CN112487571B - 外包装树树冠枝条的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外包装树树冠枝条的设计方法，包括将外包装树的成品枝叶模型按照1:1比例导入到三维建模软件中测量尺寸；将外包装树的树冠模型导入到三维建模软件中转化为网格结构；将树冠模型进行分组并分别提取每组树冠模型中网格结构的网格点形成树冠点云；根据分组的树冠点云建立包络网格面；将各个分组的树冠点云包络网格面拟合为一个整体；对整体树冠点云包络网格面进行圆滑化形成圆滑化的整体树冠点云包络面；在圆滑化的整体树冠点云包络面上均匀排布以成品枝叶模型的尺寸为直径的球；提取球心；将球心按就近原则与外包装树的分树枝连接建立枝条。本发明的枝条及成品枝叶能够分散化和均衡化，避免风力载荷造成的安全隐患。

Description

外包装树树冠枝条的设计方法
技术领域
本发明涉及外包装树设计领域，特别涉及一种外包装树树冠枝条的设计方法。
背景技术
在文化旅游的园林景观设计中，例如：主题公园、主题乐园中假山、假树成为必不可少的园林景观项目，其中假树也称为外包装树。目前体型庞大的外包装树为施工作业人员根据施工效果图绑扎钢筋浇筑混凝土进行现场自由施工，先通过绑扎钢筋浇筑混凝土施工主树干、在主树干上施工主树枝，然后在主树枝上通过钢筋自由弯折施工枝条。由于设计时对成品枝叶密度考虑不足，并且未对树冠的载荷分布进行分析，导致树冠的成品枝叶与树冠的分树枝的匹配不均衡，则树冠局部可能产生被压弯或者倒塌的安全隐患。特别是当树冠受到风力作用时，密度大的成品枝叶的风力传输路径受阻，因此会出现树冠被压弯甚至倒塌的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供了一种外包装树树冠枝条的设计方法，以将成品枝叶与分树枝进行关联，减少风力或者重力对树冠造成的安全隐患。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种外包装树树冠枝条的设计方法，包括：
将外包装树的成品枝叶模型按照1:1比例导入到三维建模软件中，测量成品枝叶模型的尺寸；
将外包装树的树冠模型导入到三维建模软件中转化为网格结构；
将树冠模型进行分组，并分别提取每组树冠模型中网格结构的网格点，形成树冠点云；
根据分组的树冠点云建立包络网格面；
将各个分组的树冠点云包络网格面拟合为一个整体，形成整体树冠点云包络网格面；
对整体树冠点云包络网格面进行圆滑化，形成圆滑化的整体树冠点云包络面；
在圆滑化的整体树冠点云包络面上均匀排布以成品枝叶模型的尺寸为直径的球；
提取球心；
将球心按就近原则与外包装树的分树枝连接建立枝条。
进一步地，本发明提供的外包装树树冠枝条的设计方法，圆滑化的整体树冠点云包络面上的球心总数为n个，每个外包装树的分树枝最多连接m个球心，其中3≤m≤10，且m<n，m、n均为正整数。
进一步地，本发明提供的外包装树树冠枝条的设计方法，所述枝条的截面尺寸通过有限元分析软件计算。
进一步地，本发明提供的外包装树树冠枝条的设计方法，在所述将外包装树的树冠模型导入到三维建模软件，将其转化为网格结构的步骤与所述在圆滑化的整体树冠点云包络面上均匀排布以成品枝叶模型的尺寸为直径的球的步骤之间，进行所述将外包装树的成品枝叶模型按照1:1比例导入到三维建模软件中，测量成品枝叶模型的枝叶尺寸的步骤。
进一步地，本发明提供的外包装树树冠枝条的设计方法，所述枝条的材料为钢筋。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的外包装树树冠枝条的设计方法，是将树冠模型拟合为圆滑化的整体树冠点云包络面，然后将以成品枝叶模型的尺寸为直径的球均匀排布在圆滑化的整体树冠点云包络面上，提取球心，通过将球心按就近原则与外包装树的分树枝连接建立枝条，从而将枝条在分树枝上分散化和均衡化，避免枝条密度集中，则相邻枝条上连接的成品枝叶的密度不会集中，也被分散化和均衡化了。采用本发明施工的外包装树树冠枝条，一根枝条上连接几个成品枝叶，当风力作用时，可以精确计算出成品枝叶的受风面积，从而使整个树冠的受风力载荷能够清晰计算。当风力作用时，成品枝叶的风力传输给枝条，枝条的受力传输给分树枝，则树冠受风力作用时的风力传输路径不会被阻挡，不会造成由于枝条及成品枝叶的密度过大而不透风造成树冠被压弯或者压塌的安全风险。也就是说，本发明将成品枝叶与外包装树的分树枝相关联来建立了均衡化和分散化的枝条，避免了无规则分布的枝条及成品枝叶的密度过大而导致的安全隐患。
附图说明
图1是外包装树树冠枝条的设计方法的流程图；
图2是成品枝叶模型的模型示意图；
图3是将树冠模型形成圆滑化的整体树冠点云包络面的模型示意图；
图4是在圆滑化的整体树冠点云包络面上排布球的模型示意图；
图5是在图4中提取球的球心的模型示意图；
图6是建立枝条的模型示意图；
图7是枝条分布的模型示意图；
图8是外包装树的模型示意图；
图中所示：
100、外包装树，110、主树干，120、主树枝，130、次树枝，140分树枝，150、枝条，160、成品枝叶模型。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
请参考图1，本发明实施例提供一种外包装树树冠枝条的设计方法，可以包括以下步骤：
步骤201，请参考图2，将外包装树的成品枝叶模型160按照1:1比例导入到三维建模软件中，测量成品枝叶模型160的尺寸；其中成品枝叶模型160来源于真实的成品枝叶。
步骤202，将外包装树的树冠模型(未图示)导入到三维建模软件中转化为网格结构。
步骤203，将树冠模型进行分组，并分别提取每组树冠模型中网格结构的网格点，形成树冠点云。
步骤204，根据分组的树冠点云建立包络网格面。
步骤205，将各个分组的树冠点云包络网格面拟合为一个整体，形成整体树冠点云包络网格面。
步骤206，请参考图3，对整体树冠点云包络网格面进行圆滑化，形成圆滑化的整体树冠点云包络面。
步骤207，请参考图4，在圆滑化的整体树冠点云包络面上均匀排布以成品枝叶模型160的尺寸为直径的球。
步骤208，请参考图5，提取球心。
步骤209，请参考图6至图7，将球心按就近原则与外包装树的分树枝140连接建立枝条150。其中多根枝条150的交点为连接在分树枝140上的连接点。即一根分树枝140连接多根枝条150。
请参考图6到图7，本发明实施例提供的外包装树树冠枝条的设计方法，圆滑化的整体树冠点云包络面上的球心总数为n个，每个外包装树的分树枝140最多连接m个球心，其中3≤m≤10，且m<n，m、n均为正整数。当然，m的数量可以根据设计或者施工需要进行调整。
本发明实施例提供的外包装树树冠枝条的设计方法，所述枝条150的截面尺寸通过有限元分析软件计算。其优点在于，可以通过计算后的截面尺寸提高其连接的强度，避免受力作用时枝条150直接断裂。
本发明实施例提供的外包装树树冠枝条的设计方法，在步骤202至步骤207之间，进行步骤201。即步骤201顺序不限于在第一步骤中完成，而是在步骤207之前的任意步骤之前即可。
进一步地，本发明实施例提供的外包装树树冠枝条的设计方法，所述枝条150的材料为钢筋。钢筋能够结合有限元分析软件计算其截面尺寸及其强度。
本发明实施例提供的外包装树树冠枝条的设计方法，是将树冠模型拟合为圆滑化的整体树冠点云包络面，然后将以成品枝叶模型160的尺寸为直径的球均匀排布在圆滑化的整体树冠点云包络面上，提取球心，通过将球心按就近原则与外包装树的分树枝140连接建立枝条150，从而将枝条150在分树枝140上分散化和均衡化，避免枝条150密度集中，则相邻枝条150上连接的成品枝叶的密度不会集中，也被分散化和均衡化了。采用本发明实施例施工的外包装树树冠枝条，一根枝条150上连接几个成品枝叶，当风力作用时，可以精确计算出成品枝叶的受风面积，从而使整个树冠的受风力载荷能够清晰计算。当风力作用时，成品枝叶的风力传输给枝条150，枝条150的受力传输给分树枝140，则树冠受风力作用时的风力传输路径不会被阻挡，不会造成由于枝条150及成品枝叶的密度过大而不透风造成树冠被压弯或者压塌的安全风险。也就是说，本发明实施例将成品枝叶与外包装树的分树枝140相关联来建立了均衡化和分散化的枝条150，避免了无规则分布的枝条150及成品枝叶的密度过大而导致的安全隐患。
本发明实施例提供的外包装树树冠枝条的设计方法，每个球心对应一根枝条，由于球及球心的排布为均匀分布，故枝条能够被分散化和均衡化。
请参考图8，根据本发明实施例提供的外包装树树冠枝条的设计方法施工外包装树100的步骤可以包括：
步骤301，施工主树干110；
步骤302，在主树干110上施工主树枝120；
步骤303，在主树枝120上施工次树枝130；
步骤304，在次树枝130上施工分树枝140；
步骤305，在分树枝140上施工枝条150；
步骤306，在枝条150150上绑扎成品枝叶，形成外包装树100。请参考图8，依据上述枝条150的设计方法施工的外包装树100，其枝条150的密度分散化和均衡化了，则每根枝条150上绑扎成品枝叶时，风力的传输路径不会集中分布，树冠不会受风力的影响而发生被压弯或者倒塌的安全风险。
本发明不限于上述具体实施方式，凡在本发明之内所作出的各种变化和润饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种外包装树树冠枝条的设计方法，其特征在于，包括：
将外包装树的成品枝叶模型按照1:1比例导入到三维建模软件中，测量成品枝叶模型的尺寸；
将外包装树的树冠模型导入到三维建模软件中转化为网格结构；
将树冠模型进行分组，并分别提取每组树冠模型中网格结构的网格点，形成树冠点云；
根据分组的树冠点云建立包络网格面；
将各个分组的树冠点云包络网格面拟合为一个整体，形成整体树冠点云包络网格面；
对整体树冠点云包络网格面进行圆滑化，形成圆滑化的整体树冠点云包络面；
在圆滑化的整体树冠点云包络面上均匀排布以成品枝叶模型的尺寸为直径的球；
提取球心；
将球心按就近原则与外包装树的分树枝连接建立枝条。
2.根据权利要求1所述的外包装树树冠枝条的设计方法，其特征在于，圆滑化的整体树冠点云包络面上的球心总数为n个，每个外包装树的分树枝最多连接m个球心，其中3≤m≤10，且m<n，m、n均为正整数。
3.根据权利要求1所述的外包装树树冠枝条的设计方法，其特征在于，所述枝条的截面尺寸通过有限元分析软件计算。
4.根据权利要求1所述的外包装树树冠枝条的设计方法，其特征在于，在所述将外包装树的树冠模型导入到三维建模软件中转化为网格结构的步骤与所述在圆滑化的整体树冠点云包络面上均匀排布以成品枝叶模型的尺寸为直径的球的步骤之间，进行所述将外包装树的成品枝叶模型按照1:1比例导入到三维建模软件中，测量成品枝叶模型的枝叶尺寸的步骤。
5.根据权利要求1所述的外包装树树冠枝条的设计方法，其特征在于，所述枝条的材料为钢筋。
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