[发明专利]液压爬模外爬架模块化参数化的建模方法

摘要

本发明提供了一种液压爬模外爬架模块化参数化的建模方法，包括步骤：S1.将所述外爬架拆分为若干模块，并确定所述模块的基本构件；S2.确定所述基本构件的基本几何参数，并自动生成所述基本构件的关键节点的节点坐标和所述基本构件的拓扑关系；S3.对所述外爬架的各模块组集，生成所述外爬架的三维模型。所述建模方法，通过输入少量参数即可自动生成外爬架的三维模型，当设计方案发生变化后，通过简单修改参数即可重构外爬架的三维模型；而且生成的三维模型能够为计算分析和施工图环节所用，提高外爬架设计和计算分析的效率，同时也提升设计、分析计算工作水平，减少人为错误发生率。

主权项

1.一种液压爬模外爬架模块化参数化的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将所述外爬架拆分为若干模块，并确定所述模块的基本构件；S2.确定所述基本构件的基本几何参数，并自动生成所述基本构件的关键节点的节点坐标和所述基本构件的拓扑关系；S3.对所述外爬架的各模块组集，生成所述外爬架的三维模型；其中，步骤S1中，所述外爬架包括钢大梁平台模块、三角架模块、下部框架模块、上部框架模块，所述三角架模块、下部框架模块分别垂直固定于所述钢大梁平台模块的下方，所述上部框架模块垂直固定于所述钢大梁平台模块的上方；所述钢大梁平台模块的基本构件包括平行间隔设置的水平钢大梁一、水平钢大梁二、水平钢大梁三和水平钢大梁四；所述三角架模块的基本构件包括水平杆、竖杆和斜杆，所述斜杆的两端分别与所述竖杆的底端、所述水平杆的一端固定连接，所述竖杆的顶端垂直固定于所述水平杆上；所述下部框架模块的基本构件包括平行间隔设置的立柱一、立柱二，以及平行且间隔设置的若干水平梁一，所述水平梁一的两端分别固定于所述立柱一、立柱二上；所述上部框架模块的基本构件包括平行间隔设置的立柱三、立柱四，以及平行且间隔设置的若干水平梁二，所述水平梁二的两端分别固定于所述立柱三、立柱四上；其中，所述步骤S2包括如下步骤：S21.确定所述钢大梁平台模块的基本构件的节点坐标和拓扑关系；所述水平钢大梁二、水平钢大梁三和水平钢大梁四的长度相等；所述钢大梁平台模块的基本构件的节点坐标构成节点信息矩阵N_PT，所述钢大梁平台模块的基本构件的拓扑关系构成构件信息矩阵L_PT；其中，其中，p₁～p₈为所述钢大梁平台模块的基本构件的8个节点；B₁、B₂、B₃分别为所述水平钢大梁一和水平钢大梁二之间、水平钢大梁二和水平钢大梁三之间、水平钢大梁三和水平钢大梁四之间的间距；L₂为水平钢大梁一的长度；L₁、L₃分别为水平钢大梁一距离水平钢大梁二两端的水平距离；L为水平钢大梁二、水平钢大梁三和水平钢大梁四的长度，且L＝L₁+L₂+L₃；L_PT矩阵的每一行储存的是所述钢大梁平台模块的基本构件的首尾节点坐标；S22.确定所述三角架模块的基本构件的节点坐标和拓扑关系，所述三角架模块的基本构件的节点坐标构成节点信息矩阵N_TR，所述三角架模块的基本构件的拓扑关系构成构件信息矩阵L_TR；其中，其中，t₁～t₄为所述三角架模块的基本构件的4个节点；T_v为所述三角架模块的竖杆的高度；T_h1和T_h2分别为所述三角架模块水平杆的第一段和第二段的长度；S23.确定所述下部框架模块的基本构件的节点坐标和拓扑关系，所述下部框架模块的基本构件的节点坐标构成节点信息矩阵和所述下部框架模块的基本构件的拓扑关系构成构件信息矩阵L_PT；其中，其中，为所述立柱一的首尾节点、以及所述立柱一与所述水平梁一连接节点构成的节点信息矩阵；df₁～df_(n+2)分别为所述立柱一的首节点、立柱一与所述水平梁一的连接节点、立柱一的尾节点；df_ix、df_iy、df_iz分别为节点df_i的x、y、z坐标；为所述立柱二的首尾节点、以及所述立柱二与所述水平梁一连接节点构成的节点信息矩阵；df_(n+3)～df_(2n+4)分别为所述立柱二的首节点、立柱二与所述水平梁一的连接节点、立柱二的尾节点；df_jx、df_jy、df_jz分别为节点df_j的x、y、z坐标；n为所述水平梁一的个数；D¹[·]、D^E[·]、D^1E[·]为三个矩阵算子，D¹[·]表示删除矩阵的第1行，D^E[·]表示删除矩阵的最后一行，D^1E[·]表示删除矩阵的首位两行，向量为矩阵的第i列；S24.确定所述上部框架模块的基本构件的节点坐标和拓扑关系，所述上部框架模块的基本构件的节点坐标构成节点信息矩阵所述上部框架模块的基本构件的拓扑关系构成构件信息矩阵L_PT；其中，其中，为所述立柱三的首尾节点、以及所述立柱三与所述水平梁二连接节点构成的节点信息矩阵；uf₁～uf_(m+2)分别为所述立柱三的首节点、立柱三与所述水平梁二的连接节点、立柱三的尾节点；uf_ix、uf_iy、uf_iz分别为节点uf_i的x、y、z坐标；为所述立柱四的首节点、以及所述立柱四与所述水平梁二连接节点构成的节点信息矩阵；uf_(m+3)～df_(2m+3)分别为所述立柱四的首节点、立柱四与所述水平梁一的连接节点；uf_jx、uf_jy、uf_jz分别为节点uf_j的x、y、z坐标；m为所述水平梁二的个数。