平板钢闸门数字图形模板库的建立与应用
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（ １ ． 华 北 水 利 水 电学 院 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ４ ５ ； ２ ． 中 国科 学 院 大 学 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
摘
要： 针 对 目前 钢 闸 门 三 维 可 视化 建 模 速度 慢 、 效 率 低 的现 象 ， 提 出 了 平 板 钢 闸 门 的 主要 结 构 形 式 及 其 在 三 维建
模 中 的控 制 参 数 和 约 束 条 件 ， 并 构 建 了 属 于 平 板 钢 闸 门不 同层 次 、 不 同 级 别 包 括 图 形 和 关 联 信 息 的 数 字 图 形模板库． 该 模 板 库 中 每 个 级 别模 板 的 组 成 构 件 都 能 自 由 拆 卸 、 自动 拼 装 ， 使 得 整 个 钢 闸 门 设 计 处 于 灵 活 组 装 拆 分 的模 式 ， 并 能 够 达 到 知 识 积 累 和 经 验 积 累 的 目的 ， 大大提高了设计效率和设计精确度．
理模 型 ， 然后 利用 手工 进行工 程 图制作 ． 尤 其 是 钢 闸
便和计 算 部分衔 接 ； ② 各 构 件 中 使用 的板 材 规 格一
般 不 超 过 ３种 ； ③ 各构 件 的分类 考虑 层次 和级别 ， 以
门设 计过 程 中的材 料清 单生 成等 工作 完全依 赖人 工
便 和 出图部 分衔 接 ． 根据上 述基 本原 则 ， 确 定 闸门构 件 的分 类 如 图 １所示 ．
图 １ 闸 门构 件 的分 类
Ｉ
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…
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项目级别
组合件级别
零件级别
收 稿 日期 ： ２ ０１ ３—０ ３—１ ２
闸门优化 设计 水平 和 与相 关 专 业 的 协调 设 计 ． 目前
和适 应性 ． 因此 ， 笔 者 认 为 比较合 适 的分 类依 据 为 ：
①各 构件 能够 作 为 文 献 ［ ４ ］ 中独 立 的 计 算 单 元 ， 以
钢 闸 门三维设 计 多半是 利用 软件 已有 功 能来构 筑物
板 是快 速化 建模 的 关 键 ， 也 是 提 高 设 计 水 平 和 效 率 的有效 途径 ． 笔 者 对 平 板 钢 闸 门 的 主 要 结 构 进 行 了归 类 ， 使
用 基本 构件 的形状 信 息 、 属性 参 数 和 约 束 参 数 构筑
了构 件 的信 息 模 型 ， 以网轴线作为驱动 骨架， 并
基金项 目： 水利部公益项 目（ ２ ０ １ ２ ０ １ ０ ５ ０ ） ； 河 南 省 省 院 科 技 项 目（ １ １ ２ １ ０ ６ ０ ０ ０ ０ ３ ５ ） ； 郑 州 市 科 技 攻 关 项 目（ ０ ０ ６ ６ ３ ５ ， ０ ０ ６ ６ ３ ６ ） ； 河 南
省现代数值分析与可视化仿真院士工作站基金 （ 豫科 （ ２ ０ １ ２ ） １ ５ ３ ） ； 郑 州 市 现 代 数 值 分 析 与 可 视 化 仿 真 院 士 工 作 站
基金 （ １ ２ ２ Ｐ ＹＳ ＧＺ ８ ２ ５） ．
作者 简 介 ： 尹伟波 （ １ ９ ８ １ 一） ， 男 ， 河南新乡人 ， 工程师 ， 博士研究生 ， 主要 从 事 水 利 工 程 可 视 化 方 面 的研 究 ．
第 ３ ４卷 第 ３期
尹伟 波 ， 等： 平 板 钢 闸 门数 字 图 形模 板 库 的 建 立 与 应 用
关键 词 ： 平板钢 闸门； 网 轴线 ； 数 据 图形 模 板 库 ； 智 能 积 累
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｖ ６ ６ ３ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２— ５ ６ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ １ ９— ０ ３
水 工钢 闸 门结构 形式 复杂 ， 出图量大 ， 制约 了钢
第 ３ ４卷 第 ３期
２ ０１ ３年 ６月
华
北
水
利
水 电
学
院
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ４ ＮＯ ． ３
Ｊ ｏ ｕｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎｏ ａｈ Ｃｈｉ ｎ ａ Ｉ ｎｓ ｔ ｉ ｔ ｕｔ ｅ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎｃ ｙ ａ ｎｄ Ｈｙ ｄｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅｒ
Ｊ ｕ ｎ． ２ ０１ ３
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２—５ ６ ３ ４ ． ２ ０１ ３． ０ ３ ． ０ ０ ６
Biblioteka Baidu
平 板 钢 闸 门数 字 图 形 模 板 库 的 建 立 与 应 用
尹 伟 波 ，孙 凯 ， 魏 鲁 双 ’
２ １
３ 数 字 图形 模 板库 的应 用
利用 Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 软件 提供 的 面 向对象 的 Ａ Ｐ Ｉ 二 次 开发 接 口 ， 笔者 所 在 团 队利 用 多 年来 总结 的一 系 列 关 于 三维设 计 的理 论 和 方 法 ， 提 出 了基 于 Ｉ ｎ － ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 平 台 的 平 板 钢 闸 门智 能设 计 系统 ， 并 把数 字 图形模 板库 应用 到 该 系统 的快 速 建模 当 中． 图 ５是 从 组件 模板 库 中生成 的模 型 ．
进行 ， 费时、 费力 … ． 三 维建 模 依 赖 于 具体 项 目的单
体． 在 图 形 的架 构 、 分 类 及 划 分 层 次 中 没 有 进 行 科 学
的管理 ， 图形 的可移 植 性 和 重 复 利用 率 低 ． 因此 ， 在钢 闸 门设 计 中提 供 属 于 不 同层 次 、 不 同级 别 的模
建立 了构 件各 级别 、 各 层次 的数 字 图形模板 库 ．
１ 构 件 分类
构件 的分 类是 三 维 建模 中 的关 键 一环 ， 直接 影
响着 建模 的速度 和 效 率 以及 用 户 的操 作 体 验 ． 分 类
过 于具 体 （ 如所有 结 构都 以板 材处 理 ） ， 则 导 致 建模 繁琐 ， 不利 于提 升建模 的速度 和质量 ． 分 类过 于粗 略 （ 如将 门叶作 为一 个 整体 ） ， 则会 使 模 型失 去 灵 活性
摘
要： 针 对 目前 钢 闸 门 三 维 可 视化 建 模 速度 慢 、 效 率 低 的现 象 ， 提 出 了 平 板 钢 闸 门 的 主要 结 构 形 式 及 其 在 三 维建
模 中 的控 制 参 数 和 约 束 条 件 ， 并 构 建 了 属 于 平 板 钢 闸 门不 同层 次 、 不 同 级 别 包 括 图 形 和 关 联 信 息 的 数 字 图 形模板库． 该 模 板 库 中 每 个 级 别模 板 的 组 成 构 件 都 能 自 由 拆 卸 、 自动 拼 装 ， 使 得 整 个 钢 闸 门 设 计 处 于 灵 活 组 装 拆 分 的模 式 ， 并 能 够 达 到 知 识 积 累 和 经 验 积 累 的 目的 ， 大大提高了设计效率和设计精确度．
理模 型 ， 然后 利用 手工 进行工 程 图制作 ． 尤 其 是 钢 闸
便和计 算 部分衔 接 ； ② 各 构 件 中 使用 的板 材 规 格一
般 不 超 过 ３种 ； ③ 各构 件 的分类 考虑 层次 和级别 ， 以
门设 计过 程 中的材 料清 单生 成等 工作 完全依 赖人 工
便 和 出图部 分衔 接 ． 根据上 述基 本原 则 ， 确 定 闸门构 件 的分 类 如 图 １所示 ．
图 １ 闸 门构 件 的分 类
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闸门优化 设计 水平 和 与相 关 专 业 的 协调 设 计 ． 目前
和适 应性 ． 因此 ， 笔 者 认 为 比较合 适 的分 类依 据 为 ：
①各 构件 能够 作 为 文 献 ［ ４ ］ 中独 立 的 计 算 单 元 ， 以
钢 闸 门三维设 计 多半是 利用 软件 已有 功 能来构 筑物
板 是快 速化 建模 的 关 键 ， 也 是 提 高 设 计 水 平 和 效 率 的有效 途径 ． 笔 者 对 平 板 钢 闸 门 的 主 要 结 构 进 行 了归 类 ， 使
用 基本 构件 的形状 信 息 、 属性 参 数 和 约 束 参 数 构筑
了构 件 的信 息 模 型 ， 以网轴线作为驱动 骨架， 并
基金项 目： 水利部公益项 目（ ２ ０ １ ２ ０ １ ０ ５ ０ ） ； 河 南 省 省 院 科 技 项 目（ １ １ ２ １ ０ ６ ０ ０ ０ ０ ３ ５ ） ； 郑 州 市 科 技 攻 关 项 目（ ０ ０ ６ ６ ３ ５ ， ０ ０ ６ ６ ３ ６ ） ； 河 南
省现代数值分析与可视化仿真院士工作站基金 （ 豫科 （ ２ ０ １ ２ ） １ ５ ３ ） ； 郑 州 市 现 代 数 值 分 析 与 可 视 化 仿 真 院 士 工 作 站
基金 （ １ ２ ２ Ｐ ＹＳ ＧＺ ８ ２ ５） ．
作者 简 介 ： 尹伟波 （ １ ９ ８ １ 一） ， 男 ， 河南新乡人 ， 工程师 ， 博士研究生 ， 主要 从 事 水 利 工 程 可 视 化 方 面 的研 究 ．
第 ３ ４卷 第 ３期
尹伟 波 ， 等： 平 板 钢 闸 门数 字 图 形模 板 库 的 建 立 与 应 用
关键 词 ： 平板钢 闸门； 网 轴线 ； 数 据 图形 模 板 库 ； 智 能 积 累
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｖ ６ ６ ３ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２— ５ ６ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ １ ９— ０ ３
水 工钢 闸 门结构 形式 复杂 ， 出图量大 ， 制约 了钢
第 ３ ４卷 第 ３期
２ ０１ ３年 ６月
华
北
水
利
水 电
学
院
学
报
Ｖｏ １ ． ３ ４ ＮＯ ． ３
Ｊ ｏ ｕｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎｏ ａｈ Ｃｈｉ ｎ ａ Ｉ ｎｓ ｔ ｉ ｔ ｕｔ ｅ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎｃ ｙ ａ ｎｄ Ｈｙ ｄｒ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅｒ
Ｊ ｕ ｎ． ２ ０１ ３
ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２—５ ６ ３ ４ ． ２ ０１ ３． ０ ３ ． ０ ０ ６
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平 板 钢 闸 门数 字 图 形 模 板 库 的 建 立 与 应 用
尹 伟 波 ，孙 凯 ， 魏 鲁 双 ’
２ １
３ 数 字 图形 模 板库 的应 用
利用 Ｉ ｎ ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 软件 提供 的 面 向对象 的 Ａ Ｐ Ｉ 二 次 开发 接 口 ， 笔者 所 在 团 队利 用 多 年来 总结 的一 系 列 关 于 三维设 计 的理 论 和 方 法 ， 提 出 了基 于 Ｉ ｎ － ｖ ｅ ｎ ｔ ｏ ｒ 平 台 的 平 板 钢 闸 门智 能设 计 系统 ， 并 把数 字 图形模 板库 应用 到 该 系统 的快 速 建模 当 中． 图 ５是 从 组件 模板 库 中生成 的模 型 ．
进行 ， 费时、 费力 … ． 三 维建 模 依 赖 于 具体 项 目的单
体． 在 图 形 的架 构 、 分 类 及 划 分 层 次 中 没 有 进 行 科 学
的管理 ， 图形 的可移 植 性 和 重 复 利用 率 低 ． 因此 ， 在钢 闸 门设 计 中提 供 属 于 不 同层 次 、 不 同级 别 的模
建立 了构 件各 级别 、 各 层次 的数 字 图形模板 库 ．
１ 构 件 分类
构件 的分 类是 三 维 建模 中 的关 键 一环 ， 直接 影
响着 建模 的速度 和 效 率 以及 用 户 的操 作 体 验 ． 分 类
过 于具 体 （ 如所有 结 构都 以板 材处 理 ） ， 则 导 致 建模 繁琐 ， 不利 于提 升建模 的速度 和质量 ． 分 类过 于粗 略 （ 如将 门叶作 为一 个 整体 ） ， 则会 使 模 型失 去 灵 活性