專(zhuān)利名稱(chēng)：一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
隨著個(gè)性化時(shí)代的到來(lái)，建筑平面、外形和形體都能給建筑設(shè)計(jì)師以充分的創(chuàng)作空間的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)越來(lái)越受到全世界建筑設(shè)計(jì)師的青睞，世博會(huì)陽(yáng)光谷，日本館，阿聯(lián)酋館，沈陽(yáng)星摩爾購(gòu)物廣場(chǎng)透光屋頂，正準(zhǔn)備投入建設(shè)的廣州宏城購(gòu)物廣場(chǎng)，上海迪斯尼的明日之城都采用了空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。
空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可視為空間網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)與桿件拼接而成，而造型的隨意性造成了空間網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)形態(tài)的差異性，通常在一個(gè)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑中，很難見(jiàn)到相同的節(jié)點(diǎn)。比如在世博會(huì)陽(yáng)光谷中，就沒(méi)有任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是相同的。實(shí)際工程中對(duì)于空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的處理包括兩部分，一部分體現(xiàn)在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)和桿件的加工過(guò)程，需要得到節(jié)點(diǎn)桿件的加工數(shù)據(jù)，也就是將原始的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理得到節(jié)點(diǎn)、桿件的加工數(shù)據(jù)，該過(guò)程如果采用人工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，一是速度慢，影響工期，二是人工投入多，成本大，三是精度難保證。另一部分是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)裝配前期，為了保障工程的順利開(kāi)展，一般需要采用預(yù)拼裝來(lái)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)、桿件的正確性和精度。但此時(shí)由于節(jié)點(diǎn)和桿件已經(jīng)加工完畢，如果發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和桿件的加工數(shù)據(jù)有錯(cuò)就需要重新加工，這樣做除了會(huì)造成材料浪費(fèi)，還會(huì)造成工期緊張，降低成本。顯然，對(duì)于空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的批量化、自動(dòng)化處理就顯得非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方法，既能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的批量化處理和實(shí)現(xiàn)加工數(shù)據(jù)的處理，又能驗(yàn)證加工數(shù)據(jù)的正確性，從而保證了數(shù)據(jù)處理的速度、精度，直接間接的保證工期，縮減成本。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述方法包括以下步驟
步驟一、將網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)以及節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形化形式，得到空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑原始設(shè)計(jì)的軸線模型 步驟二、對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)牛腿進(jìn)行編號(hào)；
步驟三、對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑原始設(shè)計(jì)的軸線模型進(jìn)行參數(shù)賦值，形成空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的立體模型 步驟四、采集空間坐標(biāo)系下每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含的牛腿端面的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)集合形成該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)得到桿件數(shù)據(jù)；
步驟五、將步驟四中采集到的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換得到節(jié)點(diǎn)加工數(shù)據(jù)，同理得到桿件加工數(shù)據(jù)；
步驟六、將節(jié)點(diǎn)和桿件的加工數(shù)據(jù)圖形化處理，得到立體的節(jié)點(diǎn)和桿件，根據(jù)節(jié)點(diǎn)和桿件的關(guān)系重構(gòu)出空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的立體模型圖，或者根據(jù)步驟三種相同的構(gòu)造線模式以及節(jié)點(diǎn)、桿件的加工數(shù)據(jù)重構(gòu)出空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的軸線模型 步驟七，將重構(gòu)的立體模型圖或軸線模型圖與原始設(shè)計(jì)的立體模型圖或軸線模型圖在同一坐標(biāo)系下比較，完成加工數(shù)據(jù)的復(fù)核校驗(yàn)。與現(xiàn)有技術(shù) 相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明用數(shù)字化方式代替人工方式完成網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的批量化、自動(dòng)化處理，有效提高了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的處理速度和精度，有利于縮減工期；用數(shù)字化方式校核代替人工校核，提前完成網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的校核，有效地降低工程成本。


圖I為本發(fā)明提供的一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)表列。圖2為本發(fā)明提供的一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的軸線模型圖。圖3為本發(fā)明提供的一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的立體模型圖。圖4為本發(fā)明提供的一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)。圖5為本發(fā)明提供的一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)加工數(shù)據(jù)表列。其中
節(jié)點(diǎn)I 軸線2 桿件3
節(jié)點(diǎn)牛腿4。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方法，所述方法包括以下步驟
步驟一、導(dǎo)入內(nèi)容為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)以及節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的原始設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)文件
(如圖1)，將該數(shù)據(jù)文件圖形化表達(dá)，得到空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的軸線模型圖(如圖2)，在該圖上兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接即為軸線。圖2表示空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系。以第一行數(shù)據(jù)為例，73，74，75分別表示三個(gè)順次相連接的軸線，也就是說(shuō)74軸線跟73軸線、75軸線連接，連接點(diǎn)即為節(jié)點(diǎn)，后面的數(shù)字三個(gè)一組，共兩組，表示為74軸線兩端兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，有了節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)，我們就可以通過(guò)任意一種三維軟件在任意空間坐標(biāo)系下表示這個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后按照?qǐng)D2表列中的軸線連接關(guān)系將節(jié)點(diǎn)用線段連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向圖形的轉(zhuǎn)化得到原始設(shè)計(jì)的軸線模型圖。步驟二、對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)牛腿進(jìn)行編號(hào)，用于節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)牛腿的識(shí)別。比如將原始設(shè)計(jì)的軸線模型圖按照從下到上的順序進(jìn)行編號(hào)，將一定尺度范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)作為一層(比如以IOOOmm作為一個(gè)尺度)，不同的層用AB⑶等英文字母表示。同一層內(nèi)，選擇一個(gè)起始點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，用1、2、3、4等數(shù)字來(lái)表示，最終的節(jié)點(diǎn)編號(hào)為A1、A2、A3、A4等。然后對(duì)節(jié)點(diǎn)牛腿進(jìn)行編號(hào)，選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)牛腿為起始點(diǎn)，按照順時(shí)針或者逆時(shí)針順序進(jìn)行編號(hào)，比如為N1、N2、N3、N4等。比如一個(gè)編號(hào)為A2N3的節(jié)點(diǎn)，可解釋為第一層第二個(gè)節(jié)點(diǎn)的第三個(gè)牛腿。步驟三、一般的建筑方案，都要經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)合理性分析和優(yōu)化，這種優(yōu)化反映到結(jié)構(gòu)件上就是結(jié)構(gòu)件的材料類(lèi)別，剛強(qiáng)度，耐壓耐拉等特性，當(dāng)然也包括尺度。所以，這里要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求，選擇節(jié)點(diǎn)牛腿的截面形態(tài)、尺度(通常包括牛腿的長(zhǎng)度，牛腿板材的厚度)，與截面形態(tài)對(duì)應(yīng)的幾何參數(shù)，以及構(gòu)造線模式(軸線和截面形態(tài)的位置關(guān)系)，比如我們假設(shè)圖2中的牛腿截面形態(tài)為等腰三角形，進(jìn)行賦值，其中節(jié)點(diǎn)牛腿的壁厚為I厘米，長(zhǎng)度為40厘米，牛腿截面三角形的底邊為30厘米，底邊上的高為24厘米，然后指定以節(jié)點(diǎn)牛腿的中心線作為構(gòu)造線對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑原始設(shè)計(jì)的軸線模型進(jìn)行參數(shù)賦值，形成空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的立體模型圖(如圖3)，該立體模型圖包括了節(jié)點(diǎn)、桿件以及兩者的連接關(guān)系，其中桿件為不同節(jié)點(diǎn)牛腿之間的連接件。步驟四、采集空間坐標(biāo)系下每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含的牛腿端面的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如圖4所示的節(jié)點(diǎn)帶有四個(gè)牛腿，將采集的數(shù)據(jù)集合形成該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)得到桿件數(shù)據(jù)，桿件數(shù)據(jù)為該桿件兩端面的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，即為與該桿件相連的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)牛腿的端面空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)、桿件的數(shù)據(jù)是立體模型的數(shù)字化表示，立體模型是節(jié)點(diǎn)桿件數(shù)據(jù)的圖形化表達(dá)。步驟五、將步驟四中采集到的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換得到節(jié)點(diǎn)加工數(shù)據(jù)，同理得到桿件加工數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)加工數(shù)據(jù)為節(jié)點(diǎn)各牛腿端面在節(jié)點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)系下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。圖5中的第一列為節(jié)點(diǎn)編號(hào)，第二列為節(jié)點(diǎn)牛腿編號(hào)，后九列數(shù)字三個(gè)一組，作為節(jié)點(diǎn)牛腿端面三角形的三個(gè)角點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)自身坐標(biāo)系下的空間坐標(biāo)表示。步驟六、將節(jié)點(diǎn)和桿件的加工數(shù)據(jù)圖形化處理，得到立體的節(jié)點(diǎn)和桿件，根據(jù)節(jié)點(diǎn)和桿件的關(guān)系重構(gòu)出空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的立體模型圖(如圖3)，或者根據(jù)步驟三種相同的構(gòu)造線模式以及節(jié)點(diǎn)、桿件的加工數(shù)據(jù)重構(gòu)出空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的軸線模型圖(如圖2)。
步驟七，將重構(gòu)的立體模型圖或軸線模型圖與原始設(shè)計(jì)的立體模型圖或軸線模型圖在同一坐標(biāo)系下比較，完成加工數(shù)據(jù)的復(fù)核校驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 步驟一、將網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)的空間坐標(biāo)以及節(jié)點(diǎn)間關(guān)系的原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形化形式，得到空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑原始設(shè)計(jì)的軸線模型圖； 步驟二、對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)牛腿進(jìn)行編號(hào)； 步驟三、對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑原始設(shè)計(jì)的軸線模型進(jìn)行參數(shù)賦值，形成空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的立體模型圖； 步驟四、采集空間坐標(biāo)系下每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含的牛腿端面的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)集合形成該節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)得到桿件數(shù)據(jù)； 步驟五、將步驟四中采集到的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換得到節(jié)點(diǎn)加工數(shù)據(jù)，同理得到桿件加工數(shù)據(jù)； 步驟六、將節(jié)點(diǎn)和桿件的加工數(shù)據(jù)圖形化處理，得到立體的節(jié)點(diǎn)和桿件，根據(jù)節(jié)點(diǎn)和桿件的關(guān)系重構(gòu)出空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的立體模型圖，或者根據(jù)步驟三種相同的構(gòu)造線模式以及節(jié)點(diǎn)、桿件的加工數(shù)據(jù)重構(gòu)出空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的軸線模型圖； 步驟七，將重構(gòu)的立體模型圖或軸線模型圖與原始設(shè)計(jì)的立體模型圖或軸線模型圖在同一坐標(biāo)系下比較，完成加工數(shù)據(jù)的復(fù)核校驗(yàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述方法包括以下步驟步驟一、得到空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑原始設(shè)計(jì)的軸線模型圖；步驟二、對(duì)空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)建筑的節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)牛腿進(jìn)行編號(hào)；步驟三、形成空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)原始設(shè)計(jì)的立體模型圖；步驟四、得到節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和桿件數(shù)據(jù)；步驟五、得到節(jié)點(diǎn)加工數(shù)據(jù)和桿件加工數(shù)據(jù)；步驟六、重構(gòu)出空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的立體模型圖或者軸線模型圖；步驟七，將重構(gòu)的立體模型圖或軸線模型圖與原始設(shè)計(jì)的立體模型圖或軸線模型圖在同一坐標(biāo)系下比較，完成加工數(shù)據(jù)的復(fù)核校驗(yàn)。本發(fā)明有效提高了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的處理速度和精度，有利于縮減工期；同時(shí)能提前完成網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的校核，有效地降低工程成本。
文檔編號(hào)G06T17/00GK102945568SQ20121040367
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者王剛, 謝安東, 林浩, 陳強(qiáng), 李紅, 鄒曉峰 申請(qǐng)人:江陰納爾捷機(jī)器人有限公司