(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210823974.4 (22)申请日 2022.07.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114925550 A (43)申请公布日 2022.08.19 (73)专利权人 国网湖北省电力有限公司经济技 术研究院 地址 430077 湖北省武汉市武昌区水果湖 街徐东路47号 专利权人 湖北省电力勘测设计院有限公司 (72)发明人 郭婷　熊炜　关钦月　林洁瑜　 郑旭　张梁　张科奇　张轩昂　 蔡杰　杨明　丁磊　张兆虎　刘根　 陈曦　杭翠翠　(74)专利代理 机构 武汉市首臻知识产权代理有 限公司 42 229 专利代理师 章辉 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) (56)对比文件 CN 10982 9214 A,2019.0 5.31 CN 109918801 A,2019.0 6.21 CN 113569344 A,2021.10.2 9 CN 112487524 A,2021.0 3.12 CN 109783949 A,2019.0 5.21 JP 2021156016 A,2021.10.07 CN 109325 312 A,2019.02.12 CN 107748828 A,2018.0 3.02 审查员 杨帆 (54)发明名称 一种脚手架参数化模型的建模方法 (57)摘要 一种脚手架参数化模 型的建模 方法， 该方法 包括以下步骤： S1、 设计脚手架的尺寸、 层数、 钢 管的半径以及场景中的旋转角度， 所述脚手架包 括立杆、 纵横向水平杆和剪刀撑； S2、 计算立杆、 纵横向水平杆和剪刀撑的轴线位置； S3、 根据立 杆、 纵横向水平杆、 剪刀撑的轴线位置以及钢管 的半径计算钢管的轮廓点； S4、 通过三维程序工 具将钢管的轮廓点生成三角面， 由此类推， 绘制 出立杆钢管、 纵横向水平杆钢管和剪刀撑钢管， 并在扣接点处使用扣件固定， 然后根据旋转角度 进行变换得到场景中最终位置的脚手架模型。 本 发明不仅降低了人力成本， 而且缩短了工程的设 计周期。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 114925550 B 2022.11.22 CN 114925550 B 1.一种脚手架参数化模型的建模方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： S1、 设计脚手架的尺寸、 层数、 钢管的半径以及场景中的旋转角度， 所述脚手架包括立 杆、 纵横向水平杆和剪刀撑； 所述脚手架呈阶梯上升 结构， 脚手架第一层的高度为h1， 脚手架第二层以上各层的高度 差值Δh为： 其中， h为脚手架的整体高度， n 为脚手架的层数； 则脚手架第二层以上 各层的高度hn为： hn＝(n‑1)*Δh 所述脚手架每一层的长度差值Δx为： 其中， x为脚手架的整体长度； 则脚手架第n层的长度xn为： xn＝x‑(n‑1)Δx 所述脚手架每一层的宽度和脚手架整体的宽度y相同， 则脚手架第n层的宽度yn为： yn＝y S2、 计算立杆、 纵横向水平杆和剪刀撑的轴线位置； 所述立杆轴线位置的计算方法为： 以当前立杆为原点构建直角坐标系， 且该原点为当前立杆在场景中的位置点， 通过上 下左右的立杆间距计算每一 根立杆的位置点； 若立杆的位置点 落在脚手架层数位置的范围内， 则立杆的高度为层数的高度； 若立杆的位置点 落在脚手架两层的交界处时， 则立杆的高度为高层的高度； 若脚手架层数为奇数时， 则立杆的高度为脚手架第 层的高度； 若脚手架层数为偶数时， 则立杆的高度为脚手架第 层的高度； 通过立杆的位置点及立杆的高度得到立杆轴线位置； 所述纵横向水平杆轴线位置的计算方法为： 所述纵横向水平杆包括纵向水平杆和横向水平杆， 所述纵向水平杆的长度为脚手架整 体的宽度； 第n层横向水平杆的平面高度和最底层横向水平杆的平面高度的差值Δ Hn水为： ΔHn水＝n*dbj 其中， dbj为横向水平杆平面之间的距离； 若ΔHn水落在脚手架层高度区间内， 则横向水平杆的长度为 落在层的长度； 若ΔHn水落在脚手架两个层高度边线上， 则横向水平杆的长度为高层的长度； 通过纵横向水平杆的长度得到纵横向水平杆轴线位置； 所述脚手架整体的四周面都连接有剪刀撑， 剪刀撑轴线位置的计算方法为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114925550 B 2A、 对于脚手架整体的左侧面剪刀 撑， 其顶部两个端点的高度与脚手架整体第 一层的高 度相同， 则通过脚手架整体第一层的长度、 宽度、 高度算出左侧面剪刀撑的四个端点的位 置， 从而得到左侧面剪刀撑轴线位置； B、 对于脚手架整体的右侧面剪刀撑， 其顶部两个端点的高度与脚手架整体的高度相 同， 则通过脚手架整体的长度、 宽度、 高度算出右侧面剪刀撑的四个端点的位置， 从而得到 右侧面剪刀撑轴线位置； C、 对于脚手架整体的前侧面剪刀撑、 后侧面剪刀撑； C1、 当前侧面剪刀撑、 后侧面剪刀撑与水平面的夹角小于等于 60度时； 前侧面剪刀撑、 后侧面剪刀撑的数量为一个， 通过脚手架整体及其第一层的长度、 宽 度、 高度算出前侧面剪刀撑、 后侧面剪刀撑的四个端点的位置， 从而得到前侧面剪刀撑轴线 位置、 后侧面剪刀撑轴线位置； C2、 当前侧面剪刀撑、 后侧面剪刀撑与水平面的夹角大于 60度时； 脚手架整体第一层使用一个前侧面剪刀撑、 一个后侧面剪刀撑， 通过脚手架整体第一 层的长度、 宽度、 高度算出前侧面剪刀撑、 后侧面剪刀撑的四个端点的位置， 从而得到前侧 面剪刀撑轴线位置、 后侧面剪刀撑轴线位置； 脚手架整体其余各层使用一个前侧面剪刀撑、 一个后侧面剪刀撑， 通过脚手架整体其 余各层的长度、 宽度、 高度算出前侧 面剪刀撑、 后侧面剪刀撑的四个端点的位置， 从而得到 前侧面剪刀撑轴线位置、 后侧面剪刀撑轴线位置； S3、 根据立杆、 纵横向水平杆、 剪刀撑的轴线位置以及钢管的半径计算钢管的轮廓点； 所述钢管的轮廓点的计算方法为： 将钢管沿其轴线分成N个轮廓 圆， 每个轮廓圆包括M 个点， 相邻两个点采用直线连接来确定每一个 轮廓圆的点 位； S4、 通过三维程序工具将钢管的轮廓点生成三角面， 由此类推， 绘制出立杆钢管、 纵横 向水平杆钢 管和剪刀撑钢 管， 并在扣接点处使用扣件固定， 然后根据旋转角度进行变换得 到场景中最终位置的脚手架模型； 将每一个轮廓圆的点位进行索引顺序排列， 在 当前轮廓圆的点位上选择两个顺序索引 点位， 在相邻的轮廓圆的点 位上选择一个索引点 位， 三个索引点 位构成一个三角面。 2.根据权利要求1所述的一种脚手架参数化模型的建模方法， 其特 征在于： 步骤S4中， 以选定的脚手架整体位置为原点， 构建xyz直角坐标系， 绕着Z轴进行旋转， 旋转的变换关系为： 其中 ， (x ′， y′， z′， 1) 为旋转后的 坐标 ； (x ， y ， z ， 1) 为旋转前的 坐标 ； 为旋转矩阵， 为旋转角度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114925550 B 3