参数化设计范文精选

摘 要从日常常规设计活动的工作内容，探索和研究新的工作方式和思维模式，并且应用在城市综合体和商业地产项

目的建筑设计工作中。介绍笔者在日常设计工作中，见缝插针，寻找合适的时机做参数化设计手段的应用。

关键词工作方式思维模式BIM 参数化设计

0 引言

从20 世纪60 年代中期开始，人类第一次运用计算机图形学理论

及其技术进行数据绘图；1975年，美国学者Charles M.Eastman 在

论文《Database Feature for a Design Information System》中最先提

出BIM（Building Information Modeling）思想，后来Graphisoft 等各

堆垛机是自动化立体仓库的主要设备，属于非标产品，个性化程度较强。但是从堆垛机的功能、结构、零部件的形状进行分析，可以发现同种功能的零部件具有相似的结构与外形轮廓特征，因此可实现通用化、系列化、标准化设计，同时也具备了参数化设计的基本条件。参数化设计不仅能显著提高堆垛机集成化设计效率，有利于缓解任务压力，而且能进行优化结构设计，提高设计质量，避免差错，可快速响应个性化的市场要求。由于参数化设计大量使用内部嵌入、链接、后台运算，因而可实现技术文件的同步输出，是堆垛机集成化设计的有力工具(参见《物流技术与应用》2005年第5期)。

堆垛机参数化设计思路

基于堆垛机功能特性，组成堆垛机的部件具有结构、功能的相同性，它的结构变化必然有规可循，应用拓扑规律建立参数和几何约束典型模型具有可操作性。由于参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，因而可用一组参数和几何约束该模型的结构尺寸与拓扑关系，当赋予不同的参数序列值时，就可驱动典型模型，获得满足设计要求的零件模型，实现标准化、系列化、通用化的设计。

堆垛机的参数化设计是基于机械结构模块的参数化设计，它以机械结构模块为设计的基本单元。机械结构模块是指具有尺寸互换性的机械结构部件，其安装链接部分的几何参数满足某种规定的要求，并能保证通用互换或兼容。将整体结构按系列划分，形成从属逻辑关系，典型模型包含通用件、标准件集合与拓扑变形件集合。堆垛机的参数化设计就是解决模块中的拓扑变形部分。

在模块的设计过程中，首先确定各模块的性能参数、几何尺寸参数、基本结构布局与各模块之间的结合形式。这些参数将作为模块的主驱动参数，让次要参数依赖于主驱动参数，利用方程式设计成某种比例关系或几何约束关系。模块间的接口数据有定义说明，作为设计计算模块的数据接口和样机模型的输入接口。堆垛机的参数化设计步骤

堆垛机的参数化设计总体分为三个阶段。第一阶段：相应典型模块中零部件的建模、装配、参数化、数据库的建立、接口数据的定义说明；第二阶段：接口模块的实现，将计算模块的输出数据转化为生成模型所需的输入参数；第三阶段：应用有限元分析软件对生成模型进行结构和力学性能校核分析，实现优化设计，生成相应零部件的二维工程图。

堆垛机参数化设计的主要步骤如图1所示。

模型建立与参数化设计要点

摘要：随着科技的发展和社会的不断进步，人们对建筑的质量要求逐渐提高，不再是满足于居住和舒适度等因素，还要同时考虑其艺术感和美学思想等内容。随着现代科学技术的发展，尤其是计算机技术的发展，使得现代建筑设计中开始采用参数化建筑设计理念，真正的实现建筑和自然之间的能量和信息的交流和转换。参数化建筑设计的成熟应用，不但提高了设计的效率，还赋予了建筑设计新的思路和内涵。本文主要针对现代建筑设计中采用参数化法存在的问题进行分析和研究，并根据存在的不足进行论述，提出合理化的建议和措施。

关键词：参数化；建筑设计；要点分析；研究探讨；建议措施

我国的参数化建筑设计思想尚未成熟，但在很多的大学中开始了参数化设计的教学课程，如华南理工大学、东南大学和清华大学等，将在课程中讲授关于参数化软件学习、参数化建筑设计思想和参数化建筑设计实践的内容等。现在很多设计院也开始了参数化建筑设计，因此，利用参数化建筑设计理念进行建筑的设计，是未来建筑设计的方向，必须要加大对该设计方式的研究，提出更可靠的设计方案为建筑设计服务。

一、研究参数化建筑设计的目的和意义

参数化建筑设计是将建筑设计作为一个整体的复杂性系统，在系统中国存在众多的内在因素和外部因素，分析其内在和外在因素之间的联系，并通过研究后制定出数字化的图解，然后依据计算机技术来模拟出建筑形态。第一，在参数化建筑设计中，必须要针对建筑形式来制作参数化模型，依照建筑设计中的各种参数，在这些建筑元素中，有的可以直接获得，有的可以通过调查和推理求得。同时要对设计因素进行筛选，锁定主要的设计因素。第二，在参数化建筑设计中，很多参数都是随时间的变化而变化的，由此会出现不同的形态。所以，必须要根据设计的雏形来分析其建筑的交通、建筑功能、建筑性能和疏散性能等方面的内容，找到对优化的方案，并加以完善和处理，制定最优策略。第三在参数化建筑设计中还有可能出现矛盾问题，例如在群体之间的利益矛盾，或者计算机形态和实际需求之间的差异。

利用参数化建筑设计可以为建筑选型提供更多的选择性，加强了计算机的全面性，并将计算机的设计信息融入到了设计思想中，提高了设计的效率和质量。采用模糊物元的分析法，根据设计的目的来取定衡量建筑的标准，采用定量和定性的方式相结合，得到参数化建筑多解的建筑方案，体现了其优越性和准确性。同时可以利用参数化建筑的设计思路来处理建筑中的矛盾和冲突，建立建筑模型时也可以实现可拓性，在参数化建筑中实现可拓思维。

二、参数化建筑设计的特点

参数化建筑设计是一种新型的建筑设计理念，其不同点在于不但要考虑建筑技术的变革，还要考虑建筑设计思想的改变，其中主要特点体现在：

随着时代与科技的进步，早先在设计工作者中已有的设计模式已经被打破。回顾以往的设计方式与工作方式，无外乎直线与形体的简单集合！时代的进步，使得设计者与消费者对于审美的追求在不断提高，复杂的运算方式与层出不穷的新颖造型在不断冲击着人们的眼球！对于设计者提出了新的要求和挑战，参数化设计也在这个时候应运而生了！

早在08年北京奥运会之时，人们就已经见识过参数化的能力，鸟巢与水立方这两栋建筑给人们带来的不仅仅是震撼这么简单，它们深刻的预示着一个设计时代的到来，之后如广州亚运会的小蛮腰，扎哈设计的广州双石歌剧院，以及深圳国际机场与杭州NBBJ体育场馆等诸多建筑在中国遍地开花的现实都证明了这个观点，利用参数化作为设计的另一种全新手段将会给设计带来一场革命性的变化！

08年底，无独有偶，一位ID名为Foral的海外留学生在ABBS论坛上开帖介绍了Parametric Design，翻译成中文也就是今天大部分设计者都知晓的“参数化设计”，这也是大多数国人认识参数化设计的开始；从此，“算法”、“代码”这些不是设计专业出生的人应该了解的术语也频繁的进入了我们的视线。感到欣慰的是，面对新事物国内大部分设计者们选择的是尝试与接收挑战，在我开始学习参数化时，使用的软件主要是Grasshopper、RhinoScript、Python、Catia、Digital Project以及Processing等辅助设计软件。

其中当属基于Rhino平台的Grasshopper是一个较为直观、代码呈现较少的参数化平台，同时也最实用于设计的初级阶段，因此目前被广泛的使用。而RhinoScript则是基于微软开发的VB Script脚本语言，属于纯代码编程；而Python进入参数化编程用于设计也是2013年年初才开始的，其具有的赋值方便与简介易懂，使其跻身为编程脚本中的佼佼者！以上三种都为参数化设计中的常用软件，会在后续小节中逐步讲解它们对于设计的使用！

正如我们之前所说的，参数化已经成为了一个新设计时代的标志，试想一下我们的建筑与室内空间是否也可以用程序来完成呢？目前大部分行业都倾向于使用算法和参数化进行处理，为何建筑与室内设计不那样做呢？

为何你需要捡起高中时的数学课本，从头学起？

说道这里，只怕很多人都泛起了嘀咕，数学对于学习艺术的人来说可能是永远不会触碰的领域，太过于抽象与理性以至于对于大部分习惯了感性思维的艺术工作者来说，数学太过于遥远！甚至有人对于数学不置一词、避而不谈，归其原因只有两个字：“不懂”！孰不知它对于设计这种实践性极强的艺术领域有着潜移默化的深刻作用！设计不是纯艺术，它不是外行人所理解的在纸上画一画就可以变为现实的学问；需要将你的思维，也就是优秀概念变为现实是需要极其理性的数据作为支撑，才可以实现的！这就需要数学的帮助，没有数学你现在所看到的很多惊世骇俗的建筑就不可能落地，参数化也就无从谈起了！

数学一词源于西方的古希腊语，意思很通俗就是通过学习获得知识的意思，因此早期的数学所涵盖的范围远比我们今日所讲之数学要广的多，和人类的生活也更加接近些。在古代人们最需要做的事就是丈量土地城池，以及核算人口户籍！道理十分简单，丈量土地因为人们需要生活，需要知道那一块地是你的该你耕种，那一块地是人家的，便于区分在收成之时向国家纳税；丈量城池因为需要营造，需要御敌，需要有家有住的地方，因此建筑也就产生了；核算户籍是国家的事，需要知道国家统辖范围之内每县每郡有多少人口，便于日后政策的实行！这些都是与生活息息相关的事！所以说早期数学远不如今天这般神秘，它是非常真实的，但是事物总是在不断进步与变化的，任何学科任何学问都是如此，当人们在不断总结与简化古人的知识时，一门学问就会变得抽象与难懂，归其原因也只有一个就是知识太多了，没办法洋洋洒洒的都将其详细记录下来。所以就需要你仔细阅读与理解，以至于今天没有一个人能够将人类从古至今所有的知识体系都学会，这才分出了专业与学科！那么数学也在这样千百年的变化之后，变得只剩下数字、符号、公式和定理了。这些东西似乎和我们今天的生活渐行渐远，甚至在表面上毫无关系。但是不要忘记，我们的建筑与室内的实现，依靠的可都是实打实的数据，没有了这些一切都会显得那么空洞！

摘要：通过参数化设计手法与传统设计手法的对比，来体现出参数化设计手法的优越性，让建筑的同僚们对参数化设计有个全新的认识，以期能够引起中国建筑学院对参数化设计手法的重视，以便培育出一批具有社会责任感，敢于挑战的建筑师。

关键词：参数化设计；二元对立；非线性；数学分析

Abstract: by comparing the parametric design technique and traditional design technique, to reflect the superiority of parametric design technique, make the building's colleagues have a new understanding of parametric design, in order to be able to cause the Chinese School of architecture of the parametric design technique of attention, in order to cultivate a number of social responsibility feeling, dare to challenge the architect.

Keywords: parametric design; the two opposite; nonlinear; mathematical analysis

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

自然界的万物都是不规则的，而大自然的人造物大部份却都是规则规范的几何形体，也许是人类生产能力有限，技术条件不够，而靠仅有的生产技术能力只能创造出简单的标准的人造物体。进入20世纪以来，非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚。模糊理论，混沌学，耗散结构理论，涌现理论，非标准数学分析等理论的建立，给人们展现了远离平衡态下的动态的稳定化有序机构；解释了自然界丰富的复杂性潜力；清楚了时间与空间的二元对立，表现了时空统一共呈的状态灯等。当然建筑物也像其他人造物一样受这些新的科学理论的影响，开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性的发展道路，可以推测，其目标将是向着接近自然万物的方向。

一、参数化设计与传统设计的对比

1、参数化设计的定义

1建立布局文件

具体步骤如下：（1）进入Pro/E，新建布局文件，如图5所示。（2）指定布局文件模板（模板格式可自行选择），如图6所示。（3）绘制模型草图（可以通过导入CAD图形完成），标注尺寸时输入尺寸符号和相应的值。（4）新建基准平面T和基准轴A，最终完成草图，如图7所示。

2在布局文件中建立尺寸关系

（1）确定参数化基础参数数值范围。根据所使用的硫化机台压力值和机台热板安装尺寸确定模具型腔直径尺寸（DD2，见图7）和型腔高度尺寸（H4，见图7）的数值范围。（2）模具外型尺寸参数化设计。根据圆形橡胶模外形尺寸计算公式和经验值，进行中模外径尺寸（DD1，见图7）参数化设计，一般来说，上模、中模和下模外径尺寸相同。a.开放式单腔圆形模具的型腔和外形尺寸经验值估算，如表1所示。

3创建三维模型与布局文件的关联性

（1）创建橡胶垫三维模型与布局文件的关联性。a.建立参数传递关系。打开橡胶垫三维模型，在菜单管理器中选择“声明布局”，在弹出的列表中选择之前所新建的布局文件；此时已建立了橡胶垫三维模型与布局文件的参数传递关系。b.建立基准轴。在菜单管理器选择“声明名称”，选择三维模型中的一条基准轴线，在信息提示区输入全局名称A并点击完成按钮。c.建立基准平面。在菜单管理器选择“声明名称”，选择三维模型中的一个基准平面，方向接受缺省选择为“正向”，在信息提示区输入全局名称T，并点击完成按钮。d.建立尺寸关联。在三维模型的模型树上的特征上右击，在弹出的快捷菜单中选择“编辑”，双击所显示的尺寸，输入其在布局文件中对应的尺寸符号并按Enter键，在弹出的关系确认对话框中点击“确认”即可。依次完成所有尺寸对应关系后保存模型。（2）按上述方法依此创建上模、中模、下模和耳板的三维模型与布局文件的关联性。

4利用布局文件生成新的三维模型

完成参数化模型后，通过布局文件派生新的三维模型的过程如下：（1）打开布局文件，在菜单栏中打开参数对话框，如图9所示，将显示为黑色字体（灰色值由关系生成，无法直接更改）的参数更改为另一数值（型腔直径尺寸DD2和型腔高度尺寸H4的数值应小于建模时所确定的最大值），点击下方“确认”按钮。（2）切换至三维装配模型，更新整个模型即可得到所需三维模型，此时二维工程图也已随之更改，更改前后的三维模型如图10和图11所示。最后切换至二维工程图进行图形比例修改并保存。

一、引言

工艺装备（工装）是机械工业的重要组成部分，是机械产品性能、精度、质量、寿命、生产效率以及控制生产成本的基础保证。结构越是紧凑、精度越高的机械装置，其制造过程对工装的依赖程度便越高。以沈阳机床（集团）有限责任公司（以下简称“沈阳机床”）研制的机械式双轴转台pct40为例，该产品有35种零件，装配工装就有21种之多，其中一些工装结构相同或类似，但零件尺寸不同。按照我们以往的设计流程，在三维建模和绘制工程图时，设计员需要进行较多的重复工作，影响了设计效率。结构相同或类似零件的三维模型和工程图等技术文件也影响到技术文件的管理。本文以偏心法兰调整工具为例介绍了利用Pro/ENGINEER的“族表”工具和“重复区域”功能，对一类结构相同的工装进行参数化设计，有效地减少了设计员的重复工作和技术文件数量。

二、关于参数化设计

参数化设计是指零件或部件的形状比较定型，用一组参数约束该几何图形的一组结构尺寸序列，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应，当赋予不同的参数序列值时，就可驱动达到新的目标几何图形，其设计结果是包含设计信息的模型。参数化为产品模型的可变性、可重用性及并行设计等提供了手段，使用户可以利用以前的模型方便地重建模型，并可以在遵循原设计意图的情况下方便地改动模型，生成系列产品，大大提高了生产效率。参数化概念的引入代表了设计思想上的一次变革，即从避免改动设计到鼓励使用参数化修改设计。

Pro/ENGINEER提供了多种二次开发工具，如族表工具、用户定义特征（UDF）、Pro/Program、J-link以及Pro/TOOLKIT等。通过族表可以方便地管理具有相同或相近结构的零件，特别适用于标准零件的管理。族表工具是通过建立一个通用零件作为父零件，然后在其基础上对各参数加以控制生成派生零件。整个族表是通过电子表格来实现的，因此可以称其为表格驱动。

三、偏心法兰调整工具设计

偏心法兰内外圈的中心线是不重合的，如图1所示，法兰内外圆中心线距离为S。当法兰以外圆中心线为轴转动时，内圆中心线就以外圆中心线为轴，以S为半径转动，从而实现法兰内圈在垂直方向上的位置移动，移动的最大距离为2S。弧面分度凸轮机构就应用偏心法兰来调整凸轮轴与分度盘中心距，避免出现二者配合过紧或过松的现象。装配时，偏心法兰的外圆与箱体上的孔配合，保证了其轴线没有径向移动，凸轮轴通过轴承与偏心法兰内圈结合，根据实际情况转动偏心法兰，使其内圆中心线在垂直方向上产生位移，达到通过改变机构的中心距使弧面凸轮与分度盘获得优良配合的目的。根据装配需要，设计出偏心法兰的调整工具，调整工具的二维示意图如图2所示。

在调整工具一端任选两个相对的孔打入圆柱销，装配调整时，将圆柱销插入偏心法兰端面上的孔Фd0中；调整工具的另一端也是利用端面上的孔与类似卡钳的工装连接，该工装的设计与本文内容无关，故不在此做介绍。

【摘要】 本文通过在AutoCAD基础上进行二次开发,以Auto LISP标准法兰盘、开U形槽法兰盘等几种零件的编程介绍,并通过在AutoCAD界面中添加法兰盘工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度,最大可能地节省了绘图时间,尽显参数化编程的优势,从而显著地提高了工作效率。

【关键词】 计算机绘图Auto LISP法兰盘工具栏按纽参数化绘图

Flange parametric drawing design

【Abstract】 In this paper, we present the programming on several Components including Auto LISP standard flange, U-shaped groove flange ect. based on AutoCAD redevelopment. Adding a flange toolbar button in the AutoCAD interface, we can draw our graphs simply by clicking the toolbar button and inputting corresponding parameters. In this way, the graphs we need can be generated immediately and avoids repeating graphing. The toolbar button boosts the?? designing and graphing speed thus saves time at utmost. It perfectly exhibits the advantages of parameter programming, and efficiency can be improved significantly.

【Key words】 computer graphics;Auto LISP;flange;toolbar button;parametric drawing

计算机辅助设计绘图软件Auto CAD在机械、电子、建筑等专业设计领域应用越来越广泛,使用CAD技术可以快速方便地绘制和编辑图形。Auto LISP是一种嵌入Auto CAD内部的LISP语言,LISP是List Processor(表处理程序)的缩写,在其程序中可以直接使用Auto CAD的命令,Auto LISP编程语言作为参数化编程,成为了更强大的CAD工具。它可以使重复多次或经常使用的绘图任务自动化,从而显著地提高工作效率。

法兰零件是化工设备、公用工程等专业使用极为普遍,涉及面非常广泛的一种零部件。对于相同形状,尺寸规格不同且使用频率较高的法兰图形,如果利用AutoLISP编程语言对其编制程序,同时设计出方便快捷的工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度。

2 法兰盘零件程序的编制

摘 要:针对国外自行车上的可快速装卡的车载箱进行产品造型及模具设计。为了达到模具设计方便快捷的目的,采用了UG软件的参数化设计功能。在做产品造型及其模具设计时,所有设计参数都保存在数据库中,并且全部的尺寸数据之间利用表达式建立起联系。当某一尺寸改变后,产品模型的整体尺寸会随之改变,即可实现参数化驱动。最后应用Mold wizard模块完成对产品的模具设计。实践证明,采用参数化的设计方法,可以减少系列产品造型及其模具的重复设计,大大提高设计速度和工作效率。

关键词:UG; 参数化; 注塑模; 车载箱

中图分类号:TG76;TP391 文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2010)12-0053-02

Parametrization Design of Bicycle-bone Case

XIE Fang1, JIA Yi-chao2, LIU Xing-gang1

(1.Zhangjiakou Vocational and Technical College, Zhangjiakou 075000, China;

2.School of Material Science and Technology, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China)

摘 要：本文介绍了各类零部件逆向参数化设计的一种方法。利用参数化设计模板，对某零件进行了实例设计与分析，得出参数化建模过程可以提高优化和改进设计的效率，并且缩短了产品开发的周期。

关键词参数化；逆向设计；建模

中图分类号：H：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0196-01

当前，缩短产品开发周期，不断推陈出新，才能适应市场需求。更有迅捷的产品设计方法的应用势在必行。但是大多数工业类的零部件具有功能多样化、外观造型复杂化等特点。对于传统开发流程而言，由于正向设计产品周期长、成本高的缺点不断突出，这些显然它已经很难适应。本文针对机械产品中普遍的零部件逆向设计，提出了一种有效快捷的参数化设计方法和及其流程，以实例设计进行详细介绍，是零部件高效设计新理念。

1参数化逆向设计介绍

逆向设计是产品设计的逆向工程，是先有通过一些有效的方法得到产品的外观模型，然后利用外观扫描数据快速建模，以缩短产品在正向设计阶段对外观设计的时间。这是相对传统设计而言的，传统的产品实现通常是从概念设计到图样，再制造出产品，称其正向设计。而逆向参数设计能快速建立新产品的数据化模型，在参数化的基础上，快速修改优化结构尺寸等，可以大大缩短新产品研发周期，提高设计效率。整个参数化逆向设计工程一般包括数据采集点云、数据处理和参数化建模。

2参数化建模过程

参数化建模是要求所建模型的外观特征，几何尺寸具有可修改、可优化的功能的三维模型。参数化后的模型能修改方便，使得用户对模型进行优化时无需重新建模，只需对必要的参数，包括特征的尺寸，角度等，进行修改就可以自动生成零件模型。