1.一种基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、根据旋转刚体的尺寸生成随机域,并确定若干个限位点;S2、根据若干个限位点,生成插值函数;S3、利用若干个精细点绘制插值函数对应的插值曲线,并对插值曲线进行变换,生成柔性铰链和其周边局部结构以及旋转刚体单元;S4、根据柔性铰链和其周边局部结构以及旋转刚体单元,生成旋转刚体的三维模型;所述S4包括以下子步骤:S41、根据柔性铰链和其周边局部结构以及旋转刚体单元对应的精细点坐标,确定平滑曲线的长度;S42、利用三次样条曲线确定旋转刚体单元的几何轮廓,并通过插值函数连接形成平滑曲线;S43、对平滑曲线进行三角剖分,生成若干个三角形面片;S44、筛选出重心位于轮廓曲线内部的三角形面片,生成若干个内部三角形面片;S45、利用若干个内部三角形面片,生成几何网格;S46、基于几何网格,遍历若干个内部三角形面片的边界坐标,生成三维模型。
2.根据权利要求1所述的基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,所述S1包括以下子步骤:S11、确定旋转刚体单元设计域和柔性铰链设计域;S12、根据旋转刚体单元设计域和柔性铰链设计域,生成随机域;S13、在随机域中确定若干个限位点。
3.根据权利要求2所述的基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,所述S11中,旋转刚体单元设计域为正方形,柔性铰链设计域为长方形;所述S12中,随机域的范围表达式为: ;式中, 表示随机域的横坐标, 表示随机域的纵坐标, 表示正方形的边长, 表示长方形的长, 表示长方形的宽。
4.根据权利要求1所述的基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,所述S2包括以下子步骤:S21、生成索引值,并将索引值分为若干份;S22、利用若干份索引值,将若干个限位点映射为若干个精细点;S23、利用若干个精细点生成插值函数。
5.根据权利要求4所述的基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,所述S22中,精细点坐标 的表达式为: ;式中, 表示精细点坐标的横坐标, 表示精细点坐标的纵坐标, 表示索引值。
6.根据权利要求1所述的基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,所述S3中,对插值曲线进行变换的计算公式为: ;式中, 表示插值曲线的横坐标, 表示插值曲线的纵坐标, 表示对插值曲线进行截取、顺时针90°旋转并平移后曲线 的横坐标, 表示对插值曲线进行截取、顺时针90°旋转并平移后曲线 的纵坐标, 表示对 曲线进行顺时针90°旋转并平移后曲线 的横坐标, 表示对 曲线进行顺时针90°旋转并平移后曲线 的纵坐标, 表示对 曲线进行顺时针90°旋转并平移后曲线的横坐标, 表示对 曲线进行顺时针90°旋转并平移后曲线的纵坐标, 表示转置矩阵, 表示正方形的边长, 表示长方形的宽。
7.根据权利要求1所述的基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,所述S45中,几何网格的表达式为 ;式中, 表示三角形面片的第一个顶点的横坐标, 表示三角形面片的第二个顶点的横坐标, 表示三角形面片的第三个顶点的横坐标, 表示三角形面片的第一个顶点的纵坐标, 表示三角形面片的第二个顶点的纵坐标, 表示三角形面片的第三个顶点的纵坐标。
8.根据权利要求1所述的基于插值边界的旋转刚体结构随机生成方法,其特征在于,所述S46中,所述三维模型的顶面三角形数量 的计算公式为: ;式中, 表示内部三角形面片的数量;所述三维模型的底面三角形数量 的计算公式为: ;所述三维模型的侧面三角形数量 的计算公式为: ;式中, 表示精细点坐标数组的长度;所述三维模型的大小 的计算公式为: 。