Three-dimensional physical quantity calculation device
专利汇可以提供Three-dimensional physical quantity calculation device专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To supply a three-dimensional physical quantity calculation device which can calculate the physical quantity of a three-dimensional object (called as 'whole three-dimensional object' in the rest) consisting of three-dimensional objects (called as 'elemental three-dimensional object' in the rest).
CONSTITUTION: A table calculation means 10 calculating the physical amount of the whole three-dimensional object by applying a physical parameter inputted from an input means 2 and the physical quantity of the respective elemental three-dimensional objects which an elemental there dimensional physical quantity calculation means 8 calculates is provided.
COPYRIGHT: (C)1993,JPO&Japio，下面是Three-dimensional physical quantity calculation device专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、立体の物理量を計算する立体物理量計算装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、全体が同質の材料からなり、従って、比重が均一な立体の体積、質量および重心等の物理量を計算する立体物理量計算装置が存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の立体物理量計算装置は、立体全体の比重が均一の場合だけ立体の物理量を計算できるが、立体全体（以下、「全立体」と指称）
が複数の立体（以下、「要素立体」と指称）からなり、
例えば要素立体の比重が異なる場合には、全立体の質量等の計算ができなかった。 このため、実際のモデルからの測定および手計算等により全立体の質量を求めていた。
【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数の要素立体からなる全立体の物理量を計算できる立体物理量計算装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の立体物理量測定装置は、要素立体の物理的パラメータ（例えば、要素立体の比重、要素立体が他のどの要素立体に属するかを示すパラメータ等）を入力可能な入力手段と、要素立体の物理量を計算する要素立体物理量計算手段と、入力手段から入力された物理的パラメータおよび要素立体物理量計算手段が計算した各要素立体の物理量を所定の計算式に当てはめて全立体の物理量を計算する表計算手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記構成の立体物理量測定装置においては、表計算手段が、入力手段から入力された物理的パラメータおよび要素立体物理量計算手段が計算した各要素立体の物理量を所定の計算式に当てはめて全立体の物理量を計算するので、要素立体の比重等の物理的パラメータが異なっても全立体の物理量を計算することができる。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の立体物理量測定装置の一実施例の構成を示す。 入力部２は、キーボードおよびポインティングデバイスからなる。 ユーザは、表示したい立体図形の種類、寸法および位置、ならびに要素立体の比重およびその要素立体が他のどの要素立体に属するか等を示す物理的パラメータをキーボードを介して入力でき、立体図形の座標をポインティングデバイスを介して入力できるようになっている。
【０００８】要素立体が他のどの要素立体に属するかを示す物理的パラメータについて具体例に基いて説明しておく。 図２は、後述の表示装置１４の表示画面例を示す。 この画面において、球２２および円柱２４が直方体２０の内部に属している。 この場合、要素立体である球２２および円柱２４は、ともに要素立体である直方体２
０に「属する」ということができる。 図２の画面の下方に示されているように、直方体２０、球２２および円柱２４には、それぞれ、番号０、１および２が割り当てられ、「属する」というパラメータａiの欄には、所属する要素立体の番号が表示される。 この例では、要素立体である球２２および円柱２４は、ともに要素立体である直方体２０に「属する」ので、球２２および円柱２４のａiの欄には、直方体２０を示す番号「０」が、表示される。
【０００９】ＣＡＤ（計算機援用設計）装置４は、入力部２からの出力を受けて図形データを作成して合成部６
に出力するとともに、要素立体の物理的パラメータを要素立体物理量計算部８を介して表計算部１０に与える。
要素立体物理量計算部８は、要素立体すなわち図２の例では直方体２０、球２２および円柱２４の体積、重心および質量等の物理量を計算する。 要素立体物理量計算部８については、特願平０３ー５８１５３号に詳しく説明されているので、ここでは、これ以上説明しない。
【００１０】表計算部１０は、入力部２からの要素立体の物理的パラメータを受けるとともに、計算部８から要素立体の物理量を受ける。 表計算部１０は、全立体がｎ
個の要素立体からなっている場合、各要素立体の諸元を次の通りとすると、 Ｖi ： 体積（内部に存在する要素立体ｉの体積を除いたもの） ｘi，ｙi，ｚi ： 重心（内部に存在する要素立体ｉ
の重心を除いたもの） ｗi ： 質量 Ｓi ： 比重 ａi ： 要素立体ｉが他の要素立体ｊの内部に属する場合＝ｊ その他の場合＝ｉ Ｖi、ｘiおよびＷiを次の（１）式、（２）式および（３）式で定義する。 なお、図２の例の場合、（１）式のＶj'＝（直方体の体積）であり、Ｖj＝（直方体の体積）ー（円柱の体積）ー（球の体積）である。
【数１】
【００１１】そして、表計算部１０は、全立体の体積Ｖ、重心Ｘ、ＹおよびＺ、質量Ｗならびに比重Ｓを次の（４）式、（５）式、（６）式および（７）式を使用して計算する。
【数２】
【００１２】表データ作成部１２は、表計算部１０が出力する各要素立体のＶi、ｘi、ｙi、ｚi、ｗi、Ｓi、ａ
iおよび全立体のＶ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、Ｓを受けて、表データを作成し、合成部６に出力する。 合成部６は、Ｃ
ＡＤ装置４からの図形データと表データ作成部１２からの表データとを合成して例えばＣＲＴからなる表示装置１４に例えば図２のような画面を表示させる。
【００１３】図３は、上述のように構成された図１の立体物理量測定装置の動作を示す。 まず、ステップＳ１において、要素立体物理量計算部８は、例えば直方体２
０、球２２および円柱２４のような要素立体ｉの体積、
重心および質量等の物理量を計算する。 この動作については、特願平０３ー５８１５３号に詳しく説明されているので、ここでは、これ以上説明しない。 次に、ステップＳ２において、ユーザは、各要素立体の比重Ｓi,およびその要素立体が属する要素立体等を示す物理的パラメータを入力部２を介して入力する。 図２の例では、ユーザは、直方体２０、球２２および円柱２４の比重１，０
００、２，０００および ３，０００ならびに球２２および円柱２４が属する直方体２０の番号０を入力する。
そして、ステップＳ３において、表計算部１０は、
（１）乃至（６）式を使用して各要素立体のＶi、ｘi、
ｙi、ｚi、ｗiおよび全立体のＶ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、Ｓ
を計算し、表データ作成部１２は、表計算部１０が出力する各要素立体のＶi、ｘi、ｙi、ｚi、ｗi、Ｓi、ａi
および全立体のＶ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、Ｓを受けて、表データを作成し、合成部６に出力する。 合成部６は、ＣＡ
Ｄ装置４からの図形データと表データ作成部１２からの表データとを合成して表示装置１４に図２のような画面を表示させる。 ステップＳ４において、ユーザが終了キーを押すと、処理が終了する。
【００１４】上記実施例においては、表計算部１０が、
全立体の体積、重心および質量を計算するだけでなく、
表示装置１４に、直方体２０、球２２および円柱２４等の要素立体を含む全立体の図形全体を表示するとともに、各要素立体の体積、重心および質量、ならびに全立体の体積、重心および質量を表示するようにしたので、
例えば、ある要素立体を削除するように設計変更した場合、それが削除された全立体の図形が表示されるだけでなく、削除による全立体の体積、重心および質量の変化が表示されるので、全立体（例えば、ゴルフクラブ）に要求される特性に合致するか確認しながら、設計変更を行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明の立体物理量計算装置によれば、入力手段から入力された物理的パラメータおよび要素立体物理量計算手段が計算した各要素立体の物理量を所定の計算式に当てはめて全立体の物理量を計算する表計算手段を設けたので、要素立体の比重等の物理的パラメータが異なっていても、全立体の体積、質量および重心等の物理量を求めることができる。 従って、実際のモデルの製作および手書き計算が不要となる。 本発明は、例えば、種々の金属、木材および空間等からなるゴルフクラブや、種々の合成樹脂、種々の金属および空間等からなる電気製品の解析および設計に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立体物理量測定装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の表示装置４の表示画面の一例を示す画面図である。
【図３】図１の実施例の動作を示すフローチャートである。
２ 入力部 ８ 要素立体物理量計算部 １０ 表計算部
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