领域的认识，本课题从以下几个方面进行 研究与玎发二 1 ) a u t o c a d 环境下液压c a d 工作环境开发，这包括液压系统原理图的绘制和三 维集成块的设计。 - 2 。 人述理：a 学坝h 学位论文 2 ) 软件系统的图库、数据库扩充。包括阀块、外形图和板面等的扩充。 3 ) 软件的网络化。运用并行工程的方法，采用t c p i p 协议实现本系统的网络 化。 4 ) 液压c a d 设计方法研究。包括对并行工程方法的研究和三维集成块造型的研 究。 3 现代液压系统c a d 环境开发与设计方法研究 2 液压系统c a d 软件总体设计 2 1 液压系统c a d 软件总体方案设计 液压c a d 系统旨在利用计算机来完成液压系统的设计，包括系统设汁要求、分析工 作状况、确定主要参数、绘制系统原理图、元件选择、集成块的设计、孔道连通设计及 孔道校核等内容。在该系统中，首先设计人员根据所要设计的液压系统明白设计要求、 然后在对话框中选择不同的工作状况。然后在对应对话框中计算主要参数并绘制执行元 件的负载图和速度图，设计人员可以在数据库中调用常用手册的数据进行计算分析，根 据已经的数据和经验绘制出可靠实用的系统原理图”。 运用现代c a d 设计理念，以及当前【盟界网络化的飞速发展，规划出如下系统总体结 图2 1 系统整体结构图 f i 9 2 1s y s t e mi n t e g r a l s t r u c t u r e 从总体的划分来看，整个系统可分为前台的应用系统、二次开发包和后台数据库三 大模块。前台的应用程序是后台数据库和用户的接口：一方面，它将数据库的信息经过 处理显示给用户；另一方面，它又可以接受来自用户的输入，来更新后台数据库存放的 信息。 2 2 液压c a d 系统软件的功能 按照现代c a d 设计理念，本液压c a d 系统按照以下几个模块构建与规划。如图2 2 所示。 人连理i 人学硕l 学位沧文 确定各个参数，并进行优化分析 绘制系统原理图和图形交互 企业客户、领导和设计人员的直接沟通，进行通讯 数据库连接调用、查询和分柝 设 r 说明、常用公式和技术文件的演示 图2 3 系统功能图 f i 9 2 3s y s t e mf u n c t i o nf r a m e 2 3 液压系统c a d 软件开发方法 本系统选用操作系统是w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r ，集成开发工具是m i c r o s o f tv l s u a l c + 十，辅助开发工具是a u t o c a d2 0 0 4 ，数据库是s o ls e r v e r 。在开发过程中充分考虑界 面友好性的原则，大量采用面向对象方法进行开发设计，同时也利用对话框进行参数输 入，并对各类标准数据进行数据库提取和存储。 本系统采用r a t i o n a l 统一过程( r a t i o n a lu n i f i e dp r o c e s s ，i u p ) 开发模型。 r u p 是一种二维结构的软件开发过程，其中一维是时间，另一维是过程成分( p r o c e s s c o m p o n e n t ) 。 从时间序列而言，r u p 把软件开发的生命罔期划分为若干阶段和一系列的循环重 复。r u p 的过程成分是指良好定义的开发话动，从中可以获得规定的软件开发的产物 ( a r t i f a c t s ) 。 为了成功地丌发完成一个软件项目，统一过程的这两个维都是必须考虑的，应予 认真对待。从技术角度来讲，i u p 规定了6 个过程成分：业务建模、需求分析、系统分 析与设计、实现、测试、系统配置。它们是r i p 过程的核心工作流，即软件系统开发的 主要的开发话动。业务建模( b u s i n e s sm o d e l i n g ) 的任务是对将来使用该系统的组织机 构或企业进行评估，理解它们的需要以及它们要求未来系统解决的问题。业务建模的结 果足建立一个业务u s ec a s e 模型和业务对象模型。当然，如果未来的系统对于该机构 而言属简单系统，也没有必要大动干戈去进行业务建模，只要做一些简单的业务分析即 可。需求分析的任务是采集和评价系统的需求，其重点是充分考虑系统的实用性。需求 分析的结果可以用一个u s ec a s e 模型表达，模型中的活动者代表外部的与系统交互的 - 5 一 现代液压系统c a d _ | 卟境开发与垃汁方法研究 单元( 人或外部系统) ，u s ec a s e 代表交互豹事务序列，它为活动者提供可度量的结果 值。系统分析与设计的任务是研究欲采用的实现环境和系统构建的效用，结果是产生一 个对象模型，即设计模型。设计模型包含了u s ec a s e 的实现，可以表现对象是如何相 互通信和运作实现u s ec a s e 流的。在设计模型中可能包含对象类和予系统的接口定 义，规定它们提供操作服务的责任。这个对象模型也可以在实现环境中采用，那就是用 程序设计语言、分布等来表达。 实现的任务是在预定的环境中实现系统，生成系统的源代码、可执行程序和相应的 软件语言工具表达，当然也可以用其他的方式表达。实现模型和测试模型的工作一般使 用程序设计语言和文字文档来完成”1 。 2 4 本章小结 本章概括介绍了总体方案，包括计算分析、数据库、图形交互、劂络通讯等几个模 块。接着说明了本系统具有的功能，最后在确定总体结构和明确系统功能的基础上，提 出了采用r u p 开发模式进行本系统的开发。 6 大连理工大学硕士学位论文 3 液压系统c a d 软件环境的开发 3 1 液压系统c a d 软件的工作界面 一个优秀的软件离不开良好的工作界面，本系统充分利用人机交互方式设计了一套 工作界面。人机交互( h o m e n - c o m p u t e ri n t e r a c t i o n ) 是研究人、计算机以及它们相互 影响的技术旧。人机界面是计算机与人( 使用者) 之间通信和对话的接口，是计算机系 统的重要组成部分。计算机的发展，推动着人机接口技术和人机界面的发展。人机界面 经历了手工操作、命令行界面和图形用户界面三个阶段。图形用户界面是当前广泛注重 的人机界面( 如风靡世界的w i n d o w s 操作系统即为图形界面的典型代表) ，它的发展 和应用是计算机技术重大成就之一。人机界面影响到最终用户，影响到计算机的推广应 用，甚至影响到人们的工作和生活。1 。 本系统所采用的人机交互界面是图形用户界面( 第二代人机交互界面) 和计算机 支持的协同界面。具体有以下几种界面来实现不同的功能。 i ) 对话框和控件它用于参数设计计算以及数值分析。在一系列对话框中，放置 一些s t a t i ct e x t ，e x t e n d e dc o m b ob o x ，c h e c kb o x ，e d i tb o x ，按钮和l i s tb o x 控 件，分别定义初始各种参数，使控件与变量关联，再运用静力学，流体力学，经验等计 算公式，计算出各个参数值。如图3 1 ，图3 2 。 图3 1 输入数据图 f i 9 3 1i n p u t i n gd a t ad i a l o g 7 。 现代液压系统c a d 环境开发与设计方法研究 图3 2 负载结果图 f i 9 3 2f o r c er e s u l td i a l o g 图3 3 工具栏 f i 9 3 3t o o l b a r 2 ) o u t l o o k 风格窗口这种界面风格是目前比较流行的一种形式，它美观大方， 用户比较容易接受。像q q 、o u t l o o k 、v i s i o 就是这种界面。本系统按照液压元件种类 和回路等分成五个分支：阀类，油源，回路，辅助元件以及设计说明。根据要求调用相 应的图块，或者测览设计说明。如图3 3 所示。 3 ) 下拉菜单和子菜单 下拉菜单是本系统展现功能及其使用方法的另一种形式，大众化软件部采用此种方法。 这是一种典型的w i n d o v ”s 窗口界面，比较直观。 4 ) 液压c a d 系统原理图绘制界面 本系统可以通过初始界面下拉菜单的“启动a u t o c a d ”启动绘制原理图的c a d 线 程，画面如图3 4 。 在国外，德国d u i s b u r g 大学开发了一个系统原理图界面，如图3 5 所示“”。 8 人连理工大学硕士学位论文 图3 4 液压c a d 绘图界面 f i 9 3 4h y d r a u l i cc a dd r a w i n ge n v i r o n m e n t f i 9 3 5t h es n a p s h o ts h o w sap a r to ft h ec o m p o n e n tli b r a r ya n da c i r c u i tc u r r e n t l ye d i t e d 图3 5 上图显示了元件库和一个正在编辑的回路 9 ， 现代液压系统c a d 环境开发与设计方法研究 5 ) 并行网络操作界面 在设计网络通讯的时候主要考虑的是图形图像文件韵传输和消息的沟通，界面如图 3 6 所示。 图3 6 网络传虢冕画 f i 9 3 6n e t w o r kt r a n s m i s s i o ni n t e r f a c e 3 2 液压系统c a d 开发关键技术 3 2 1 面向对象技术 面向对象( o b j e c t - o r i e f i t e d 缩写为o e ) 方法学的出发点和基本原则。是尽可能 模拟人类习惯的思维方式，使开发软件的方法与过程尽可能接近人类认识世界解决问题 的方法与过程，也就是使描述问题的问题空间( 也称为问题自茹与实现解法的解空间( 也 称为求解域) 在结构上尽可能一致。 面向对象方法具有下述4 个特点： 1 ) 认为客观世界是由各种对象组成的，任何事物都是对象，复杂的对象可以由比较 简单的对象以某种方式组合而成。按照这种观点。可以认为燕个世界就是个 最复杂的对象。因此，面向对象的软 i ；系统是由对象组成的，软件中饷任何元素 都是对象，复杂的软件对象由比较简单的对象组合而成。 2 ) 把所有对象都划分成各种对象类( 简称类，c l a s s ) ，每个对象类都定义了一组数 据和一组方法。数据用于表示对象的静态属性是对象的状态信息。因此，每当建 立该对象类的一个新实例时，就按照类中对数据的定义为这个新对象生成绍专用 1 0 - 大连理_ ：大学硕十学位论文 的数据，以便描述该对象独待的属性值。例如在荧光屏上不同位置显示半径不同 的几个圆，虽然都是c i r c l e 类的对象，但是，各自都有自己专用的数据，以便记 录各自的圆心位置、半径等等。类中定义的方法，是允许施加于该类对象上的操 作，是该类所有对象共享的，并不需要为每个对象都复制操作代码。 3 ) 按照子类( 或称为派生类) 与父类( 或称为基类) 的关系，把若干个对象类组成一个 层次结构的系统( 也称为类等级) 。在这种层次结构中，通常下层的派生类具有和 上层的基类相同的特性( 包括数据和方法) ，这种现象称为继承( i n h e r i t a n c e ) 。 但是，如果在派生类中对某些特性又做了重新描述，则在派生类中的这些特性将 以新描述为淮。也就是说，低层的特性将屏蔽高层的同名特性。 4 ) 对象彼此之间仅能通过传递消息互相联系。对象与传统的数据有本质区别， 它不是被动地等待外界对它施加操作，相反，它是进行处理的主体，必须发消息 请求对象执行它的某个操作处理它的私有数据，而不能从外界直接对对象的私 有数据进行操作。也就是说，一切局限于陔对象的私有信息，都被封装在该对象 类的定义中，就好像装在一个不透明的黑盒子一样，在外界是看不见的，更不能 直接使用，这就是“封装性”。 综上所述面向对象的方法学可以用下列方程式来概括： 0 0 = - o b j e c t s + c l a s s e s + i n h e r i t a n c e + c o m u n i c a t i o nw i t hm e s s a g e 也就是说，面向对象就是既使用对象又使用类和继承等机制，而且对象之间仅能 通过传递消息实现彼此通信。 如果仅使用对象和消息，则这种方法可以称为基于对象的方法，而不能称为面向 对象的方法；如果进一步要求把所有对象都划分为类，则这种方法可称为基于类的 ( c l a s s - b a s e d ) 方法但仍然不是面向对象的方法。只有同时使用对象、类、继承和消 息的方法，才是真正面向对象的方法“。 t ob u i l da r lo b j e c t o r i e n t e dm o d e lf o rr e p r e s e n t i n gt h ed e s i g n s o l u t i o n s ，t h ed e v e l o p m e n tp r o c e s sc a nb o r r o wf r o ms o m eo ft h ei d e ao f c u r r e n to b j e c t o r i e n t e dd e v e l o p m e n tm e t h o d o l o g i e s ”( 为了构建一个问题的面向 对象模型，开发过程需要借助一些当前面向对象开发技术的思想理念。) 通过上面对面向对象技术的理解，对本系统可以清晰的设计出类框架图。首先定义 三个大类：实体类、文件类和命令类，分别继承于m f c 类框架中的对象类 ( c o b j e c t ) 、文件类( c f il e ) 和空类( 代表不继承) 。接着按照对象的理念在实体类 中派生直线类、圆类、圆弧类、矩形类和图块类，并且定义各自的特性，如图3 7 所 示。文件类派生d x f 文件类、d w g 文件类和位图b m p 类，目的是文件的输入输出，如图 3 8 所示。考虑到这5 种实体有移动、镜像和删除等共性，殴计了命令类，并派生删除 现代液压系统c a d 环境开发与设计方法研究 类、镜像类、移动类、旋转类、创建圆类、创建圆弧类和创建矩形类等“，如图3 ，9 所 示。 图3 7 类框架图1 f i 9 3 7c l a s sf i - a m e w o r ko n e 图3 8 类框架图2 f i 9 3 8c l a s sf r a m e w o r kt w o 1 2 - 自 一 考 k 连理1 人学硕士学位论文 图3 9 类框架图3 f i 9 3 9c l a s sf r a m e w o r k f l l r e e 3 2 2 图形文件交互技术 由于软件系统的不同，从而也造成了不同的存储格式和文件类型。为了使这些不同 系统之间的信息的能够进行共享，就要求不同文件格式之间可以交换或者转换。 本系统采用a u t o c a d 的d x f 文件作为星式交换的数据格式以便其他c a d 系统能方便 的访问，也可以读入其他c a d 系统的数据信息“4 。 i ) a u t o c a d 的d x f 文件结构 十d x f 文件是一个具有专门格式的a c s i i 码文本文件，它可以用各种文本编辑器 打开、修改。一个完整的d x f 文件是由4 个段( s e g i i o n ) 和1 个文件结尾组成的。其 顺序为：标题段( h e a d e rs e c t i o n ) 、表段( t a b l e ss e c t i o n ) 、块段( b l o c k s e c t i o n ) 、元素段( e n t i t i e ss e c t i o n ) 、文件结尾( e o f ) 。 d x f 文件由若干组构成。每个组有两行：第一行为组代码，第二行为组值。组代 码相当于数据类型代码，每个组代码的含义由i u t o c a d 系统约定好，组值相当于数据的 值。组代码和组值和起来表示一个数据的含义和它的值。例如：有一个组，它的第一行 是8 ，第二行是a ，8 就是组代码，它表示这个组表达的是图层名，组值a 表示这个图 层名是a 。限于篇幅，组代码的含义不详细介绍了，在后面我们也只介绍各段的作用， 具体的格式不作详细介绍。 标题段 标题段包含了a u t o c a d 系统所有标题变量的当前值或当前状态。这些标题标量记 录了a u t o c a d 系统的当前工作环境。例如：a u t o c a d 的版本号、插入基点、绘图界限的 1 3 现代液脏系统c a d 环境开发与殴计方法研究 左下角和右上角、s n a p 捕捉的当前状态、橱格闯距、式样、当前幽层名、当前线形、 当前颜色等 表段 表段包含了4 个表，每个表又包含可变数目的表项。按照这些表在文件中出现的 顺序是线型( l 。t y p e ) 、图层( l a y e r ) 、字样( s t y l e ) 、表、视( v i e w ) 表。 块段 块段记录了定义每一个块时的块名、当前图层名、块的种类、块的插入基点、及 组成该块的所有成员。块的种类分为图形块、带有属性的块和无名块3 种。无名块包括 用h a t c i t 命令生成的剖面线和用d i m 命令生成的尺寸标注。当然，块的成员由若干几何 元素构成，这些几何元素在块段的格式与在几何元素段完全相同，块本身也可以作为另 一个块的成员。 元素段 元素段记录了每个几何元素的名称、所在图层名、线型名、颜色号、基面高度、厚 度及有关的几何数据。 2 ) 将自定义文件格式存为d x f 格式 一个d x f 文件的信息量是非常大的，如果用户只关心某些几何元素的数据，那么 可以在生成d x f 文件时利用选择集，生成只含有这些元素的d x f 文件。对于本系统来 讲，我们提供的接口程序功能是把所绘制的原理图或者其他图形保存为d x f 文件。这 就需要把原理图中所有图形元素的特征点提取出来按照定的标记存放为d x f 文件格 式。具体的存放方式需要参考上面的d x f 文件格式。实际上面阐述的d x f 格式只是一个 大概的介绍。具体保存为该文件的时候需要按照下面方法来实现。 首先在a u t o c a d 中绘制一条直线，比如：a ( t o o ，2 0 0 ) - - b ( 6 0 0 ，6 0 0 ) 。保存为 a u t o c a d 2 0 0 4d x f 文件。用记事本打开可以看到存储格式。找到 0 s e c t i o n 2 e n t i t i e s o l i n e 这便是实体段f ：f 勺内容，通过查看实体段的内容，在删除了冗余的信息后，将来按照剩下 的内容格式存储直线。 研究矩形在d x f 文件中的存放方式，在实体段中找到l w p o l y l i n e ，然后方法同 b 1 4 - - 人连理j 人学硕士学位论义 用同样的方法研究剧，圆弧。 最后把自己绘翎的图形分解成一些直线、矩形、圆和圆弧。按照d x f 的格式把 他们存储起来便可以了。 3 ) 读入d x f 文件 在程序中将要读入的d x f 文件打开，一行一行读取文件数据，当读到实体段的时 候，寻找关键字l i n e 、l w p o l y l i n e 、a c d b c i r c l e 和a c d b k v c ，把组代码为1 0 、2 0 、 3 0 、4 0 和5 0 后面的坐标找出来，在视图上重新绘制出来。这就把它读出来了。具体的 代码如f ： w h i l e ( s t r c m p ( s t r l ，”l i n e ”) = = o ) 提取有关直线的坐标值 f s c a n i 。( f p ，”s n ”，s t r 2 ) ： i f ( s t r c m p ( s t r 2 ，”i 0 ”) = = o ) f s c a n f ( f p ，“s n “，s t r 3 ) ： a 0 _ 一t t o i ( s t r 3 ) ： f s c a n f ( f p ，”s n ”，s t r 2 ) ： f s c a n f ( f p ，”s n ”，s t r 3 ) ： a 1 _ 一t t o i ( s t r 3 ) ： f s c a n f ( f p ，”s n ”，s t r 2 ) ： f s c a n f ( f p ，“s n ”，s t r 3 ) ： 3 2 3 定制菜单技术 3 2 3 1 c a d 菜单整体结构设计 这部分是绘制负载图、原理图以及集成阀块的环境我们可以设计出如下 a u t o c a d 二次开发系统结构图，如图3 11 所示。 图3 1 0a u t o c a d 丌发系统结构图 f j 9 3 i 0a u t o c a dd e v e l o p m e n ts y s t e ms t r u c t u r e 1 5 薰 现代液压系统c a d 环境开发0 硬计方法研究 3 2 3 2 菜单介绍 a u t o c a d2 0 0 4 提供有下拉菜单、快捷菜单等多种类型的菜单，用户可通过这些菜 单执行a u t o c a d 的大部分命令。当a u t o c a d 提供的菜单中没有包含用户要经常使用的命 令时，用户可以定制相应菜单，或给已有菜单添加命令1 。 a u t o c a d 提供一种标准菜单文件a c a d m f r l ，该菜单文件也是用户使用a u t o c a d 2 0 0 0 所用到的菜单文件。用户创建的菜单文件一般为m n u 格式的文本文件，当通过 a u t o c a d 加载自定义的菜单文件时，a u t o c a d 将自动生成e 、m n r 和s 文件。”。 具体可以看表3 1 。 表3 。l 菜单文件列表 t a b l e 31m e n uf i l el i s t 类型说明 * m n u 文件 样板菜单文件，记录菜单的功能和结构。* m n u 菜单文件是 a s c h 码文本文件，可用任一文字编辑器编写 * m n c 文件编译后的文件，可被a u t o c a d 直接使用。* m n c 是一个二进 制文件 m n r 文件菜单资源文件，是包含有菜单所使用的位图图像的二进制文件 m n s 文件 菜单源文件，该文件由a u t o c a d 创建 m n l 文件 l i s p 菜单文件，文件中包含菜单文件使用的a u t o l i s p 表达 式，当与+ m n l 文件同名的菜单文件被加载后，* m n l 文件也 被加载到内存 a u t o c a d2 0 0 4 的菜单文件一般由十个部分组成，每一部分先完成不同的菜单功 能，并由个标签来识别。表3 2 列出了这些标签及其作用。 表3 2菜单标签及其作用 t a b t e 3 2m e n ul a b e lf u n t i o n 标签作用 卓木年s c r e e n 定义屏幕菜单 * * * t a b l e ( n ) 定义数字化仪菜单 半丰唪i m a g e 定义图像菜单 p o p ( n ) 定义下拉菜单和快捷菜单 $ 女b u t t o n s ( n )定义指点设备的按钮菜单 $ $ a u x ( n ) 设置系统定点设备菜单 1 6 大连理工火学硕士学位论文 8 4 * m e n u g r o u p定义菜单组 岬o o l b a r s 定义工具栏 料 e l p s t r i n g 定义当下拉菜单项或快捷菜单项选中时，在状态栏中显示 的文字内容 * * * a c c e l e r a t o r s 定义快捷键 3 2 3 3 定制下拉菜单 在下拉菜单中一般包含有