patent-diagram-generator

专利图生成技能

使用 Graphviz 创建专利风格的技术图表，包括流程图、框图和系统架构图。

适用场景

在用户要求以下操作时调用此技能：

• 为方法权利要求创建流程图
• 为系统权利要求生成框图
• 绘制系统架构图
• 为专利创建技术插图
• 为图表添加附图标记
• 生成专利附图

此技能的功能

1. 生成流程图：

   • 方法步骤流程图
   • 决策树
   • 带分支的流程
   • 专利风格的步骤编号

2. 创建框图：

   • 系统组件图
   • 硬件架构图
   • 软件模块图
   • 组件互连关系

3. 自定义图表渲染：

   • 渲染 Graphviz DOT 代码
   • 支持多种格式（SVG、PNG、PDF）
   • 多种布局引擎（dot、neato、fdp、circo、twopi）

4. 专利风格排版：

   • 添加附图标记（10、20、30 等）
   • 使用清晰的标签和连接线
   • 符合 USPTO 申报要求的专业排版

必需的依赖项

此技能需要安装 Graphviz：

Windows：

choco install graphviz

Linux：

sudo apt install graphviz

Mac：

brew install graphviz

Python 包：

pip install graphviz

使用方法

调用此技能时：

1. 加载图表生成器：

   import os
   import sys
   sys.path.insert(0, os.environ.get('CLAUDE_PLUGIN_ROOT', '.'))
   from mcp_server.diagram_generator import PatentDiagramGenerator
   
   generator = PatentDiagramGenerator()
   

2. 根据步骤创建流程图：

   steps = [
       {"id": "start", "label": "Start", "shape": "ellipse", "next": ["step1"]},
       {"id": "step1", "label": "Initialize System", "shape": "box", "next": ["decision"]},
       {"id": "decision", "label": "Is Valid?", "shape": "diamond", "next": ["step2", "error"]},
       {"id": "step2", "label": "Process Data", "shape": "box", "next": ["end"]},
       {"id": "error", "label": "Handle Error", "shape": "box", "next": ["end"]},
       {"id": "end", "label": "End", "shape": "ellipse", "next": []}
   ]
   
   diagram_path = generator.create_flowchart(
       steps=steps,
       filename="method_flowchart",
       output_format="svg"
   )
   

3. 创建框图：

   blocks = [
       {"id": "input", "label": "Input\\nSensor", "type": "input"},
       {"id": "cpu", "label": "Central\\nProcessor", "type": "process"},
       {"id": "memory", "label": "Memory\\nStorage", "type": "storage"},
       {"id": "output", "label": "Output\\nDisplay", "type": "output"}
   ]
   
   connections = [
       ["input", "cpu", "raw data"],
       ["cpu", "memory", "store"],
       ["memory", "cpu", "retrieve"],
       ["cpu", "output", "processed data"]
   ]
   
   diagram_path = generator.create_block_diagram(
       blocks=blocks,
       connections=connections,
       filename="system_diagram",
       output_format="svg"
   )
   

4. 渲染自定义 DOT 代码：

   dot_code = """
   digraph PatentSystem {
       rankdir=LR;
       node [shape=box, style=rounded];
   
       Input [label="User Input\\n(10)"];
       Processor [label="Processing Unit\\n(20)"];
       Output [label="Display\\n(30)"];
   
       Input -> Processor [label="data"];
       Processor -> Output [label="result"];
   }
   """
   
   diagram_path = generator.render_dot_diagram(
       dot_code=dot_code,
       filename="custom_diagram",
       output_format="svg",
       engine="dot"
   )
   

5. 添加附图标记：

   # After creating a diagram, add patent-style reference numbers
   reference_map = {
       "Input Sensor": 10,
       "Central Processor": 20,
       "Memory Storage": 30,
       "Output Display": 40
   }
   
   annotated_path = generator.add_reference_numbers(
       svg_path=diagram_path,
       reference_map=reference_map
   )
   

图表模板

获取常用模板：

templates = generator.get_diagram_templates()

# Available templates:
# - simple_flowchart: Basic process flow
# - system_block: System architecture
# - method_steps: Sequential method
# - component_hierarchy: Hierarchical structure

形状类型

流程图形状

• ellipse：起点／终点
• box：处理步骤
• diamond：决策点
• parallelogram：输入／输出操作
• cylinder：数据库／存储

框图类型

• input：输入设备／传感器
• output：输出设备／显示器
• process：处理单元
• storage：内存／存储
• decision：控制逻辑
• default：通用组件

布局引擎

• dot：分层布局（从上到下／从左到右）
• neato：弹簧模型布局
• fdp：力导向布局
• circo：环形布局
• twopi：径向布局

输出格式

• svg：可缩放矢量图形（最适合编辑）
• png：光栅图像（适合查看）
• pdf：便携式文档格式（兼容 USPTO）

专利风格的附图标记

编号约定：

• 主要组件：10、20、30、40……
• 子组件：12、14、16（隶属于 10）
• 元素：22、24、26（隶属于 20）

标注示例：

"Input Sensor (10)"
"  - Detector Element (12)"
"  - Signal Processor (14)"
"Central Unit (20)"
"  - CPU Core (22)"
"  - Cache (24)"

演示格式

创建图表时：

1. 说明将生成的内容： “正在为包含 5 个步骤的身份验证方法创建流程图……”

2. 生成图表： 运行 Python 代码以创建 SVG／PNG／PDF

3. 显示文件位置： “图表已创建：${CLAUDE_PLUGIN_ROOT}/python\diagrams\method_flowchart.svg”

4. 列出附图标记（如有添加）：

   Reference Numbers:
   - Input Module (10)
   - Processing Unit (20)
   - Output Interface (30)
   

常见用例

1. 方法权利要求 → 流程图

   • 展示顺序步骤
   • 包含决策分支
   • 为步骤编号（S1、S2、S3……）

2. 系统权利要求 → 框图

   • 展示组件及其连接关系
   • 使用附图标记
   • 标明数据流方向

3. 架构图 → 自定义 DOT

   • 复杂的系统布局
   • 多个互连关系
   • 分层结构

错误处理

如果未安装 Graphviz：

1. 检查安装情况：dot -V
2. 为你的操作系统安装（见上文）
3. 验证 Python 包：pip show graphviz
4. 测试生成：python scripts/test_diagrams.py

可用工具

• Bash：运行 Python 图表生成代码
• Write：保存 DOT 代码或图表
• Read：加载现有图表或模板