[發明專利]一種船閘參數化建模及預覽的動態顯示方法

有效

• 申請號: 201410206630.4
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103970955B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 梁桂蘭;鄂俁錕;陳偉秋
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E02C1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 孫承堯

技術領域

本發明涉及航道工程，尤其是一種船閘參數化設計與可視化的動態顯示方法。

背景技術

船閘是為船舶克服航道水位落差而建造的一種通航建筑物，能有效地改善航道的通航條件。其主體結構包括閘室，上、下閘首和引航道等部分。船閘的結構比較復雜，特別是上閘首與下閘首，輸水廊道與消力設施變化較多，空間形狀不規則。以往設計成果往往以圖紙型式呈現，模型表達信息詳細但不比三維模型直觀易理解，尤其是閘首部分很難形象表達，也在一定程度上給設計人員之間的交流與設計成果的修改完善增加了難度。

針對此現狀，人們借助計算機科學，利用三維CAD技術，通過三維建模軟件，如AutoCAD等建立船閘模型。這種方法便于成果交流和直觀預覽，也解決了表達細部結構時效果較差的問題。目前的船閘建模軟件多注重結構的力學計算和穩定分析，而對船閘細部結構沒有給予足夠重視，因而簡化了模型外觀；考慮到閘首的結構復雜度大大超過了閘室，前人利用三維CAD技術建立船閘模型時對閘首建模進行了方法分析和參數化設計，但是對船閘整體模型的三維建模尚沒有深入研究，其建模成果以靜態瀏覽為主，不能全面展示船閘整體的畫面效果或細致模擬船閘的工作過程，這也是船閘建模程序開發的一個問題。本發明開發平臺為Solidworks2010，開發工具為Visual Basic6.0。通過接口訪問調用內部不同方法與屬性建立船閘整體建模程序。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種能夠參數化建立船閘模型，且可以動態預覽船閘整體的建模及顯示的方法。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為一種船閘參數化建模及預覽的動態顯示方法，基于Visual Basic6.0對Solidworks2010進行二次開發，通過接口訪問及其內部函數的調用來建立船閘各部分的模型，為組成船閘整體，調用執行程序完成虛擬裝配并進行各項預覽操作，包括如下部分：

閘室設計模塊(1)；上、下閘首及其閘門設計模塊(2)；預覽模塊(3)；輸水廊道剖面圖、船閘工作過程效果圖。

所述閘室設計模塊(1)中，在Visual Basic設計界面中輸入閘室各部位尺寸，程序運行后首先激活Solidworks文件，根據數據調用Solidworks內嵌的API函數生成閘室的零件文件同時自動保存在指定文件夾中，供用戶調用和修改。設計人員輸入閘室及上部胸墻設計參數。閘室設計參數包括：閘室長度(鎮靜段及有效長度)、閘室寬度、閘室凈高度、底板厚度、邊墻寬度、邊墻外側底部豎直墻高度；胸墻設計參數包括：胸墻高度、胸墻寬度、胸墻下外側水平距離。

所述上、下閘首及其閘門設計模塊(2)中，方法將上、下閘首與對應閘門在同一模塊中建立，并保存在同一個文件夾中，裝配體環境模擬船閘工作過程時需分別調用。閘首與閘門建模原理相同，首先建立了固定形式的閘門與閘首模板。程序運行后，調用Solidworks內部函數，根據輸入的尺寸參數生成模型。上閘首與下閘首的結構型式大致相同，總體分為：輸水廊道、閘首邊墩和閘首底板三個部分。輸水廊道設計參數包括：沿程各關鍵位置處轉彎半徑、進水口寬度、出水口寬度、閥門處寬度、閥門的位置和尺寸。閘首邊墩設計參數包括：門前段長度、門龕段長度、支持段長度、檢修閘門厚度、邊墩寬度和高度。閘首底板人字閘門設計參數包括：底板長度、寬度和高度。閘門長度、寬度、高度以及兩側閘門關閉時相接觸處高水位一側的長度縮短距離。根據建模前確定的參數，在此輸入數據，通過參數化建模生成上閘首、下閘首與人字閘門的模型。

上述輸水廊道均采用集中式輸水，上閘首和下閘首的建模在兩個界面中完成。界面中包括上閘首的建模和上閘首一端閘門的建模，兩部分模型相互獨立的保存，以便擴展功能。

所述預覽模塊(3)中，觀察輸水廊道剖面圖時，調出閘首模型，輸入剖面到底板底部距離，即可在此位置生成剖面。上、下閘首內部的輸水廊道為中空結構。為更方便預覽內部結構，首先調用出已經建立好的模型，選擇不同視角預覽閘首三視圖，此時模型變為線架圖，點選“實體模型”重新變為實體圖形。在數據框中輸入剖面到底板底部距離，點選“輸水廊道剖面預覽”即可在此位置生成剖面，觀察輸水廊道剖面圖。

所述預覽模塊(3)中，已知船閘各處水位，閘門啟閉時間，模擬船閘工作過程時，首先插入已經建模結束并保存的閘室，閘首，閘門等零部件，在裝配體環境下，將上、下閘首與閘室通過“配合”功能固定連接起來，而閘門相對于水流方向可以繞軸轉動，制作動畫時通過控制閘室內外水位、閘門位置模擬船閘的工作過程。用戶輸入條件觀察輸水廊道效果圖、船閘工作效果圖。