[发明专利]一种鸟类栖息架3D打印的设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种鸟类栖息架3D打印的设计方法及系统，包括：步骤1)生成固定用基本部件；步骤2)输入漂浮底盘直径和期望形状，分析得到约束条件；步骤3)根据约束条件生成承重骨架以及骨架分支，并进行3D打印；步骤4)将基本部件安装于骨架分支上得到鸟类栖息架；步骤5)对鸟类栖息架进行受力分析，并调整。本发明可根据用户给出的漂浮底盘的直径和期望生成的形状，分析约束打印，不仅避免了需要大量人工处理及技术指导的缺陷，而且增强了鸟类栖息架的耐腐蚀性，延长了其使用时间。

技术领域

本发明涉及一种鸟类栖息架3D打印的设计方法及系统。

背景技术

野生鸟类是生态系统的重要成员，是环境状况灵敏的指示器，是生物多样性的重要组成部分，其种类、数量以及行为上的变化都可以作为评价生态环境好坏的依据。当前，沿海地区在近几十年的过度开发中，出现了生态退化、资源衰竭等问题，为了正确评估及修复岸滩生态环境，对野生鸟类种群的监测尤为重要，这有助于获得岸滩生态环境系统整体的运行状况，为岸滩生态环境的规划及改造提供依据。

本系统主要面向岸滩设计，也可用于其它适合环境。岸滩是由河水、湖水或海水的侵蚀、堆积而成的，包括河岸滩、湖岸滩、海岸滩。为了吸引鸟类以便近距离观测与保护，可以在岸滩及其周围适当布置鸟类栖息架。鸟类栖息架，是一种给鸟类提供栖息场所的支架，包括撑杆、栖息盘、固定杆、食槽水槽等组件。传统的鸟类栖息架大多在此基础上，采用手工制作的方式，通过螺钉和固定套或通过焊接将组件连接起来。整个过程比较复杂，费时费力且有时需要经验的指导。这种鸟类栖息架的制作方法不适合规模生产，工作量和时间成本较大。

3D打印，又称增材制造，是一种快速成型技术，它是一种以三维数字模型文件为基础，将模型切分成若干层切片，通过3D打印机将粉末状、液状或丝状塑料或金属等可粘合材料，按切片图形逐层打印，最终堆积成完整物体的技术。3D打印技术可以节省材料，自动、快速、直接和比较精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型，并且它能打印出组装好的产品，降低组装成本。此外，考虑到鸟类栖息架将设置于湿地，环境潮湿、风吹日晒，采用3D打印得到的鸟类栖息架相对于木质、铁质的更加耐腐蚀。但目前，针对鸟类栖息架还没有较好的可用于3D打印的方法。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种鸟类栖息架3D打印的设计方法及系统，该方法可根据用户给出的漂浮底盘的直径和期望生成的形状，分析约束打印，不仅避免了需要大量人工处理及技术指导的缺陷，而且增强了鸟类栖息架的耐腐蚀性，延长了其使用时间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

作为本发明的第一方面，提供了：

一种鸟类栖息架3D打印的设计方法，包括：

步骤1)生成固定用基本部件；

步骤2)输入漂浮底盘直径和期望形状，分析得到约束条件；

步骤3)根据约束条件生成承重骨架以及骨架分支，并进行3D打印；

步骤4)将基本部件安装于骨架分支上得到鸟类栖息架；

步骤5)对鸟类栖息架进行受力分析，并调整。

进一步的，所述步骤1)中，固定用基本部件包括三角形板，所述三角形板的两斜边对称设有长方形板，所述长方形板的一端相连，所述长方形板的连接端固定设有鸟类栖息板。

进一步的，所述步骤2)中，约束条件包括几何约束、3D打印支撑约束和3D打印材质约束。

进一步的，所述几何约束包括：

根据输入的漂浮底盘直径估算鸟类栖息架的尺寸范围；

根据输入的期望形状得出鸟类栖息架的大致轮廓，若无期望形状，则默认为树形。