一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其包括以下步驟：1)建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型；2)根據(jù)三維模型的尺寸數(shù)據(jù)確定每一絕緣子串組裝部件模型各連接點的位置和類型；3)三維智能組裝絕緣子串模型。本發(fā)明利用三維建模工具，對絕緣子串組裝部件進行參數(shù)化建模，之后根據(jù)輸電工程設(shè)計條件等參數(shù)選定所需的絕緣子串組裝部件后，通過對絕緣子串組裝部件所設(shè)定的連接關(guān)系等屬性，自動判別絕緣子串組裝部件之間是否存在可連接點及匹配方式，實現(xiàn)自動快速組裝形成所需的絕緣子串模型。采用以上方法可以大大降低人力，縮短工程的設(shè)計周期，更快的進入實施環(huán)節(jié)。因此，本發(fā)明可以用于輸電線路設(shè)計、施工和運維階段的絕緣子串三維建模工作。
【專利說明】一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組裝絕緣子串模型的方法，特別是關(guān)于一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣子串是在輸電線路工程中使用最多的關(guān)鍵設(shè)備之一，由金具和絕緣子兩大類部件通過特定方式連接而成，其主要用于導(dǎo)地線與桿塔之間的連接，并使導(dǎo)地線與桿塔之間保持絕緣。
[0003]在輸電線路工程中，需要先對絕緣子串進行二維建模，之后再按照建模的數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的實物。在絕緣子串建模設(shè)計過程中:首先，需要根據(jù)輸電工程設(shè)計條件等參數(shù)選定所需使用的金具和絕緣子型號。然后，根據(jù)實際工程情況對絕緣子片數(shù)、連接金具形態(tài)等進行調(diào)整。由于絕緣子串?dāng)?shù)量眾多、類型繁復(fù)，且相同型號的絕緣子串在不同位置使用時也會有所不同，因此造成了重復(fù)勞動多、建模工作難度大的現(xiàn)狀。若針對各絕緣子串進行精細化建模會耗費巨大的人力成本，從而大大延長工程的設(shè)計周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種降低建模工作難度以及避免重復(fù)建模，從而快速組裝絕緣子串模型的三維智能組裝絕緣子串模型的方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其包括以下步驟:1)建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型；2)根據(jù)三維模型的尺寸數(shù)據(jù)確定每一絕緣子串組裝部件模型各連接點的位置和類型；3)三維智能組裝絕緣子串模型；①選擇待組裝的兩絕緣子串組裝部件模型判斷兩絕緣子串組裝部件模型的連接點類型是否匹配；若絕緣子串組裝部件模型之間的連接點類型匹配，則進入下一步；若連接點類型不匹配，則放棄連接；③判斷絕緣子串組裝部件模型對應(yīng)連接點尺寸是否符合要求；若滿足對應(yīng)連接點尺寸要求，則進入下一步；若不滿足對應(yīng)連接點尺寸要求，則放棄連接；④根據(jù)兩絕緣子串組裝部件模型的連接點類型，確定絕緣子串組裝部件模型之間的連接方向和連接向量將絕緣子串組裝部件模型進行連接，連接后對組裝的絕緣子串組裝部件模型進行碰撞檢測，若絕緣子串組裝部件模型除了對應(yīng)連接點外沒有碰撞，則完成絕緣子串組裝部件模型之間的連接；若絕緣子串組裝部件模型除了對應(yīng)連接點外，還存在碰撞，則放棄連接；⑥根據(jù)輸電線路工程需要判斷是否需要再添加其他絕緣子串組裝部件模型，若需要添加絕緣子串組裝部件模型，則將已經(jīng)連接為一體的絕緣子串組裝部件設(shè)定為待組裝絕緣子串組裝部件模型之一，并回到步驟3)中①，與另一需要添加的絕緣子串組裝部件進行下一步的智能組裝；若不需要添加絕緣子串組裝部件模型，則進入下一步?’⑦三維智能組裝的絕緣子串模型完成。
[0006]所述步驟I)中使用三維建模工具，參照金具圖冊建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型，并將所建立的每一絕緣子串組裝部件的三維模型存儲在計算機的數(shù)據(jù)庫中。[0007]所述步驟2)的②中連接點類型如下:a)單板:單板正面、單板側(cè)面；b)雙板:雙板正面、雙板側(cè)面；c)球頭；d)碗頭；e)開檔圓環(huán):開檔圓環(huán)正面、開檔圓環(huán)側(cè)面；f)閉合圓環(huán):閉合圓環(huán)正面、閉合圓環(huán)側(cè)面；g)線夾；h)導(dǎo)線；i)重錘片；j)重錘座。
[0008]所述步驟3)的②中判斷匹配的原則如下:a)開檔圓環(huán)正面與開檔圓環(huán)正面匹配；
b)雙板正面與單板側(cè)面匹配；c)雙板側(cè)面與單板正面匹配；d)雙板正面與閉合圓環(huán)正面匹配；e)雙板正面與閉合圓環(huán)側(cè)面匹配；f)雙板側(cè)面與閉合圓環(huán)正面匹配；g)雙板側(cè)面與閉合圓環(huán)側(cè)面匹配；h)球頭與碗頭匹配；i)線夾與導(dǎo)線匹配；j)重錘片與重錘座匹配。
[0009]所述步驟3)的③中判斷連接點尺寸的規(guī)則如下:a)當(dāng)連接點類型分別為開檔圓環(huán)和開檔圓環(huán)時，圓環(huán)的孔徑大于圓環(huán)的厚度；b)當(dāng)連接點類型分別為雙板和單板時，單板孔徑大于雙板螺栓直徑、雙板開檔大于單板厚度；c)當(dāng)連接點類型分別為雙板和閉合圓環(huán)時，雙板板間厚度大于圓環(huán)的板厚度；d)當(dāng)連接點類型分別為碗頭和球頭時，碗頭頂部寬度大于球頭頂部寬度；e)當(dāng)連接點類型分別為線夾和導(dǎo)線時，線夾的孔徑大于導(dǎo)線直徑；f)當(dāng)連接點類型分別為重錘片和重錘座時，重錘片和重錘座匹配時無尺寸要求。
[0010]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明利用三維建模工具，對絕緣子串組裝部件進行參數(shù)化建模，之后根據(jù)輸電工程設(shè)計條件等參數(shù)選定所需的絕緣子串組裝部件后，通過對絕緣子串組裝部件所設(shè)定的連接關(guān)系等屬性，自動判別絕緣子串組裝部件之間是否存在可連接點及匹配方式，實現(xiàn)自動快速組裝形成所需的絕緣子串模型。采用此種方法可以有效降低建模的工作難度和縮短工程的設(shè)計周期，更快的進入實施環(huán)節(jié)。2、本發(fā)明將所建立的每一絕緣子串組裝部件模型存儲在計算機的數(shù)據(jù)庫中，以便進行三維智能組裝絕緣子串模型時，根據(jù)輸電線路工程需要調(diào)取所需絕緣子串組裝部件模型，針對同一絕緣子串組裝部件模型可以重復(fù)使用，不會像現(xiàn)存設(shè)計方法中使用某一絕緣子串組裝部件時重復(fù)設(shè)計，以此大大降低人力成本。因此，本發(fā)明可以用于輸電線路設(shè)計、施工和運維階段的絕緣子串三維建模工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是智能組裝絕緣子串模型流程示意圖
[0012]圖2是球頭掛環(huán)Q-7的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0014]絕緣子串是由金具和絕緣子按照一定的連接規(guī)則連接而成，在本發(fā)明中采用絕緣子串組裝部件表示金具和絕緣子。
[0015]本發(fā)明一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，包括以下步驟:
[0016]I)建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型
[0017]使用三維建模工具(如3DMax、SoildWorks等)，參照金具圖冊，如《國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設(shè)計110(66)220kv輸電線路金具圖冊》中金具和絕緣子的尺寸數(shù)據(jù)，在計算機中建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型。
[0018]上述實施例中，將所建立的每一絕緣子串組裝部件模型存儲在計算機的數(shù)據(jù)庫中，以便進行三維智能組裝絕緣子串模型時，根據(jù)輸電線路工程需要調(diào)取所需絕緣子串組裝部件模型。
[0019]2)根據(jù)三維模型的尺寸數(shù)據(jù)確定每一絕緣子串組裝部件模型各連接點的位置和類型，其包括:
[0020]①根據(jù)建立絕緣子串組裝部件模型時的尺寸數(shù)據(jù)，確定每一絕緣子串組裝部件模型中各連接點的位置，通常每一絕緣子串組裝部件模型的連接點位置是固定的；
[0021]②根據(jù)各絕緣子串組裝部件的連接點屬性進行分類，其包括:
[0022]a)單板:單板正面、單板側(cè)面；
[0023]b)雙板:雙板正面、雙板側(cè)面；
[0024]c)球頭；
[0025]d)碗頭；
[0026]e)開檔圓環(huán):開檔圓環(huán)正面、開檔圓環(huán)側(cè)面；
[0027]f)閉合圓環(huán):閉合圓環(huán)正面、閉合圓環(huán)側(cè)面；
[0028]g)線夾；
[0029]h)導(dǎo)線；
[0030]i)重錘片；
[0031]j)重錘座；
[0032]3)三維智能組裝絕緣子串模型(如圖1所示)
[0033]①選擇待組裝的兩絕緣子串組裝部件模型A、B，其中A為金具模型、或絕緣子模型或已組裝成一體的金具和絕緣子模型，B為絕緣子模型或金具模型；
[0034]②判斷兩絕緣子串組裝部件模型A、B的連接點類型是否匹配；判斷匹配的原則如下:
[0035]a)開檔圓環(huán)正面與開檔圓環(huán)正面匹配；
[0036]b)雙板正面與單板側(cè)面匹配；
[0037]c)雙板側(cè)面與單板正面匹配；
[0038]d)雙板正面與閉合圓環(huán)正面匹配；
[0039]e)雙板正面與閉合圓環(huán)側(cè)面匹配；
[0040]f)雙板側(cè)面與閉合圓環(huán)正面匹配；
[0041]g)雙板側(cè)面與閉合圓環(huán)側(cè)面匹配；
[0042]h)球頭與碗頭匹配；
[0043]i)線夾與導(dǎo)線匹配；
[0044]j)重錘片與重錘座匹配；
[0045]若絕緣子串組裝部件模型A與B之間的連接點類型匹配，則進入下一步；若連接點類型不匹配，則放棄連接；
[0046]③判斷絕緣子串組裝部件模型A與B對應(yīng)連接點尺寸是否符合要求，以確保絕緣子串組裝部件模型A與B之間相互連接的對應(yīng)連接點能夠緊密結(jié)合；判斷連接點尺寸的規(guī)則如下:
[0047]a)當(dāng)連接點類型分別為開檔圓環(huán)和開檔圓環(huán)時，圓環(huán)的孔徑大于圓環(huán)的厚度；
[0048]b)當(dāng)連接點類型分別為雙板和單板時，單板孔徑大于雙板螺栓直徑、雙板開檔大于單板厚度；[0049]c)當(dāng)連接點類型分別為雙板和閉合圓環(huán)時，雙板板間厚度大于圓環(huán)的板厚度；
[0050]d)當(dāng)連接點類型分別為Φτ?頭和球頭時，Φτ?頭頂部覽度大于球頭頂部覽度；
[0051]e)當(dāng)連接點類型分別為線夾和導(dǎo)線時，線夾的孔徑大于導(dǎo)線直徑；
[0052]f)當(dāng)連接點類型分別為重錘片和重錘座時，重錘片和重錘座匹配時無尺寸要求。
[0053]需要說明的是判斷可連接的兩絕緣子串組裝部件模型之間對應(yīng)連接點的尺寸是否符合要求，只需考慮連接點類型即可。
[0054]若滿足對應(yīng)連接點尺寸要求，則進入下一步；若不滿足對應(yīng)連接點尺寸要求，則放棄連接；
[0055]④根據(jù)兩絕緣子串組裝部件模型A、B的連接點類型，確定絕緣子串組裝部件模型之間的連接方向和連接向量，以確保絕緣子串組裝部件模型A與B以正確的方向和角度連接;
[0056]⑤將絕緣子串組裝部件模型A與B進行連接，連接后對組裝的絕緣子串組裝部件模型A、B進行碰撞檢測，若絕緣子串組裝部件模型A、B除了對應(yīng)連接點外沒有碰撞，則完成絕緣子串組裝部件模型A與B之間的連接；若絕緣子串組裝部件模型A、B除了對應(yīng)連接點外，還存在碰撞，則放棄連接；
[0057]需要說明的是碰撞檢測為本領(lǐng)域技術(shù)人員在絕緣子串建模設(shè)計過程中常用的技術(shù)手段，故不再詳述。
[0058]⑥根據(jù)輸電線路工程需要判斷是否需要再添加其他絕緣子串組裝部件模型，若需要添加絕緣子串組裝部件模型，則將已經(jīng)連接為一體的絕緣子串組裝部件設(shè)定為絕緣子串組裝部件模型A，并回到步驟3)中①，與另一需要添加的絕緣子串組裝部件B進行下一步的智能組裝；若不需要添加絕緣子串組裝部件模型，則進入下一步；
[0059]⑦三維智能組裝的絕緣子串模型完成。
[0060]完成的本發(fā)明三維智能組裝絕緣子串模型，可以用于對實際輸電線路工程中絕緣子串的搭建進行指導(dǎo)。
[0061]實施例
[0062]下面以球頭掛環(huán)Q-7模型為例進行說明三維智能組裝絕緣子串模型的過程:
[0063]I)建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型
[0064]以球頭掛環(huán)Q-7模型為例:使用3DMax參照金具圖冊里的尺寸:球頭掛環(huán)Q_7在金具圖冊中的圖號為310101，適用的絕緣子型號為XP-7和X-4.5，破壞荷重不小于20kN，重量為0.30kg，生成球頭掛環(huán)Q-7的三維模型文件并存入計算機數(shù)據(jù)庫中；
[0065]2)根據(jù)三維模型的尺寸數(shù)據(jù)確定每一絕緣子串組裝部件模型各連接點的位置和類型，其包括:
[0066]①根據(jù)金具圖冊中的尺寸數(shù)據(jù)，如圖2所示，球頭掛環(huán)Q-7的連接點I的三維坐標為(0，0，0)，連接點2的三維坐標為(0，-61，0)；
[0067]②球頭掛環(huán)Q-7連接點I的類型為閉合圓環(huán)正面，連接點2的類型為球頭；
[0068]3)三維智能組裝絕緣子串模型
[0069] ①選擇球頭掛環(huán)Q-7模型與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型，球頭掛環(huán)Q-7模型包括連接點類型為閉合圓環(huán)正面的連接點1，連接點類型為球頭的連接點2 ;盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型包括連接點類型為碗頭的連接點I和連接點類型為球頭的連接點2 ；[0070]②對球頭掛環(huán)Q-7模型與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型的連接點類型進行匹配；
[0071]由于球頭掛環(huán)Q-7模型的連接點2類型為球頭，而盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型的連接點I的類型為碗頭，因此球頭掛環(huán)Q-7模型的連接點2與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型的連接點I相匹配，進入下一步；
[0072]③判斷球頭掛環(huán)Q-7模型與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型對應(yīng)連接點尺寸是否符合要求；
[0073]球頭掛環(huán)Q-7模型的連接點2 (球頭)的頂部寬度33.0Omm,而盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型連接點I (碗頭)的頂部寬度33.30mm，兩者滿足對應(yīng)連接點的尺寸要求，即盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型連接點I的頂部寬度大于球頭掛環(huán)連接點2的頂部寬度，進入下一
I K
少；
[0074]④根據(jù)球頭掛環(huán)Q-7模型與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型的連接點類型確定兩者之間的連接方向和連接向量；
[0075]①連接方向
[0076]球頭掛環(huán)Q-7模型的連接點2的連接方向是向下連接；
[0077]盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型的連接點I的連接方向為向上連接；
[0078]②連接向量
[0079]如圖2所示，以球頭掛環(huán)Q-7模型的連接點I為坐標原點，以面向球頭掛環(huán)Q-7模型為Z軸正向，以坐標原點右側(cè)為X軸正向，以坐標原點上側(cè)為Y軸正向。
[0080]因為球頭掛環(huán)Q-7模型的連接點2類型為球頭，盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型的連接點I的類型為碗頭，球頭和碗頭連接時任一方向均可，因此球頭掛環(huán)Q-7模型的連接點2與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型的連接點I連接時連接向量為任意方向；
[0081]⑤球頭掛環(huán)Q-7模型與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型進行連接，連接后對組裝的球頭掛環(huán)Q-7模型與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型進行碰撞檢測，除了對應(yīng)連接點外沒有碰撞，因此完成球頭掛環(huán)Q-7模型與盤形懸式瓷絕緣子XP-7模型之間的連接；
[0082]⑥根據(jù)輸電線路工程需要判斷不再需要再添加其他絕緣子串組裝部件模型，進入下一步；
[0083]⑦三維智能組裝的絕緣子串模型完成。
[0084]上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各步驟的實現(xiàn)方式是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其包括以下步驟: 1)建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型； 2)根據(jù)三維模型的尺寸數(shù)據(jù)確定每一絕緣子串組裝部件模型各連接點的位置和類型； 3)三維智能組裝絕緣子串模型； ①選擇待組裝的兩絕緣子串組裝部件模型； ②判斷兩絕緣子串組裝部件模型的連接點類型是否匹配；若絕緣子串組裝部件模型之間的連接點類型匹配，則進入下一步；若連接點類型不匹配，則放棄連接； ③判斷絕緣子串組裝部件模型對應(yīng)連接點尺寸是否符合要求；若滿足對應(yīng)連接點尺寸要求，則進入下一步；若不滿足對應(yīng)連接點尺寸要求，則放棄連接； ④根據(jù)兩絕緣子串組裝部件模型的連接點類型，確定絕緣子串組裝部件模型之間的連接方向和連接向量； ⑤將絕緣子串組裝部件模型進行連接，連接后對組裝的絕緣子串組裝部件模型進行碰撞檢測，若絕緣子串組裝部件模型除了對應(yīng)連接點外沒有碰撞，則完成絕緣子串組裝部件模型之間的連接；若絕緣子串組裝部件模型除了對應(yīng)連接點外，還存在碰撞，則放棄連接； ⑥根據(jù)輸電線路工程需要判斷是否需要再添加其他絕緣子串組裝部件模型，若需要添加絕緣子串組裝部件模型，則將已經(jīng)連接為一體的絕緣子串組裝部件設(shè)定為待組裝絕緣子串組裝部件模型之一，并回到步驟3)中①，與另一需要添加的絕緣子串組裝部件進行下一步的智能組裝；若不需要添加絕緣子串組裝部件模型，則進入下一步； ⑦三維智能組裝的絕緣子串模型完成。
2.如權(quán)例要求I所述的一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其特征在于:所述步驟I)中使用三維建模工具，參照金具圖冊建立每一絕緣子串組裝部件的三維模型，并將所建立的每一絕緣子串組裝部件的三維模型存儲在計算機的數(shù)據(jù)庫中。
3.如權(quán)利要求1所述的一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其特征在于:所述步驟2)的②中連接點類型如下: a)單板:單板正面、單板側(cè)面； b)雙板:雙板正面、雙板側(cè)面； c)球頭； d)桃頭； e)開檔圓環(huán):開檔圓環(huán)正面、開檔圓環(huán)側(cè)面； f)閉合圓環(huán):閉合圓環(huán)正面、閉合圓環(huán)側(cè)面； g)線夾； h)導(dǎo)線； i)重錘片； j)重錘座。
4.如權(quán)利要求2所述的一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其特征在于:所述步驟2)的②中連接點類型如下: a)單板:單板正面、單板側(cè)面； b)雙板:雙板正面、雙板側(cè)面；c)球頭； d)桃頭； e)開檔圓環(huán):開檔圓環(huán)正面、開檔圓環(huán)側(cè)面； f)閉合圓環(huán):閉合圓環(huán)正面、閉合圓環(huán)側(cè)面； g)線夾； h)導(dǎo)線； i)重錘片； j)重錘座。
5.如權(quán)利要求3或4所述的一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其特征在于:所述步驟3)的②中判斷匹配的原則如下: a)開檔圓環(huán)正面與開檔圓環(huán)正面匹配； b)雙板正面與單板 側(cè)面匹配； c)雙板側(cè)面與單板正面匹配； d)雙板正面與閉合圓環(huán)正面匹配； e)雙板正面與閉合圓環(huán)側(cè)面匹配； f)雙板側(cè)面與閉合圓環(huán)正面匹配； g)雙板側(cè)面與閉合圓環(huán)側(cè)面匹配； h)球頭與碗頭匹配； i)線夾與導(dǎo)線匹配； j)重錘片與重錘座匹配。
6.如權(quán)利要求5所述的一種三維智能組裝絕緣子串模型的方法，其特征在于:所述步驟3)的③中判斷連接點尺寸的規(guī)則如下: a)當(dāng)連接點類型分別為開檔圓環(huán)和開檔圓環(huán)時，圓環(huán)的孔徑大于圓環(huán)的厚度； b)當(dāng)連接點類型分別為雙板和單板時，單板孔徑大于雙板螺栓直徑、雙板開檔大于單板厚度； c)當(dāng)連接點類型分別為雙板和閉合圓環(huán)時，雙板板間厚度大于圓環(huán)的板厚度； d)當(dāng)連接點類型分別為碗頭和球頭時，碗頭頂部寬度大于球頭頂部寬度； e)當(dāng)連接點類型分別為線夾和導(dǎo)線時，線夾的孔徑大于導(dǎo)線直徑； f)當(dāng)連接點類型分別為重錘片和重錘座時，重錘片和重錘座匹配時無尺寸要求。
【文檔編號】G06F17/50GK104021245SQ201410227001
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】盛大凱, 隗剛, 齊立忠, 胡勁松, 胡君慧, 郄鑫, 李晉, 韓念遐 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京經(jīng)濟技術(shù)研究院, 北京道亨時代科技有限公司