草图绘制基础

第04章 草图绘制基础

4.1 草图基础概念

4.1.1 什么是草图

草图(Sketch)是SolveSpace中2D几何的基本容器。草图定义在一个工作平面上，包含：

  • 点: 基础位置元素
  • 曲线: 线段、圆、弧、贝塞尔曲线
  • 约束: 定义几何关系
  • 尺寸: 定义数值参数

草图是3D建模的基础——通过拉伸、旋转等操作将2D草图转换为3D实体。

4.1.2 工作平面

工作平面定义草图绘制的2D空间:

标准工作平面

  • XY平面: 水平面（俯视）
  • YZ平面: 垂直面（右视）
  • ZX平面: 垂直面（前视）

自定义工作平面

  • 可以基于现有面创建
  • 可以指定原点和法线方向
  • 支持任意方向的平面

创建新草图

  1. 菜单: 新建组 → 草图-在-新工作平面
  2. 选择已有平面或定义新平面
  3. 新组自动成为活动组

4.1.3 坐标系统

草图在工作平面的局部坐标系中定义:

工作平面坐标系:
      v (竖向)
      ↑
      │
      │
      └──────→ u (横向)
     O (原点)
  • u坐标: 工作平面的水平方向
  • v坐标: 工作平面的垂直方向
  • 原点: 工作平面的参考点

对于标准XY平面: u=x, v=y
对于标准YZ平面: u=y, v=z
对于标准ZX平面: u=z, v=x

4.1.4 绘图模式

普通模式

  • 创建的几何参与3D操作
  • 显示为实线

构造模式

  • 按 G 键切换
  • 创建的几何不参与3D操作
  • 显示为绿色虚线
  • 用于辅助线、参考线

4.2 基本绘图工具

4.2.1 点工具 (P)

点是最基础的几何元素，用于定义位置。

创建点

  1. 按 P 键激活点工具
  2. 在画布上点击创建点
  3. 按 Esc 或右键结束

点的类型

  • 自由点: 可以任意移动
  • 构造点: 用于参考
  • 约束点: 位置由约束决定

点的用途

  • 作为线段的端点
  • 作为圆弧的中心
  • 作为约束的参考
  • 标记特定位置

4.2.2 线段工具 (L)

线段连接两个点。

创建线段

  1. 按 L 键激活线段工具
  2. 点击第一个端点
  3. 点击第二个端点
  4. 继续点击创建连续线段
  5. 按 Esc 或右键结束

连续绘制

  • 每条新线段从上一条的终点开始
  • 自动创建重合约束

精确绘制

  • 接近水平/垂直时自动吸附
  • 可以输入精确坐标

4.2.3 矩形工具 (R)

矩形是由四条线段组成的闭合图形。

创建矩形

  1. 按 R 键激活矩形工具
  2. 点击第一个角点
  3. 点击对角位置
  4. 矩形自动完成

矩形特点

  • 四条边自动添加水平/垂直约束
  • 角点自动添加重合约束
  • 是四条独立线段，不是单一实体

中心矩形

  • 按住 Shift 键
  • 第一点为中心
  • 第二点为角

4.2.4 圆工具 (C)

圆由圆心和半径定义。

创建圆

  1. 按 C 键激活圆工具
  2. 点击圆心位置
  3. 拖动设置半径
  4. 点击确认

圆的属性

  • 圆心点
  • 半径（或直径）
  • 法线（继承自工作平面）

4.2.5 圆弧工具 (A)

圆弧是圆的一部分。

三点圆弧

  1. 按 A 键激活圆弧工具
  2. 点击弧的起点
  3. 点击弧的终点
  4. 点击弧上的中间点确定弯曲方向

圆弧属性

  • 圆心
  • 起点
  • 终点
  • 半径
  • 弧长

注意事项

  • 圆弧方向为逆时针（从起点到终点）
  • 起点和终点在同一位置时表示完整圆

4.2.6 贝塞尔曲线工具 (B)

三次贝塞尔曲线由四个控制点定义。

创建贝塞尔曲线

  1. 按 B 键激活
  2. 点击起点 P0
  3. 点击第一控制点 P1
  4. 点击第二控制点 P2
  5. 点击终点 P3

贝塞尔曲线公式

p(t) = P0*(1-t)³ + 3*P1*(1-t)²*t + 3*P2*(1-t)*t² + P3*t³
其中 t ∈ [0, 1]

曲线特性

  • 曲线从P0开始，到P3结束
  • P1控制起点的切线方向
  • P2控制终点的切线方向
  • 曲线不一定经过P1和P2

编辑贝塞尔曲线

  • 拖动控制点调整形状
  • 可以添加/删除控制点
  • 右键菜单: 添加样条点 / 移除样条点

4.2.7 文字工具 (T)

在草图中添加TrueType字体文本。

创建文字

  1. 按 T 键激活
  2. 点击文字起始位置
  3. 拖动设置大小和角度
  4. 在属性浏览器中输入文字内容

文字属性

  • 内容: 显示的文字
  • 字体: TrueType字体选择
  • 高度: 文字高度
  • 应用字距: 启用字距微调

文字控制点

  • 左侧两点: 基线起点和高度
  • 右侧两点: 控制宽度（3.0新增）

4.2.8 图片工具 (I)

在草图中插入图片作为参考（3.0新增）。

创建图片

  1. 按 I 键激活
  2. 选择图片文件
  3. 点击放置位置
  4. 拖动设置大小

图片用途

  • 作为绘图参考
  • 追踪现有设计
  • 创建轮廓

图片属性

  • 默认为构造模式（不参与3D）
  • 可以切换为非构造参与3D

4.3 绘图技巧

4.3.1 吸附功能

网格吸附

  • 在配置中启用"吸附到网格"
  • 点自动吸附到网格交点
  • 适合精确定位

几何吸附

  • 自动吸附到现有点
  • 吸附到线的端点
  • 吸附到交点

角度吸附

  • 绘制线段时自动吸附到0°/45°/90°
  • 有助于创建正交几何

4.3.2 自动约束

SolveSpace可以自动添加某些约束:

自动水平/垂直

  • 绘制接近水平/垂直的线段时自动添加
  • 可在配置中禁用
  • 按住 Ctrl 临时禁用

自动重合

  • 在现有点附近点击时自动创建重合约束
  • 在现有线上点击时创建点在线上约束

自动相切

  • 绘制弧与线相连时可能自动添加相切

4.3.3 精确输入

坐标输入
在绘制时，可以通过属性浏览器输入精确坐标:

  1. 开始绘制操作
  2. 在属性浏览器中输入坐标
  3. 按回车确认

相对坐标
使用 @ 前缀输入相对坐标:

  • @50,0: 从当前点向右50单位
  • @0,30: 从当前点向上30单位

极坐标
使用 < 分隔距离和角度:

  • 50<45: 距离50，角度45°

4.3.4 复制和粘贴

基本复制粘贴

  1. 选择要复制的实体
  2. Ctrl+C 复制
  3. Ctrl+V 粘贴
  4. 点击放置位置

粘贴变换

  1. 选择实体
  2. Ctrl+Shift+V 粘贴变换
  3. 设置:
    • 旋转角度
    • 缩放比例
    • 镜像选项
    • 重复次数

复制时保留约束

  • 仅涉及所选实体的约束会被复制
  • 外部约束不会复制

4.3.5 分割曲线

在交点处分割

  1. 选择两条相交的曲线
  2. 菜单: 草图 → 在交点处分割曲线
  3. 曲线在交点处被分割

在点处分割

  1. 选择一条曲线和曲线上的一点
  2. 执行分割操作
  3. 曲线在该点处被分割

4.4 高级绘图功能

4.4.1 切线弧

在两条线的交点处创建光滑的圆角。

创建切线弧

  1. 选择两条相交的线
  2. 菜单: 草图 → 切线弧
  3. 输入圆角半径
  4. 自动创建与两线相切的弧

切线弧特点

  • 自动调整原始线段长度
  • 保留原始约束
  • 创建相切约束

4.4.2 等分线段

将线段等分为多段。

操作步骤

  1. 选择要等分的线段
  2. 菜单: 草图 → 等分线段
  3. 输入等分数量
  4. 线段被分割，添加等长约束

4.4.3 构造转换

切换构造状态

  • 选择实体
  • 按 G 键
  • 或右键菜单: 切换构造

批量转换

  • 多选实体
  • 一次性切换全部

4.4.4 绘制时切换构造

在绘制过程中按 G 可以直接将正在绘制的实体设为构造模式（3.0新增）。

4.5 草图组织

4.5.1 组管理

创建新草图组

  1. 菜单: 新建组 → 草图-在-工作平面
  2. 选择现有工作平面
  3. 或: 新建组 → 草图-在-新工作平面

组的层次

├── #1 参考组 (固定)
├── #2 草图-在-平面 (第一个草图)
│   └── 包含2D几何和约束
├── #3 拉伸 (3D操作)
│   └── 使用#2的草图
├── #4 草图-在-面 (在拉伸体的面上)
│   └── 新的2D几何
└── #5 拉伸 (另一个3D操作)

激活组

  • 双击组名
  • 或: Tab / Shift+Tab 切换

4.5.2 组属性设置

基本属性

  • 名称: 自定义组名称
  • 颜色: 几何显示颜色
  • 可见性: 显示/隐藏组

草图特定属性

  • 工作平面: 草图所在平面
  • 网格显示: 显示网格线
  • 网格间距: 网格线间隔

4.5.3 组的依赖关系

组之间存在依赖关系:

修改 #2 草图
    ↓
自动更新 #3 拉伸
    ↓
自动更新 #4 草图 (在#3的面上)
    ↓
自动更新 #5 拉伸

注意事项

  • 删除被依赖的组会删除所有依赖组
  • 修改草图会传播到所有后续组
  • 循环依赖是不允许的

4.6 实用示例

4.6.1 绘制简单机械零件轮廓

步骤1: 创建新草图
- 选择XY平面
- 新建草图组

步骤2: 绘制外轮廓
- 使用线段工具画出大致形状
- 不需要精确，约束会处理

步骤3: 添加约束
- 水平/垂直约束
- 距离约束定义尺寸
- 重合约束闭合轮廓

步骤4: 添加内部特征
- 绘制圆表示孔
- 约束圆心位置
- 约束直径

4.6.2 绘制带圆角的矩形

方法1: 使用切线弧
1. 绘制标准矩形
2. 选择相邻两边
3. 应用切线弧
4. 对每个角重复

方法2: 分步绘制
1. 绘制四条边（短于最终尺寸）
2. 绘制四个圆弧连接
3. 添加相切约束
4. 添加尺寸约束

4.6.3 绘制齿轮轮廓

步骤1: 绘制基圆
- 创建构造圆作为参考
- 定义节圆、齿根圆、齿顶圆

步骤2: 绘制单齿
- 绘制渐开线轮廓
- 可用贝塞尔曲线近似

步骤3: 使用旋转阵列
- 复制齿的轮廓
- 创建步进旋转组

4.7 常见问题

4.7.1 草图不能闭合

原因: 端点没有精确重合

解决方法:

  1. 放大查看端点
  2. 添加重合约束
  3. 或删除多余的点

4.7.2 自动约束不工作

可能原因:

  • 配置中禁用了自动约束
  • 按住了Ctrl键

解决方法:

  • 检查配置选项
  • 手动添加约束

4.7.3 无法选择实体

可能原因:

  • 实体在其他组中
  • 实体被隐藏

解决方法:

  • 激活正确的组
  • 检查可见性设置

4.8 总结

本章介绍了SolveSpace草图绘制的基础:

  1. 基础概念: 草图、工作平面、坐标系、绘图模式
  2. 绘图工具: 点、线、矩形、圆、弧、贝塞尔曲线、文字、图片
  3. 绘图技巧: 吸附、自动约束、精确输入、复制粘贴
  4. 高级功能: 切线弧、分割曲线、构造转换
  5. 组织管理: 组管理、属性设置、依赖关系

下一章将深入讲解约束系统——参数化设计的核心。

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posted @ 2026-01-10 13:15  我才是银古  阅读(21)  评论(0)    收藏  举报