CN109033530A - 一种活动关节金具模型的构建方法 - Google Patents

一种活动关节金具模型的构建方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109033530A
CN109033530A CN201810690588.6A CN201810690588A CN109033530A CN 109033530 A CN109033530 A CN 109033530A CN 201810690588 A CN201810690588 A CN 201810690588A CN 109033530 A CN109033530 A CN 109033530A
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
file
artis
component
turning joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810690588.6A
Other languages
English (en)
Inventor
韩念遐
隗刚
穆云霞
祖国华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Dao Heng Time Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Dao Heng Time Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Dao Heng Time Technology Co Ltd filed Critical Beijing Dao Heng Time Technology Co Ltd
Priority to CN201810690588.6A priority Critical patent/CN109033530A/zh
Publication of CN109033530A publication Critical patent/CN109033530A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

本发明公开了一种活动关节金具模型的构建方法，包括：确定活动关节金具所包括的组件，并确定组件中的可活动关节点，根据可活动关节点将各个可活动组件单独建模，形成各个可活动组件模型文件；确定各个可活动关节点在各个可活动组件中的位置；确定每个组件模型中各关节点的属性信息，将所述属性信息写入金具活动关节描述文件；将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包，其中所述文件包括可活动组件模型文件及金具活动关节描述文件，形成最终的活动关节金具模型文件。本发明实施例实现了对工程实际使用时金具受力情况进行仿真模拟，便于在三维场景中进行硬碰撞检测。

Description

一种活动关节金具模型的构建方法
技术领域
本发明涉及架空输电线路建设设计技术领域，具体地涉及一种活动关节金具模型的构建方法。
背景技术
金具是架空输电线路中广泛应用的铁质或铝制金属附件的统称。本申请中所指的金具特指构成绝缘子串的连接金具，这部分金具的主要用途是将电线(主要是导线和地线)与铁塔、绝缘子与绝缘子进行固定、连接。由于这些金具本身由两个或两个以上的部分通过套接等方式组合，在工程实际使用时金具受力情况的改变直接影响金具各部分的空间姿态。
因此，如何能够解决金具进行三维仿真模拟时的空间姿态调整问题，成为技术人员需要考虑的问题。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供了一种活动关节金具模型的构建方法，实现构建的金具模型能够在指定关节点按照一定方向旋转，能够解决金具进行三维仿真模拟时的空间姿态调整问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种活动关节金具模型的构建方法，所述方法包括：
确定活动关节金具所包括的组件，并确定组件中的可活动关节点，根据可活动关节点将各个可活动组件单独建模，形成各个可活动组件模型文件；
确定各个可活动关节点在各个可活动组件中的位置；
确定每个组件模型中各关节点的属性信息，将所述属性信息写入金具活动关节描述文件；
将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包，其中所述文件包括可活动组件模型文件及金具活动关节描述文件，形成最终的活动关节金具模型文件。
可选的，所述根据可活动关节点将各个可活动组件单独建模，形成各个可活动组件模型文件的步骤，还包括：对每个组件模型进行编号。
可选的，所述确定各个可活动关节点在各个可活动组件中的位置，包括：每个组成金具的组件间的所述连接点位置按照组件模型本身的建模原点进行偏移后获得。
可选的，所述每个组件模型中各关节点的属性信息，包括：每个组件模型的关节点的编号。
可选的，所述每个组件模型中各关节点的属性信息，还包括以下信息的任意组合：与其相连的组件模型标识、该关节点的右手空间直角坐标系、与该关节点所连接组件模型绕各轴的可旋转角度范围。
可选的，所述将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包，包括：使用二进制文件将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包形成最终的金具模型文件。
可选的，所述文件包括：文件头、金具活动关节描述文件、可活动组件模型文件。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时实现上述的活动关节金具模型的构建方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的活动关节金具模型的构建方法。
与现有技术相比，本发明实施例按照金具各活动组件部分分别构建独立的模型，定义每个组件部分的关节节点描述信息，包括节点位置(相对于各部分模型的建模原点)、节点活动方向、各活动方向最大旋转角度；将上述金具各部分组件模型和关节节点描述信息打包形成最终的活动关节模型文件进行存储，仿真实验时就可以方便的导入这些模型。在仿真实验时，本发明实施例的金具模型可根据输入的力学参数调整各部分的空间姿态，从而达到金具模型各部分空间姿态的仿真模拟。本发明通过加入金具部件实际特征，定义一种可描述不同种类带有活动关节金具各部件关节点、关节活动方向、关节活动角度等约束条件的数据文件，实现金具模型在三维渲染时可根据实际情况按规定方式进行姿态调整。这种带有活动关节定义的三维模型能够充分模拟金具的实际空间姿态，更接近真实金具数据。本发明实施例实现了对工程实际使用时金具受力情况进行仿真模拟，便于在三维场景中进行硬碰撞检测。本发明实施例提高了活动关节金具模型的真实性和计算精度，全面提高了金具实际应用的经济性。并且采用本发明实施例构建的活动关节金具模型具有较好的直观性，可以将空间姿态调整结果明显的展示出来。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的活动关节金具模型的构建方法的流程图；
图2为本发明应用实例提供的活动关节金具模型结构示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
图1为本发明实施例提供的活动关节金具模型的构建方法的流程图。所述方法包括：
步骤101，确定活动关节金具所包括的组件，并确定组件中的可活动关节点，根据可活动关节点将各个可活动组件单独建模，形成各个可活动组件模型文件；
步骤102，确定各个可活动关节点在各个可活动组件中的位置；
步骤103，确定每个组件模型中各关节点的属性信息，将所述属性信息写入金具活动关节描述文件；
步骤104，将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包，其中所述文件包括可活动组件模型文件及金具活动关节描述文件，形成最终的活动关节金具模型文件。
在本实施例的步骤101中，建立活动关节金具各组件的模型，首先根据金具实际样品或金具生产厂家提供的产品参数图册确定该金具由多少个组件组成，同时还需要确认这些组件中哪些连接点是可活动关节点。根据可活动关节点将各个可活动部分的组件进行单独建模，对每个组件模型进行编号后形成一组组件模型的STL文件，组件ID编码规则为字母Z+数字编号(例：Z1，Z2),在一个活动关节金具中组件ID唯一。
在本实施例的步骤102中，确定各个可活动关节点在各个可活动的组件中的位置，每个组成金具的组件间的连接点位置应按照组件模型本身的建模原点进行偏移后获得。首先确定该组件模型的原点，然后指定其上有几组关节点以及每组关节点相对于模型建模原点的X、Y、Z的偏移量，(偏移量根据每个模型的尺寸和总体模型原点确定)单位为mm。每个组件模型的关节点需进行编号，关节点ID编码规则为JD+数字(例：JD1)，一个组件模型中的关节点编号唯一。
在本实施例的步骤103中，确定每个组件模型中各关节点的属性信息，将所述属性信息写入金具活动关节描述文件。在本申请的一个实施例中，所述组件模型中每个关节点包括的属性信息有：
(1)与其相连的组件模型标识(ID)；
(2)该关节点的右手空间直角坐标系；
用三个法向量分别描述X轴、Y轴、Z轴，各轴朝向可根据组件模型任意定义。
(3)与该关节点所连接组件模型绕各轴的可旋转角度范围；
使用十进制角度描述，格式为：X＝0,360,表示该组件可绕X轴旋转范围为0°到360°。
将上述信息写入金具活动关节描述文件。
金具活动关节描述文件采用INI格式，记录上述所有组件间的连接关系及各组件关节点信息，其具体格式如下；
[组件信息]
组件个数＝
组件1ID＝
……
组件nID＝
[组件ID]
关节点数量＝n
关节点1ID＝
关节点1关联组件ID＝
关节点1坐标＝X,Y,Z
关节点1坐标轴X＝X,Y,Z,Amin,Amax
关节点1坐标轴Y＝X,Y,Z,Amin,Amax
关节点1坐标轴Z＝X,Y,Z,Amin,Amax
……
关节点nID＝
关节点n关联组件ID＝
关节点n坐标＝X,Y,Z
关节点n坐标轴X＝X,Y,Z,Amin,Amax
关节点n坐标轴Y＝X,Y,Z,Amin,Amax
关节点n坐标轴Z＝X,Y,Z,Amin,Amax
备注：关节点坐标轴信息中：X,Y,Z为该轴的单位向量，Amin,Amax为与该关节点连接的组件模型绕该轴的旋转角度范围。
在本实施例的步骤104中，将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包：
使用二进制文件将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包形成最终的金具模型文件(*.JJ3DV)。在本实施例中，文件由三部分组成，分别是文件头、金具活动关节描述文件、可活动组件模型文件。具体格式如下：
(1)文件头：
金具名称——128字节；
创建时间——16字节；
(2)金具活动关节描述文件：
长度——8字节；
金具活动关节描述——实际长度；
(3)可活动组件模型文件：
组件模型个数——8字节；
组件1长度——8字节；
组件1——实际长度；
组件n长度——8字节；
组件n——实际长度；
按照上述二进制文件格式将所有组成活动关节金具模型的部分打包形成最终的活动关节金具模型文件，文件后缀为*.JJ3DV。
下面通过具体应用中的实例对本申请技术方案进行示例性说明。
(1)建立活动关节金具各组件的模型：
如图2所示，选用耐张线夹NY-80BG-40作为本专利的样例数据，该金具由两个组件模型组成。使用通用建模工具SolidWorks对两个组件分别进行建模形成组件模型文件Z1.stl和Z2.stl。
(2)确定关节点相对于各组件的位置：
根据两个模型建模的原点以及实际连接点所在位置确定两个部件上关节点相对于各自模型原点的坐标。假定模型原点的坐标为0,0,0。则两个组件模型上关节点的坐标分别为：
Z1组件关节点JD1的坐标为23,121,111
Z2组件关节点JD2的坐标为0,0,0
(3)确定每个组件模型中各关节点的属性：
根据金具NY-80BG-40的可变关节特征定义两个组件关节点特性如下：
Z1组件关节节点JD1对应的关联组件ID为Z2；
Z1组件关节节点JD1的坐标轴为X轴(0,0,1)、Y轴(0,1,0)、Z轴(1,0,0)；
Z2组件可绕该关节节点旋转角度分别为X轴±30°、Y轴±30°、Z轴±30°；
Z2组件关节节点规则与Z1组件关节节点类似。
(4)将上述信息写入金具活动关节描述文件：
[组件信息]
组件个数＝2
组件1ID＝Z1
组件2ID＝Z2
[Z1]
关节点数量＝1
关节点1ID＝JD1
关节点1关联组件ID＝Z2
关节点1坐标＝23,121,111
关节点1坐标轴X＝0,0,1,-30,30
关节点1坐标轴Y＝0,1,0,-30,30
关节点1坐标轴Z＝1,0,0,-30,30
[Z2]
关节点数量＝1
关节点1ID＝JD1
关节点1关联组件ID＝Z1
关节点1坐标＝0,0,0
关节点1坐标轴X＝0,0,1,-30,30
关节点1坐标轴Y＝0,1,0,-30,30
关节点1坐标轴Z＝1,0,0,-30,30
(5)将组成活动关节金具模型的各部分进行打包：
按二进制文件格式要求将三部分文件打包为最终的活动关节金具模型文件，文件为NY-80BG-40.JJ3DV。仿真实验时就可以方便的导入这些模型文件。在仿真实验时，本发明实施例的金具模型可根据输入的力学参数调整各部分的空间姿态。
本发明实施例通过加入金具部件实际特征，定义一种可描述不同种类带有活动关节金具各部件关节点、关节活动方向、关节活动角度等约束条件的数据文件，实现金具模型在三维渲染时可根据实际情况按规定方式进行姿态调整。这种带有活动关节定义的三维模型能够充分模拟金具的实际空间姿态，便于在三维场景中进行硬碰撞检测。
在本发明实施例中，按照金具各活动组件部分分别构建独立的模型，模型采用开放格式(*.STL)；定义每个组件部分的关节节点描述信息，包括节点位置(相对于各部分模型的建模原点)、节点活动方向、各活动方向最大旋转角度；将金具各部分组件模型和关节节点描述信息打包形成最终的二进制活动关节模型文件，进行存储，仿真实验时就可以方便的导入这些模型。通过本发明实施例提供的活动关节金具模型的构建方法，所构建的金具模型能够在指定关节点按照一定方向旋转，能够解决金具进行三维仿真模拟时的空间姿态调整问题。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时实现上述的活动关节金具模型的构建方法。
此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被执行时实现上述的活动关节金具模型的构建方法。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种活动关节金具模型的构建方法，其特征在于，所述方法包括：
确定活动关节金具所包括的组件，并确定组件中的可活动关节点，根据可活动关节点将各个可活动组件单独建模，形成各个可活动组件模型文件；
确定各个可活动关节点在各个可活动组件中的位置；
确定每个组件模型中各关节点的属性信息，将所述属性信息写入金具活动关节描述文件；
将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包，其中所述文件包括可活动组件模型文件及金具活动关节描述文件，形成最终的活动关节金具模型文件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据可活动关节点将各个可活动组件单独建模，形成各个可活动组件模型文件的步骤，还包括：对每个组件模型进行编号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定各个可活动关节点在各个可活动组件中的位置，包括：每个组成金具的组件间的所述连接点位置按照组件模型本身的建模原点进行偏移后获得。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述每个组件模型中各关节点的属性信息，包括：每个组件模型的关节点的编号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述每个组件模型中各关节点的属性信息，还包括以下信息的任意组合：与其相连的组件模型标识、该关节点的右手空间直角坐标系、与该关节点所连接组件模型绕各轴的可旋转角度范围。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包，包括：使用二进制文件将组成活动关节金具模型的各部分文件进行打包形成最终的金具模型文件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述文件包括：文件头、金具活动关节描述文件、可活动组件模型文件。
8.一种电子设备，包括：处理器和存储器，其特征在于，所述存储器存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的活动关节金具模型的构建方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的活动关节金具模型的构建方法。
CN201810690588.6A 2018-06-28 2018-06-28 一种活动关节金具模型的构建方法 Pending CN109033530A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810690588.6A CN109033530A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种活动关节金具模型的构建方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810690588.6A CN109033530A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种活动关节金具模型的构建方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109033530A true CN109033530A (zh) 2018-12-18

Family

ID=65521978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810690588.6A Pending CN109033530A (zh) 2018-06-28 2018-06-28 一种活动关节金具模型的构建方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109033530A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101958007A (zh) * 2010-09-20 2011-01-26 南京大学 一种采用草绘的三维动画姿态建模方法
CN106142083A (zh) * 2016-07-21 2016-11-23 河北工业大学 高空幕墙安装机器人的三维运动仿真的方法
CN106846468A (zh) * 2017-01-25 2017-06-13 南京阿凡达机器人科技有限公司 一种基于ros系统的机械臂建模及运动规划实现方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101958007A (zh) * 2010-09-20 2011-01-26 南京大学 一种采用草绘的三维动画姿态建模方法
CN106142083A (zh) * 2016-07-21 2016-11-23 河北工业大学 高空幕墙安装机器人的三维运动仿真的方法
CN106846468A (zh) * 2017-01-25 2017-06-13 南京阿凡达机器人科技有限公司 一种基于ros系统的机械臂建模及运动规划实现方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baerlocher et al. Parametrization and range of motion of the ball-and-socket joint
CN106600709A (zh) 基于装修信息模型的vr虚拟装修方法
CN107622524A (zh) 用于移动终端的显示方法和显示装置
CN110392902A (zh) 使用稀疏体积数据的操作
CN103440357A (zh) 虚拟现实漫游场景生成方法及系统
Wilhelms et al. Fast and easy reach-cone joint limits
US20100030539A1 (en) Simulation of a Motion System Including a Mechanical Modeler with Interpolation
JPWO2004025522A1 (ja) ハーネス設計支援装置および方法並びにハーネス設計支援プログラムおよび同プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
Dey et al. A web‐based integrated GUI for 3D modeling, kinematic study, and control of robotic manipulators
Kumar et al. Analysis of contemporary robotics simulators
CN109033530A (zh) 一种活动关节金具模型的构建方法
Andrews et al. A general vector-network formulation for dynamic systems with kinematic constraints
JP4053627B2 (ja) 通信型コンピュータグラフィックスアニメーション方法
CN107395405A (zh) 基于空间网络拓扑的测试环境模拟方法和装置
Brito et al. Virtual laboratory for automation combining inventor 3D models and Simulink control models: Virtual laboratory for automation
CN110597088B (zh) 一种极坐标系下的车辆动力学仿真方法
WO2002069206A3 (en) Object interaction simulation
Kanda et al. Efficient, realistic method for animating dynamic behaviors of 3D botanical trees
WO2004053740A3 (fr) Procede de simulation d'un processus d'emboutissage
Li et al. An object-oriented system for dynamics-based 3D cloth simulation
Wan et al. A 4-layer flexible virtual hand model for haptic interaction
Pajpach et al. Design of an Educational-development Platform for Digital Twins using the Interoperability of the OPC UA Standard and Industry 4.0 Components
Xiang et al. Multi-disciplinary modeling and collaborative simulation of multi-robot systems based on HLA
CN108009338A (zh) 暂态仿真处理方法及装置
Yang et al. Fast simulation of skin sliding

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181218

RJ01 Rejection of invention patent application after publication