一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法技术

本发明专利技术涉及水利水电工程金属结构设计领域，公开了一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法，包括以下步骤：首先将钢闸门各级模板进行参数化、标准化三维设计；然后建立钢闸门模板的系列化三维数据库，并按照特征分类原则分配检索系列代号；再利用可视化编程语言设计用户交互界面、数据库查询和参数设计程序；最后输入设计需求特征和尺寸参数，检索闸门系列号并查询钢闸门系列化数据库，快速完成三维设计和图纸更新；本发明专利技术中的需求特征和参数通过图形化交互界面输入，通过调整参数，即可完成三维模型的一键检索和驱动，实用性强，操作简单，“输入”即“输出”，可实现钢闸门标准化、系列化设计，大幅提高设计效率，缩减设计周期。缩减设计周期。缩减设计周期。

【技术实现步骤摘要】
一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法


[0001]本专利技术涉及水利水电工程金属结构设计
，尤其涉及一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法。

技术介绍

[0002]钢闸门被广泛应用于各型水利水电工程及抽水蓄能电站中，常用来调节上游水位和控制下泄流量，一般由于工程中钢闸门工作性质、功能要求、制造材料和方法、构造特征、尺寸规模等不同，闸门的种类和型式复杂多变。虽然《水电工程钢闸门设计规范NB35055
‑
2015》对表孔、潜孔和其他闸门孔口尺寸规定了推荐系列，设计水头在不同区间规定了水头系列的递增梯度，但这些推荐系列对于设计来说依然面临庞大的数据库，功能特征、孔口尺寸以及设计水头等的组合导致钢闸门具有明显非标准化特点。
[0003]因此，利用传统的二维平面设计方法无法对复杂多变的闸门结构进行标准化和系列化设计，水电工程闸门完全成为一种非标订制，同一工程中不同部位往往需要不同功能特征和不同尺寸的闸门，对于制造来说更不可能像汽车一样实现量产，给设计者带来了较大设计工作量和工作难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了提供了一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法，通过建立特征分类和系列代号检索规则，对钢闸门系列化数据库进行特征查询和参数更新，可快速完成钢闸门数字化设计，利用可视化编程语言开发用户交互界面、数据库查询和参数设计程序，通过设计特征和参数输入，完成数据库的一键检索和驱动，通过调整参数，实现“输入”即“输出”。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：
[0006]步骤一，将钢闸门模板进行参数化、标准化三维设计；
[0007]步骤二，建立钢闸门模板的系列化三维数据库；
[0008]步骤三，设计用户交互界面、钢闸门模板的系列化三维数据库查询和参数设计程序；
[0009]步骤四，需求特征及参数输入，完成三维模型设计和图纸更新。
[0010]优选地，所述步骤一中将钢闸门模板按装配关系划分为三个级别，分别为：一级模板为总装配级；二级模板为部件/装置级；三级模板为构件/零件级。
[0011]优选地，所述步骤一中钢闸门模板包括钢闸门三维模型和图纸模板，所述图纸模板由钢闸门三维模型投影生成，一一对应且关联。
[0012]优选地，所述三维模型包括钢闸门必要的组成部分：钢结构件，功能附属部件，机械零件，闸门的整体总装配，以及设计参考网格或骨架模型。
[0013]优选地，所述步骤一中的钢闸门模板建立主要利用参数化和知识工程，实现局部
构造和尺寸参数的变化。
[0014]优选地，步骤二具体包括：
[0015](1)建立钢闸门三维模型数据库，包括钢闸门模板的各级模板和对应图纸模板文件；
[0016](2)对钢闸门模型的几何构进行造特征分类，约定不同特征可用不同代号表示，建立特征分类和检索规则；
[0017](3)在数据库管理系统中建立数据库检索目录和查询表，建立参数化设计模型的参数集；
[0018](4)利用特征分类和检索规则将数据库目录与数据库文件完全匹配。
[0019]优选地，针对不同级别模板建立不同数据库检索目录和检索地址，检索目录的每一条目均对应一个标准化系列闸门模板。
[0020]优选地，所述数据库检索目录的主关键字由描述闸门模板征特的系列代号组成，其余关键字为钢闸门设计尺寸参数。
[0021]优选地，步骤三具体包括：
[0022](1)设置与三维建模软件的接口，建立钢闸门参数化设计程序的用户界面，包括输入及计算模块、检索查询模块、结构设计模块、结果输出模块；
[0023](2)将输入及计算模块中的特征分类和尺寸参数值按钢闸门模板的系列化三维数据库中的数据格式进行整理，建立需求数据条目和检索代号，用于检索和驱动参数化模型；
[0024](3)建立钢闸门模板的系列化三维数据库查询窗口，根据需求数据条目和检索代号进行数据查询，找到匹配的数据项目；
[0025](4)调用三维建模软件进行匹配数据项目的另存和更新，输出模型和图纸结果；
[0026](5)完善程序代码执行逻辑顺序和使用功能，对程序封装生成后缀名为.exe的可执行文件，建立钢闸门数字化设计程序。
[0027]优选地，所述结果输出模块可以对参数驱动更新完成后的模型和图纸结果作为新的数据项目批量保存至数据库，进行数据库的自动更新扩充。
[0028]本专利技术具备以下有益效果：
[0029]1、实现了钢闸门的标准化三维设计。基于知识数据库和特征分类检索，建立特征分类和检索规则，将非标订制的水利水电工程钢闸门实现了标准化设计。
[0030]2、实现了钢闸门的数据库快速检索和专家知识积累。通过建立钢闸门系列化数据库，包含：数据库检索目录、模型参数集、三维模型数据文件、模型关联图纸文件。通过特征分类和检索规则，按检索代码与之对应的三维模型数据文件和图纸文件名称进行匹配，并能自动更新扩充，大大丰富了设计经验和专家知识成果的积累。
[0031]3、实现了闸门的可视化、参数化设计。利用交互界面，通过查询特征、匹配模板、调整参数，进行一键检索和参数化驱动，实现产品设计的“输入”即“输出”，在产品系列设计、相似设计及优化设计中具有很高的应用价值。
附图说明
[0032]图1为本专利技术设计方法流程图。
[0033]图2为本专利技术钢闸门的整体门叶结构三维标准化、系列化设计模型。
[0034]图3为本专利技术钢闸门的单节门叶结构三维标准化、系列化设计模型。
[0035]图4为本专利技术钢闸门的整体门叶结构模型关联图纸。
[0036]图5为本专利技术钢闸门的单节门叶结构模型关联图纸。
[0037]图6为本专利技术中钢闸门系列化数据库检索目录示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术进行具体描述，如图1至图6，本专利技术提供一种技术方案：钢闸门标准化、系列化三维设计方法，该设计方法包括：
[0039]步骤一，将钢闸门各级模板进行参数化、标准化三维设计。
[0040]在参数化、标准化三维设计之前，先对钢闸门模板进行分级。按照钢闸门三维模型装配关系将其划分为三个级别：
[0041]第一级为总装配级，根据钢闸门的共性特征分类，以具有独立分项功能的结构或机构总装配为依据，调用该级模版可重现一套钢闸门门叶；
[0042]第二级为部件/装置级，根据单节门叶共性特征分类，包含单节门叶及各附件装置、机构等，以工程中的某一项产品部件或结构装配部件为依据，调用该级模版可重现一套产品结构部件、机构或装置；
[0043]第三级为构件/零件级，根据单个构件/零件特征进行分类，包括各种结构构件、零件和连接元件，模板最小单元，由单个设备零件或结构构件、单根梁或钢板等。
[0044]钢闸门模板包括钢闸门必本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：步骤一，将钢闸门模板进行参数化、标准化三维设计；步骤二，建立钢闸门模板的系列化三维数据库；步骤三，设计用户交互界面、钢闸门模板的系列化三维数据库查询和参数设计程序；步骤四，需求特征及参数输入，完成三维模型设计和图纸更新。2.根据权利要求1所述的钢闸门标准化、系列化三维设计方法，其特征在于，所述步骤一中将钢闸门模板按装配关系划分为三个级别，分别为：一级模板为总装配级；二级模板为部件/装置级；三级模板为构件/零件级。3.根据权利要求1所述的钢闸门标准化、系列化三维设计方法，其特征在于，所述步骤一中钢闸门模板包括钢闸门三维模型和图纸模板，所述图纸模板由钢闸门三维模型投影生成，一一对应且关联。4.根据权利要求3所述的一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法，其特征在于，所述三维模型包括钢闸门必要的组成部分：钢结构件，功能附属部件，机械零件，闸门的整体总装配，以及设计参考网格或骨架模型。5.根据权利要求1所述的一种钢闸门标准化、系列化三维设计方法，其特征在于，所述步骤一中的钢闸门模板建立主要利用参数化和知识工程，实现局部构造和尺寸参数的变化。6.根据权利要求2所述的钢闸门标准化、系列化三维设计方法，其特征在于，步骤二具体包括：(1)建立钢闸门三维模型数据库，包括钢闸门模板的各级模板和对应图纸模板文件；(2)对钢闸门模型的几何构进行造特征分类，约定不同特征可用不同代号表示，建立特征分类和检索规则；(3)在数据库管理系统中建立数据库检索目...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春龙，范媛，李岗，朱增兵，翟超，韦晨阳，苏立钢，李锋，谭大基，王正中，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：