三维矿井模型（精选四篇）
三维矿井模型 篇1
针对目前矿井通风网络计算的应用软件所存在的软件不系统、功能不够全面、可维护性和可扩展性差等问题, 开发了一套集矿井通风系统立体图绘制、风网解算、结果数据标注一体化的矿井通风仿真系统, 用以解决矿井通风信息管理、矿井通风系统三维立体图的自动生成、矿井通风网络自动解算、风网参数的自动标注等, 直观地反映矿井通风网络的实际面貌和通风状态, 为矿山通风管理者监控井下的通风状况提供了有效的方法, 为矿井通风系统调节提供了技术依据。该系统界面友好、操作简单、可视性强, 具有非常好的通用性和实用性。
1 系统结构设计
系统采用C/S体系结构设计开发, 以可视化编程语言VB6.0开发用户界面, 结合SQL Server 2000建立数据库管理巷道和风路数据, 采用ODBC技术进行数据库访问;选用SolidWorks 2006为软件平台进行矿井通风网络仿真, 以三维实体图形绘制巷道图形;采用FROTRAN语言编写风网解算程序;以水晶报表9.0, 实现各种数据报表的打印输出。各个部分有机结合, 形成一个有机整体, 实现仿真与优化的一体化[1]。系统总体功能如图1所示。
2 三维仿真模块开发
2.1 仿真程序设计
以往的矿井通风仿真大多以AutoCAD为平台, 鉴于AutoCAD在三维功能方面的不足, 该系统选用SolidWorks为软件平台进行三维仿真, 主要因为:① SolidWorks具有卓越的三维和曲面造型能力, 而AutoCAD在二维造型方面优点突出, 在三维造型上则显得薄弱;② SolidWorks有强大的参数化特征造型能力, 其二次开发方便快捷;③ SolidWorks有大型装配处理的功能, 有丰富的图形文件类型;④ SolidWorks有丰富的图形显示及视图方式;⑤ SolidWorks对AutoCAD有良好的兼容性。
系统采用VB设计用户界面, 通过API 接口调用SolidWorks进行二次开发, 绘制井下通风巷道的三维实体图形。矿井通风巷道有竖井、斜井、中段分支巷道等类型, 为了建模方便, 根据中段巷道走向的不同, 又将其分为平行x轴巷道、平行y轴巷道和任意走向巷道。针对不同的类型, 分别采用SolidWorks的拉伸、扫描、旋转、放样等特征工具绘制巷道三维实体图。绘图基本步骤:创建 (选择) 草图平面→绘制截面草图→选择特征工具→创建特征[2]。巷道建模流程如图2所示, 采用空间三维到二维图形转换算法, 计算巷道截面坐标。其中S, E表示巷道始、末节点, (Xs, Ys, Zs) 、 (Xe, Ye, Ze) 为始、末节点的三维空间坐标, H, V, W分别表示三坐标面体系中的水平、正面和侧面投影面。
2.2 仿真功能实现
通风网络仿真功能的实现主要有如下4个方面:
1) 节点/巷道数据输入:
节点编号和坐标, 巷道编号、名称、始末节点、属性 (如默认、新增、未掘、废弃, 不同类型巷道有不同显示颜色) 等基本数据, 均在此输入、编辑及查询。
2) 网络图的绘制:
系统采用零件的形式绘制各个中段的网络图, 然后将所有中段零件以合理的位置和约束关系装配成通风网络装配体。这种自底向上的构图模式, 既利于图形的修改又利于用户浏览。此外, 系统还提供了多种巷道截面类型供选用。
3) 网络图的编辑修改:
在中段巷道图中增加、删除巷道或修改巷道属性, 也可删除某个中段的图形文件。中段巷道图更改后, 整体通风网络图会自动更新。
4) 网络图的浏览打印:
通风网络可以线框图或上色等不同模式显示, 也可以RGB256的任意色彩显示, 用户可以任意比例和任意视角浏览网络图。无论是中段或整体的通风网络图都可以转化为DWG形式的工程图, 在AutoCAD平台下打开[3]。
3 通风网络解算
3.1 通风网络解算程序设计
通风网络解算方法较多, 但目前国内外应用计算机对通风网络解算的方法主要有斯考德—恒斯雷 (D.Scott—F.Hinslye) 法、牛顿—拉夫森 (Newton—Raphson) 法、节点法等。每一种算法各具特点, 各有优势与不足。笔者采用的是节点风压法结合Hardy—Cross迭代算法。
主要分为三大部分:数据输入、风网解算、数据输出。风网和风机原始数据为全局变量, 其他计算变量则由参数在各模块之间传递, 从而避免了一些不必要的参数传递, 提高了运行速度。程序运行之前须建造一个原始数据文件, 其数据结构为分支始点和终点、分支摩擦阻力、分支自然风压、分支初设风量、固定风量分支、风机原始数据、风机位置及风机编号等, 该原始数据在程序运行开始读入内存。风网解算是该程序的主体部分, 其中包括风阻解算、基本关联矩阵解算、风网解算等过程。由于采用节点风压法, 程序编制结构简单、思路清晰, 采用全选主元素法子程序解算节点压力方程组, 迭代速度较快, 对于具有500个节点、550条分支的算例, 只需2 s迭代40次即可解算出结果, 其结果自动生成文件输出。程序的运行速度与初设风量有一定的关系, 如果初设风量不合适, 其结果很可能发散;初设风量合适, 迭代收敛的速度很快。因此, 在程序运行之前一定要对初风量进行比较精确地设置[4]。通风网络解算程序流程如图3所示, 解算程序以FORTRAN语言开发, 可分析2 500条边、2 500个节点、1 200个独立网孔、350个恒压源、5种不同类型的16台风机同时运行的网络, 并可随意扩展。
3.2 功能实现
1) 原始数据输入:
系统可以进行多种通风方案的设计。通过用户界面输入各种方案的风路参数和风机特性曲线参数, 生成各方案的网络解算初始数据文件。
2) 网络解算:
利用VBA接口, 通过SHELL函数调用风网解算程序对不同通风方案进行解算, 生成该方案的解算结果文件, 并将解算结果数据导入后台数据库。
3) 工作面风量诊断:
根据设定的不同类型作业面风量标准, 诊断解算结果数据, 判断各作业面风量是否达到通风要求。若不符合要求, 则重新进行解算, 直到得出符合要求的通风方案。
4) 解算结果标注:
把最优的风网解算结果数据, 以箭头和文字的形式, 标注到通风网络三维仿真图上对应的巷道上, 包括风流方向、风量大小、风阻大小等, 实现仿真与优化的有机结合, 方便用户直观地了解整个矿井的通风效果。
5) 解算结果查询与打印:
查询不同方案的解算结果数据, 优选最佳方案, 生成结果报表。报表有多种格式, 如以水晶报表开发的固定格式“内部数据报表”、Excel、PDF、文本文件格式等, 用户可以脱离仿真系统另外编辑和打印。
4 数据管理
1) 数据库备份与恢复:
系统的后台以SQL Server为数据库支撑。用户可以在用户界面上方便地对数据库进行备份和恢复, 以防止数据由于意外原因丢失, 不需要到后台服务器上操作。
2) 图库备份与恢复:
图库更新后, 为防止图形文件的丢失或损坏, 可以将其备份出来, 在必要的时候使用恢复功能恢复图库。
5 应用示例
某大型金属矿山井下11个中段同时作业, 41个作业面同时用风。矿井通风网络的分支风路为442条, 风路节点数298个, 网孔数145, 5种不同类型风机同时运行。拟定的3个通风系统方案在技术经济方面均可行, 为确定最佳方案, 用通风仿真系统对其进行进一步优化, 结果见表1, 其中实际节点风量和实际网孔风量的最大误差均小于1.0×10-5, 实际网孔阻力的最大误差均小于8.0×10-6。方案一通风网络三维仿真效果图见图4。
从表1可以看出, 3个通风系统方案的供风量均能满足设计要求, 但方案一的通风效果最优, 且从根本上解决了工作面风量不足、分风困难、通风构筑物的位置设置等实际问题。
6 结语
以VB为开发工具, 以SolidWorks为图形平台, 以FORTRAN程序为支持, 以SQL Server为后台数据库, 开发了一套矿井通用的通风系统仿真与优化软件, 实现了矿井通风网络的信息管理、通风系统方案优化、通风网络三维仿真等功能。系统界面友好, 操作方便, 已在国内多个金属矿山应用, 为矿山企业提供了安全技术支撑和现代化通风管理手段。该系统对提高矿山的通风管理水平和生产效率, 促进矿井的安全生产等具有重要的意义, 有良好的实用价值和推广应用前景。
参考文献
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三维矿井模型 篇2
缸体零件图如图56所示，
图56 缸体零件图图形分析该缸体零件图形由缸体、座、腔体以及缸体顶上两个半圆凸台和孔所组成。从左主视图中可看出缸体和其内的腔体均为回转面生成，底座为长方体并有一个矩形通槽，四角圆角半径为R=10mm，并且有4个沉孔和2个定位孔组成。其创建的操作方法如下：（1）利用“旋转”命令，将主视图右边的凸台、以及下面座图形去掉，旋转生成圆形缸体和内部直径为40和35mm的腔体造型。（2）将左视图中的上面圆的图形去掉，然后，连接上边线，拉伸生成座的造型。（3）将沉孔以中心线为准绘制成沉孔图形的一半封闭图形，旋转求差生成沉孔造型。再利用引性阵列生成其余3个沉孔。具体的创建操作如下：（1）除轮廓线（粗实线）图层打开，关闭其他所有的图层，或者保留可见轮廓线，而将其余全部删除。图57 修改后的图形（2）绘制封闭的图形。 将修改后的图形经过添加线段而构成封闭和图形后，然后，生成5个面域，如图57所示。（3）旋转生成缸体和腔体造型。 单击“建模”工具条上的“旋转”按钮，选择“图形1”，以图形最下边的线段为旋转轴，按回车键后，创建出如图58所示的缸体和腔体造型。图58 创建缸体造型 图59 创建底座造型（4）创建底座造型。单击“建模”工具条上的“拉伸”按钮，选择“图形4”，输入拉伸值为60mm，创建底座造型如图59所示。（5）旋转生成实体。单击“建模”工具条上的“旋转”按钮，分别选择“图形2”、“图形3”、“图形5”，以各自的旋转轴线旋转生成回转实体。如图60所示。图60 旋转生成实体（6）圆形阵列。 单击“修改”工具条上的“阵列”按钮，在“阵列”对话框中选择“环形阵列”类型，以缸体的原心为环形阵列的中心点，设置数量为“6”，选择图形3生成的旋转实体，单击“确定”按钮，生成环形阵列。（7）运用“差集”命令，先选择缸体实体，回车后，再选择环形阵列创建的6个圆柱体，回车将6个圆柱体减去后，生成缸体前端面上的6个M6深14mm的螺纹底孔造型如图61所示。图61 创建前端螺纹底孔 图62 调整缸体至合适的位置（8）创建缸体上的两个半圆形凸台。其操作如下：① 调整视图方向。单击“视图”工具条上的“西南等轴测”按钮，然后，单击“动态观察”工具条上的“自由动态观察”按钮，旋转视图至一个合适的位置如图62所示的位置，② 建立UCS（用户）坐标系。 在命令行中输入：UCS 按回车键，再输入：N 新建用户坐标系，再按回车键，输入：3 即用3点确定坐标原点。用鼠标捕孔的中心点，将坐标原点设置在圆心处，如图63所示。图63 建立UCS坐标系 图64 绘制图形③ 绘制图形。以坐标原点为圆心，画一个半径为15mm的圆，绘制的图形如图64所示。④ 创建一个面域。 用“面域”命令，选择图形，回车后，生成一个面域。⑤ 将生成的面域和旋转生成镜像至右边。如图65所示。提示：镜像可在前视平面内进行。图65 镜像实体 图66 创建半圆形凸台造型⑥ 拉伸面域创建半圆形凸台。选择左边的面域向下拉伸4mm。 再选择右边的面域向下拉伸15mm,再利用“并集”命令，创建缸体上左、右两边的半圆形凸台造型，如图65所示。⑦ 利用“差集”命令，将旋转生成的实体从缸体中减去，创建孔造型，如图67所示。移动前 移动后 图67 完成缸体部分的创建 图68 实体的平移（9）创建底座上的沉孔造型的操作：① 移动图形5旋转生成的实体。利用“M”（移动）命令，将实体向前移动10mm,结果如图68所示。② 实体的矩形阵列。单击“修改”工具条上的“阵列”按钮，选择“线性”阵列类型，设置参数如图69所示。选择移动后的实体，单击“确定”按钮，创建的实体线性阵列如图70所示。③ 利用“差集”命令，将线性阵列后的4个实体从底座上减去，创建4个沉孔造型。④ 底座4条垂直边圆角，圆角半径R=10mm，完成的底座造型如图71所示。图69 设置矩形阵列的参数图70 生成矩形阵列 图70 完成底座的创建（10）缸体与底座的合成操作：① 在“前视平面”内，利用“RO”命令，将底认旋转90度。② 标注尺寸后，以标注的尺寸为移动的依据，如图71所示。③ 以缸体右边的边线为基准，移动后完成整个缸体的创建，如图72所示。图71 标注的尺寸 图72 缸体零件实体模型三维模型档案化管理初探 篇3
关键词：三维模型电子文件档案化管理
大量生成的三维模型，正成为电子文件的重要组成部分。从档案管理角度出发，是否需要对三维模型进行档案化管理？在实践中，三维模型的档案化管理存在哪些困境？未来可以做哪些方面的探索笔者将对此问题进行初步阐述，希望能够起到抛砖引玉的作用。
一、三维模型档案化管理的必要性
三维模型是指利用三维建模软件生成的，存在于计算机或计算机文件的“点和其他信息集合的数据”。从上述描述中可以看到，三维模型具备电子文件的基本特征，可以将其理解为一种特殊的电子文件。对这种特殊电子文件的管理，即三维模型档案化管理则是指在一定的制度框架下，由档案部门对三维模型进行前端控制和全过程管理，确保其具有真实性、完整性和有效性。
（一）三维模型具有档案价值且已经大量生成
1.三维模型具有档案价值。首先，三维模型具有凭证价值。从内容上看，三维模型是设计人员运用三维软件设计的图形，它如实地记载了业务活动过程和业务工作成果，是业务活动的直接记录。从形式和技术上看，三维模型是以数字化的超文本形式在计算机环境中生成的，其背景信息被系统程序控制，由此保证了它的可追溯性。其次，三维模型具有情报价值。三维模型是业务活动的伴生物，它记载了大量的知识信息，这些知识信息不仅可以为业务活动提供参考，也可以为同类设计提供借鉴。
2.三维模型已经大量生成。目前，三维设计已成为工程行业设计的主要方法之一。与二维设计相比，三维设计技术更能表达设计者的意图，便于加快图纸生成速度，提高产品设计效率。以三维模型作为产品最重要的信息载体，可以将设计、生产、管理等各个独立环节联系在一起，并将设计细节融入在建模过程中。[1]三维模型的技术优势使得其在各领域能够被广泛运用，另据相关调查显示，目前在某些领域三维模型的生成数量和速度已经远远超过了二维模型。从这个角度而言三维模型已经大量形成。
（二）三维模型不适用“双套制”与“双轨制”管理模式
为了规避电子文件真实性难以认定的风险，在工作实践中，对电子文件往往采用“双轨制”与“双套制”管理模式，即在文件运转过程中，电子版本与纸质版本共存，两种版本的文件与业务流程同步运转；在文件归档过程中，同一份文件既归档电子版本，又归档纸质版本，并且电子版本与纸质版本需一一对应。[2]国家标准也推荐使用“双套制”归档方式，2002年颁布的《电子文件归档与管理规范》（GB/T18894-2002）中规定：“具有保存价值的电子文件，必须适时生成纸质文件等硬拷贝，进行归档时，必须将电子文件与相应纸质文件等硬拷贝一并归档。”虽然三维模型也是一种电子文件，但其特殊性决定了它不可能像普通文本和二维图形一样打印成纸质文本。因此，三维模型不适用“双轨制”与“双套制”管理模式。
（三）三维模型管理失范
目前三维模型的管理处于失范状态，无法满足业务活动的需求，一是管理制度尚未制定。三维设计技术已经广泛运用，三维模型的数量也呈几何级增长，但是针对三维模型的管理制度并未建立。尽管已经有不少针对电子文件的管理制度，但是其中基本没有涉及三维模型管理的条款，更没有制定三维模型管理的专项制度。二是管理主体尚不明确。档案部门应是三维模型的管理主体，但是目前档案部门的主体地位并未明确，大部分三维模型都由形成者自行保管。三是管理流程尚未建立。由于管理制度与管理主体尚未明确，三维模型的管理流程也没有建立。业务活动结束后，三维模型的流向不明确，即档案部门也不知道通过何种渠道接收需要归档的三维模型。
二、三维模型档案化管理的实践困境
（一）三维模型的真实性认定困难
在纸质档案管理模式中，为了维护档案的原始记录性，必须保证载体与信息的统一。对于纸质档案的管理，档案实体的管理与档案内容信息的管理是统一的，保护了载体的原始性即确保了档案内容的原始记录性。然而，三维模型作为一种电子文件，其载体与信息的可分离性，使得上述要求并不能适应三维模型的管理。存储于计算机系统的三维模型因为软硬件升级、系统迁移等要求，可能会出现信息的迁移。在三维模型的管理过程中，随着存储介质与方式的变更，载体与信息的统一性难以得到保证。因此，判断三维模型是否具有真实性变得更加困难。
（二）三维模型的标准体系并未建立
三维设计技术已经在各领域得到了广泛运用，但相应的标准体系并未建立，使得三维模型的存储格式没有统一的规范，给三维模型档案化管理带来了困难。从档案管理角度而言，目前也没有建立起三维模型归档的格式标准。虽然，归档电子文件的格式标准基本建立，但是现行标准并没有将三维模型档案化管理纳入其中。三维模型标准体系的缺失给三维模型档案化管理带来了诸多问题：首先，三维模型形成者在存储三维模型时，特别是格式选择带有较大的随意性，导致三维模型的通用性较弱；其次，由于三维模型格式多元化且没有统一的规范，即使归档至档案部门，也可能面临无法读取的风险。
（三）三维模型的安全控制难度较大
作为一种电子文件，三维模型与其他电子文件一样面临诸多安全风险。电子文件载体与信息的可分离性、对系统的依赖性以及载体的不稳定性，使得它与纸质文件相比，安全控制难度更大。同时，三维模型无法进行纸质化管理，所有的安全控制措施只能在计算机系统中实施，一旦发生操作失误、病毒入侵、软硬件系统故障等事故，没有任何缓冲余地。此外，三维模型管理制度与标准缺失也带来了极大的安全风险。多种安全风险的叠加使得三维模型的安全控制难度较大。
三、三维模型档案化管理的
初步设想
三维模型档案化管理是一个系统工程，它需要制度、标准、技术和人员等诸多方面的支撑。可以说，在三维技术日臻成熟、三维模型大量生成的背景下，探索三维模型档案化管理的可行路径是档案部门不得不面对的课题。
（一）三维模型档案化管理的目的
三维模型档案化管理的目的不是完成三维模型的归档，而是确保三维模型的真实性、完整性和有效性。对于纸质档案，原始记录性是其根本属性，维护其原始记录性是档案管理工作的首要任务。然而，电子文件的载体与信息的可分离性，使得其原始记录性很难得到维护。所以，档案界一般认为，对于电子文件的管理应该转向维护其真实性、完整性和有效性，而不是单纯地追求其原始记录性。作为电子文件，三维模型档案化管理的目的就是要确保其真实性、完整性和有效性。
（二）三维模型档案化管理的前提
三维模型档案化管理的前提是制度化。制度化的作用主要体现在三个方面：一是明确权责，划分三维模型形成者、系统维护者、档案管理者等责任主体的权限与责任，并要求其对自身的管理行为负责；二是制定规范，即制定三维模型档案化管理的制度与标准，确保其符合业务活动的需求和档案化管理的要求；三是确定流程，即通过固化的流程确保人员责任落实、管理过程受控、业务运行顺畅。
（三）三维模型档案化管理的主体
三维模型档案化管理的主体应是档案部门。档案部门的优势在于建立了一套完整的文档管理系统，不论是对文件归档还是归档后的管理都形成了一套较为成熟的体系。此外，档案部门作为三维模型档案化管理的主体，贯穿文件管理的全过程，有利于实现对三维模型的全生命周期管理。
（四）三维模型档案化管理的手段
三维模型档案化管理的手段是前端控制与全过程管理。前端控制要求档案人员在三维模型形成之初就提前介入，参与三维模型管理软件的设计，参与文件质量的控制，提出档案化管理需求。全过程管理要求档案人员对文件的全生命周期进行管理，参与程序控制、规则制定和质量控制。
*本文为上海市档案局科研项目“企业集团数字档案信息资源整合与共享模式研究”（项目编号：沪档科1511）的阶段性研究成果之一。
注释及参考文献：
[1]张少辉.三维设计现状及发展趋势[J].聚酯工业， 2013（2）：15.
[2]冯惠玲.电子文件与纸质文件管理的共存与互动[J].中国档案，2003（12）：40.
三维矿井模型 篇4
Active X Automation服务器应用程序是通过自身对象的属性、方法和事件实现其功能。对象是服务器应用程序简单而抽象的代表。用VB对Auto CAD的二次开发就是通过调用Auto CAD的对象体系结构来进行的。Auto CAD Active X Automation技术将Auto CAD的各种功能封装在Auto CAD Active X对象中, 供编程使用。正是通过Visual Basic指令调用Auto CAD Active X对象来实现Auto CAD的三维巷道的绘制[1]。
1 巷道数据
根据井下巷道的实际情况, 可以得到巷道建模的几类有效数据, 即巷道基本信息、巷道轴线信息、巷道断面数据信息等, 将其放入数据库中待建模时调用。模型参数数据可以通过以下两种方式获得: (1) 通过交互界面, 提供直接手工输入轴线坐标和截面参数或利用Auto CAD动态捕捉选取功能; (2) 建立巷道轴线和截面参数的数据库, 实现既有数据的读取和新加入数据的写入。利用SQLServer建库;在程序编制中采用ADO通用接口连接, 方便数据的更新和共享。ADO数据对象实际是一种提供访问各种数据类型的链接机制。ADO设计为一种简单的格式, 通过ODBC的方法同数据库连接, 可以使用任何一种ODBC数据源, 应用广泛。
2 巷道轴线及截面的绘制
巷道模型设计主要包括两个方面, 一个是巷道截面设计, 另一个是巷道轴线设计。
巷道截面信息主要用来描述巷道的剖面, 煤矿隧道中常用的截面形式有直墙半圆拱形, 直墙圆弧拱形, 矩形和圆形等[4]。由于需要快速建模, 只考虑直墙半圆拱形截面形式。对于巷道截面只要秒速宽和高两个外形参数, 圆弧半径R=W/2, 直墙壁高h=H-W/2。就可以确定出截面。
巷道轴线信息是记录巷道形状和位置的关键信息, 直接决定了巷道空间分布情况。巷道的轴线主要有直线和圆弧两种形式。根据轴线类型的不同, 若为直线则根据起始点和终止点确定一条空间直线, 若为圆弧则根据起点坐标、终点坐标、圆心坐标和圆心角确定一条空间圆弧。每条巷道可能包含多条巷道段, 因此必须记录下每条巷道轴线信息, 包括编号, 起点坐标, 轴线类型, 圆心坐标等参数。储存类型如下:
遍历数据库, 读出巷道轴线的信息, 用以下方法, 构建出整个巷道的轴线[3]。
Set pline Obj=acadapp.Active Document.Model Space.Add Polyline (points) 'points是从数据库读出的节点。
3 三维模型的建立
巷道自身结构比较规则, 建模方法也比较成熟, 一般用构造实体几何方法来构造三维模型。所谓构造实体几何方法即体素构造表示法, 简称 (CSG) 。体素是指一些简单的基本几何体在计算机内的表示, 如方体、圆柱、圆锥等。CSG是一个复杂的物体, 可由这些简单的基本几何体经过布尔运算而得到。这些基本物体及相应的布尔运算可描述为一棵二叉树。树的终端节点为基本几何体, 中间节点为正则集合运算节点。所谓正则集合运算指两物体经过交、并、差运算后的结果为一新的物体, 而不会出现孤立点、悬线或悬面[4]。
巷道建模步骤如下:首先根据轴线类型是直线还是圆弧, 获得轴线起点、终点三维坐标, 从而建立三维轴线段, 确定起始向量和终止向量[5]。其次通过截面参数数据描述巷道剖面, 得到剖面图形。然后旋转截面图形, 使其法线向量于轴线垂直。最后, 沿轴线拉伸截面图形, 获得三维实体模型, 再进行布尔减法操作即可得到一个有厚度的三维管道模型, 如图1。
在Auto CAD中的, 拉伸实体用的是以下方法[7]:
Set objsolid=acadapp.Active Document.Model Space.Add Extruded Solid Along Path (objregion, line Obj) 'objregion是截面面域, line Obj是轴线路径
4 巷道优化分析
在矿井下, 实际的巷道往往错中复杂, 空间结构十分繁琐。创建出来的三维巷道往往都有瑕疵, 例如, 连接处不光滑或实体交叉干涉, 使得视觉效果很不理想。为了使巷道连接处无缝隙, 拐角处光滑, 提高其可视性, 则必须对巷道进行优化[5]。
优化思想是, 使用放样方法来建立巷道实体。优化步骤:
(1) 假设巷道截面底部向量为a, 轴线向量为b, a、b都为空间向量, 则需要在XY平面内建立巷道截面轮廓线模型, 根据节点类型, 若为起始节点, 旋转向量a, 使其与向量b正交;若为中间节点则需要计算上一轴线向量与下一轴线向量的角平分线向量, 并旋转与之正交。
(2) 在空间, 向量的关系存在各种情况, 轴线向量可能是向量b (x1, y1, z1) , 也可能是向量c (x2, y2, z2) , z1>0, z2<0。要使巷道截面旋转至与轴线向量垂直, 就必须考虑各种情况两个向量之间的夹角。设向量a (x0, y0, z0) , 则向量a与向量b的夹角α的余弦等于向量的数量积除以向量的模积, 即:
然后根据z是否大于0, 判断是顺时针旋转还是逆时针旋转, 若z>0, 则旋转角度
β=π/2-α, 即把向量a顺时针旋转β度与向量b正交;若z<0, 则旋转角度
β=α-π/2, 即把向量a逆时针旋转β度与向量c正交。
(3) 将截面旋转平移至计算出的正确位置后通过放样函数loftedsolid (region, lines, path, option) 来完成整个巷道的建模过程, 实现巷道交叉的融合。
5 工程应用
采取上述办法, 将工程应用到淮南市谢桥矿, 起到了良好的效果。工作人员通过对三维巷道的观察与研究, 提高了工作效率。图2是建模过后的谢桥矿井下巷道全图。
结束语:本研究以Auto CAD为图形处理平台, 采用VB开发程序的方法使巷道的二维和三维设计在CAD系统里得到充分的结合。三维巷道的创建极大的提高了数据可视化程度, 对加强煤矿安全生产, 提高工作效率有着重要的意义。本研究成果不仅对巷道设计具有普遍意义, 而且还是对Auto CAD二次开发技术作了有益的补充。
摘要：autocad是世界上最流行的绘图软件, 但是不能满足具有专业要求的图形, 结合AutoCAD的ActiveX Automation技术, 应用Visual Basic对AutoCAD进行二次开发, 阐述了怎样设计、创建井下三维巷道, 使煤矿设计新巷道的效率得以提高。
关键词：autocad,二次开发,三维巷道
参考文献
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