本發(fā)明屬于輸電線路工程的
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地涉及一種雙掛點(diǎn)V串零部件模型空間姿態(tài)的調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
：雙掛點(diǎn)V串(以下簡(jiǎn)稱V串)是一種在架空輸電線路中經(jīng)常使用的絕緣子串類型，V串由兩組具有獨(dú)立掛點(diǎn)的絕緣子串通過(guò)聯(lián)板在掛線端相連的特殊絕緣子串。V串一般在電氣安全距離比較狹小的地方使用，由于這種絕緣子串不會(huì)因側(cè)向風(fēng)擺動(dòng)更加安全，在特高壓線路中使用非常廣泛。但是V串的使用環(huán)境導(dǎo)致其在設(shè)計(jì)時(shí)與周圍其他設(shè)備的距離要求更為精確，使用三維模型對(duì)整個(gè)串進(jìn)行空間姿態(tài)模擬和分析是最佳選擇。V串的空間姿態(tài)主要受使用串的桿塔掛點(diǎn)影響。以往在進(jìn)行V串模型渲染時(shí)通常需要根據(jù)使用V串的桿塔掛點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)V串模型進(jìn)行手工調(diào)整。在一個(gè)完整的輸電線路工程中同一個(gè)V串模型往往在若干種不同的桿塔上使用。這就需要建模人員針對(duì)每一種桿塔調(diào)整V串模型，如果桿塔上掛點(diǎn)的位置發(fā)生修改，就需要重新對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)工作非常費(fèi)時(shí)，大大降低了使用三維模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的效率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙掛點(diǎn)V串零部件模型空間姿態(tài)的調(diào)整方法,其只需要一個(gè)V串模型就能夠在整個(gè)線路的不同桿塔中反復(fù)使用，有效地提高了V串模型在工程設(shè)計(jì)中的使用效率，通過(guò)算法自動(dòng)調(diào)整V串模型的空間姿態(tài)，節(jié)省了模型修改的工作量。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：這種雙掛點(diǎn)V串零部件模型空間姿態(tài)的調(diào)整方法，其包括以下步驟：(1)V串部件區(qū)域劃分：將組成V串的兩組獨(dú)立的絕緣子串當(dāng)作剛性杠桿，與聯(lián)板連接位置作為杠桿的支點(diǎn)，對(duì)V串模型劃分為左臂、右臂、下掛區(qū)、掛板區(qū)四個(gè)區(qū)域；(2)計(jì)算左、右臂與聯(lián)板連接點(diǎn)的坐標(biāo)；(3)計(jì)算聯(lián)板區(qū)域每個(gè)部件的旋轉(zhuǎn)角度和平移矢量；(4)計(jì)算左、右臂區(qū)域每個(gè)部件的旋轉(zhuǎn)角度和平移矢量；(5)計(jì)算下掛區(qū)域每個(gè)部件的旋轉(zhuǎn)角度和平移矢量。本發(fā)明通過(guò)一種按部件組裝的V串模型結(jié)合不同的掛點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出每個(gè)零部件的空間姿態(tài)，所以只需要一個(gè)V串模型就能夠在整個(gè)線路的不同桿塔中反復(fù)使用，有效地提高了V串模型在工程設(shè)計(jì)中的使用效率，能夠支持各類雙掛點(diǎn)V串每個(gè)部件空間姿態(tài)的精細(xì)化調(diào)整，相比人工調(diào)整得到的模型各個(gè)部件的姿態(tài)更為準(zhǔn)確；通過(guò)算法自動(dòng)調(diào)整V串模型的空間姿態(tài)節(jié)省了模型修改的工作量，有效地提高了V串模型在工程設(shè)計(jì)中的使用效率。附圖說(shuō)明圖1是根據(jù)本發(fā)明的雙掛點(diǎn)V串零部件模型空間姿態(tài)的調(diào)整方法的流程圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的雙掛點(diǎn)V串零部件模型空間姿態(tài)的調(diào)整方法的區(qū)域劃分圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，這種雙掛點(diǎn)V串零部件模型空間姿態(tài)的調(diào)整方法，其包括以下步驟：(1)V串部件區(qū)域劃分：將組成V串的兩組獨(dú)立的絕緣子串當(dāng)作剛性杠桿，與聯(lián)板連接位置作為杠桿的支點(diǎn)，對(duì)V串模型劃分為左臂、右臂、下掛區(qū)、掛板區(qū)四個(gè)區(qū)域(如圖2所示)；(2)計(jì)算左、右臂與聯(lián)板連接點(diǎn)的坐標(biāo)；(3)計(jì)算聯(lián)板區(qū)域每個(gè)部件的旋轉(zhuǎn)角度和平移矢量；(4)計(jì)算左、右臂區(qū)域每個(gè)部件的旋轉(zhuǎn)角度和平移矢量；(5)計(jì)算下掛區(qū)域每個(gè)部件的旋轉(zhuǎn)角度和平移矢量。本發(fā)明通過(guò)一種按部件組裝的V串模型結(jié)合不同的掛點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出每個(gè)零部件的空間姿態(tài)，所以只需要一個(gè)V串模型就能夠在整個(gè)線路的不同桿塔中反復(fù)使用，有效地提高了V串模型在工程設(shè)計(jì)中的使用效率，能夠支持各類雙掛點(diǎn)V串每個(gè)部件空間姿態(tài)的精細(xì)化調(diào)整，相比人工調(diào)整得到的模型各個(gè)部件的姿態(tài)更為準(zhǔn)確；通過(guò)算法自動(dòng)調(diào)整V串模型的空間姿態(tài)節(jié)省了模型修改的工作量，有效地提高了V串模型在工程設(shè)計(jì)中的使用效率。另外，所述步驟(1)中，兩個(gè)具有獨(dú)立掛點(diǎn)的絕緣子串分別作為兩臂，其區(qū)域是從最頂端與桿塔連接部件端點(diǎn)到與聯(lián)板連接的點(diǎn)；下掛區(qū)包括與聯(lián)板最下端連接點(diǎn)相連的部件；掛板區(qū)包括除下掛區(qū)和左右臂以外與聯(lián)板相連的部件以及聯(lián)板。另外，所述步驟(2)中，根據(jù)公式(1)計(jì)算左、右臂與聯(lián)板連接點(diǎn)的坐標(biāo)：(x1-a1)2+(y1-b1)2+(z1-c1)2-l12=0(x2-a2)2+(y2-b2)2+(z2-c2)2-l22=0(x2-x1)2+(y2-y1)2+(z2-z1)2-l32=0(x3-x1)2+(y3-y1)2+(z3-z1)2-l42=0(x3-x2)2+(y3-y2)2+(z3-z2)2-l52=0(z1-c1)v1-(y1-b1)(w1+g12)=0(x1-a1)(w1+g12)-(z1-c1)u1=0(z2-c2)v2-(y2-b2)(w2+g22)=0(x2-a2)(w2+g22)-(z2-c2)u2=0gx+hx=0gy+hy=0gz+hz=0u1+u2+q=0v1+v2+r=0w1+w2+s=0---(1)]]>其中g(shù)x=(y3-y1)w1-(z3-z1)v1gy=(z3-z1)u1-(x3-x1)w1gz=(x3-x1)v1-(y3-y1)u1hx=(y3-y2)w2-(z3-z2)v2hy=(z3-z2)u2-(x3-x2)w2hz=(x3-x2)v2-(y3-y2)u2]]>其中：左臂上端掛點(diǎn)位置(a1,b1,c1)，長(zhǎng)度l1，重力g1；右臂上端掛點(diǎn)位置(a2,b2,c2)，長(zhǎng)度l2，重力g2；左右臂下端與聯(lián)板上端相連，之間距離為l3；聯(lián)板下端受到拉力(q,r,s)作用，作用點(diǎn)與左臂下端掛點(diǎn)距離為l4，與右臂下端掛點(diǎn)距離為l5；左臂下端掛點(diǎn)位置(x1,y1,z1)、對(duì)聯(lián)板拉力(u1,v1,w1)、右臂下端掛點(diǎn)位置(x2,y2,z2)、對(duì)聯(lián)板拉力(u2,v2,w2)及聯(lián)板下端拉力作用點(diǎn)位置(x3,y3,z3)；求解公式(1)，得到左側(cè)串下端掛點(diǎn)位置(x1,y1,z1)、對(duì)聯(lián)板拉力(u1,v1,w1)、右側(cè)串下端掛點(diǎn)位置(x2,y2,z2)、對(duì)聯(lián)板拉力(u2,v2,w2)及聯(lián)板下端拉力作用點(diǎn)位置(x3,y3,z3)。另外，所述步驟(3)中，聯(lián)板區(qū)域的部件采用先平移，再旋轉(zhuǎn)的規(guī)則進(jìn)行部件空間姿態(tài)調(diào)整；選定聯(lián)板上任意一臂的連接點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)，以該連接點(diǎn)的原始位置和最終位置計(jì)算部件的平移矢量；根據(jù)聯(lián)板上兩個(gè)臂的連接點(diǎn)，計(jì)算其空間姿態(tài)；以原始空間姿態(tài)和最終空間姿態(tài)，計(jì)算部件以基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)最終位置為原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度；計(jì)算完成后，根據(jù)平移矢量，先將部件平移，然后在基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)最終位置處，繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)計(jì)算得到的角度，得到部件正確的姿態(tài)。更進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，選擇當(dāng)前連接點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)，臂區(qū)域部件的平移矢量T為其中聯(lián)板上兩個(gè)臂的原始連接點(diǎn)位置(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，調(diào)整后的連接點(diǎn)位置(x1',y1',z1')，(x2',y2',z2')；部件的旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)O為旋轉(zhuǎn)前掛板的空間姿態(tài)P為旋轉(zhuǎn)后掛板的空間姿態(tài)Q為P，Q之間的夾角為：旋轉(zhuǎn)軸C為：其中旋轉(zhuǎn)前掛板的空間姿態(tài)P(xp,yp,zp)旋轉(zhuǎn)后掛板的空間姿態(tài)Q(xq,yq,zq)。另外，所述步驟(4)中，臂區(qū)域的部件采用先平移，再旋轉(zhuǎn)的規(guī)則進(jìn)行部件空間姿態(tài)調(diào)整；以聯(lián)板與臂的連接點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)，以該連接點(diǎn)的原始位置和最終位置計(jì)算部件的平移矢量；根據(jù)臂區(qū)域的聯(lián)板連接點(diǎn)和桿塔連接點(diǎn)，計(jì)算其空間姿態(tài)；以原始空間姿態(tài)和最終空間姿態(tài)，計(jì)算部件以基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)最終位置為原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度；計(jì)算完成后，根據(jù)平移矢量，先將部件平移，然后在基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)最終位置處，繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)計(jì)算得到的角度，得到部件正確的姿態(tài)。更進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，選擇當(dāng)前連接點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)，臂區(qū)域部件的平移矢量T為其中掛板上臂區(qū)域的原始連接點(diǎn)位置(x1,y1,z1)，臂區(qū)域鐵塔連接點(diǎn)原始位置點(diǎn)(x2,y2,z2)，調(diào)整后的掛板上臂區(qū)域連接點(diǎn)位置(x1',y1',z1')，臂區(qū)域鐵塔連接點(diǎn)(x2',y2',z2')；部件的旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)O為旋轉(zhuǎn)前掛板的空間姿態(tài)P為旋轉(zhuǎn)后掛板的空間姿態(tài)Q為P，Q之間的夾角為：旋轉(zhuǎn)軸C為：其中旋轉(zhuǎn)前掛板的空間姿態(tài)P(xp,yp,zp)旋轉(zhuǎn)后掛板的空間姿態(tài)Q(xq,yq,zq)。另外，下掛區(qū)域的部件采用先平移，再旋轉(zhuǎn)的規(guī)則進(jìn)行部件空間姿態(tài)調(diào)整；選定掛板上任意一臂的連接點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)，以該連接點(diǎn)的原始位置和最終位置計(jì)算部件的平移矢量；根據(jù)掛板上兩個(gè)臂的連接點(diǎn)，計(jì)算其空間姿態(tài)；以原始空間姿態(tài)和最終空間姿態(tài)，計(jì)算當(dāng)前區(qū)域以基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)最終位置為原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度；計(jì)算完成后，在下掛區(qū)域部件原始姿態(tài)基礎(chǔ)上，根據(jù)平移矢量，先將部件進(jìn)行平移，然后在基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)最終位置處，將部件繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)計(jì)算得到的角度，得到部件正確的姿態(tài)。更進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，選擇第一個(gè)臂的連接點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整點(diǎn)，掛板區(qū)域部件的平移矢量T為其中聯(lián)板上兩個(gè)臂的原始連接點(diǎn)位置(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，調(diào)整后的連接點(diǎn)位置(x1',y1',z1')，(x2',y2',z2')；部件的旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)O為旋轉(zhuǎn)前聯(lián)板的空間姿態(tài)P為旋轉(zhuǎn)后聯(lián)板的空間姿態(tài)Q為P，Q之間的夾角為：旋轉(zhuǎn)軸C為：其中旋轉(zhuǎn)前掛板的空間姿態(tài)P(xp,yp,zp)旋轉(zhuǎn)后掛板的空間姿態(tài)Q(xq,yq,zq)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明提供一種根據(jù)桿塔掛點(diǎn)坐標(biāo)調(diào)整V串三維模型中各零部件模型空間姿態(tài)的方法，解決了同一V串模型在不同使用情況時(shí)模型調(diào)整的問(wèn)題。2、本發(fā)明提供的方法大幅度降低模型使用人員的工作量，模型經(jīng)過(guò)一次建模后就能夠適用符合模型使用條件的所有情況，在外部使用條件發(fā)生變化時(shí)能夠根據(jù)本發(fā)明提供的算法自動(dòng)調(diào)整模型外觀并進(jìn)行渲染。3、本發(fā)明提供的算法能夠支持各類雙掛點(diǎn)V串每個(gè)部件空間姿態(tài)的精細(xì)化調(diào)整，相比人工調(diào)整得到的模型各個(gè)部件的姿態(tài)更為準(zhǔn)確。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，其中不同類型的雙掛點(diǎn)V串，不同的使用條件等都是可以有所變化的，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3