(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 202111522083.7 (22)申请日 2021.12.14 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114218789 A (43)申请公布日 2022.03.22 (73)专利权人 中铁二十一局集团电务电化工程 有限公司 地址 730030 甘肃省兰州市城关区红山 根 西村148号 (72)发明人 傅强　郭民祥　魏志强　陈召召　 信恒杰　马东伟　魏龙　 (74)专利代理 机构 北京国序知识产权代理有限 公司 11895 专利代理师 旦帅男　高芳(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (56)对比文件 CN 112948954 A,2021.0 6.11 WO 2018086 602 A1,2018.0 5.17 CN 112150613 A,2020.12.2 9 金光.BIM技 术在接触网腕臂预配中的应用 研究. 《铁路技 术创新》 .2019, 审查员 闪赛 (54)发明名称 一种基于BIM的腕臂预配动态模拟方法 (57)摘要 本发明涉及铁路工程技术领域， 公开了一种 基于BIM的腕臂预配动态模拟方法， 包括： 获取腕 臂数据、 绘制腕臂二维图、 建立腕臂三维模型、 腕 臂动态模拟、 数据处理步骤， 通过腕臂预配二维 图的绘制建立锁定关系； 创建相适应的构件模 型； 设置参数， 驱动二维图形变化； 放置构 件模型 于二维图纸上， 二维图纸变化带动三维模型变 化； 三维模型检验输出、 输入数据的正确性， 利用 BIM软件的参照线、 参照面及构件的相 互约束关 系， 通过设置参数实现无计算过程的结果输出， 省去了繁琐的计算过程， 模拟现场实际安装情 景， 提高安装精度， 通过三维模型图反向验证输 出数据的正确性， 同时验证输入参数的正确性， 基本避免错误数据的生产应用， 降低报废率， 节 约生产成本 。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114218789 B 2022.07.12 CN 114218789 B 1.一种基于BIM的腕臂预配动态模拟方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 获取腕臂数据， 所述腕臂数据包括施工设计数据和施工现场测量数据， 所述施工设 计数据包括： 拉出值、 导高、 抬高、 偏移值、 支柱(100)的高度、 底座间距和结构高度； 所述施 工现场测量数据包括： 限界、 挠度、 超高和轨面标高， 所述偏移 值获取步骤为： 在参照标高内 规定腕臂的旋转方式， 以所述腕臂与 支柱(100)两端呈90 °夹角为基准， 任一侧偏移值为正， 另一侧偏移值 为负， 将腕臂偏转角度带入反三角函数进行转换 得到所述偏移值； S2： 绘制腕臂二维图， 在Revit软件中， 创建基于面的族， 以坐标原点为火车轨道的轨面 标高， 绘制支柱(100)的参照线， 设置支柱(100)的高度和挠度的参数并参变； 绘制限界、 拉 出值、 超高的参照线； 设置参数并参变， 参变过程中相互关系变化正确； 根据轨面标高绘制 导高的参照线， 设置参数， 参数随所述拉出值、 超高、 限界的变化而变化； 根据所述支柱 (100)的参照线、 导高的参照线， 绘制腕臂底座的参照线、 平腕臂(230)的参照线和斜腕臂 (240)的参照线， 设置参数并参变， 参变过程， 支柱(100)的参照线、 限界的参照线、 拉出值的 参照线、 导高的参照线、 超高的参照线、 平腕臂(230)的参照线和斜腕臂(240)的参照线之间 的相互关系正确并参变， 所述超高的获取步骤为： 以两条钢轨顶面位于同一水平平面为基 准， 以两条钢轨宽度方向的中心 为圆心， 其中远离支柱(100)的所述钢轨绕圆心 转动而产生 的变化为轨道高度变化值， 将轨道高度变化值带入公式进行转换得到所述超高； 所述挠度 参数获取步骤为： 以所述支柱(100)的参照线模拟支柱(100)的长度， 将所述支柱(100)的参 照线一端锁定在原点， 另一端相对于竖直方向的偏移值即为 挠度参数； S3： 根据S2中的腕臂二维图建立腕臂三维模型， 建立基于线的构件三维模型， 建立基于 面的构件三维模型， 并将各构件三维模型进行限位， 使各所述构件三维模型组合生成静态 腕臂结构三维模型； S4： 腕臂动态模拟， 在静态腕臂结构三维模型内形成嵌套族， 将腕臂构件(200)的各参 数作为第一族， 支柱(100)和腕臂底座的各参数作为第二族， 第一族和第二族载入同一个 族， 形成嵌套族， 使 所述第一族和 第二族的参数关联， 使用过程中， 通过改变任一参数， 使 所 述第一族和第二族内其他参数发生同步变化； 其中， 腕臂构件(200)包括平腕臂(230)、 斜腕 臂(240)、 定位管(270)、 腕臂支撑(250)、 定位管支撑(280)、 平棒瓷(210)、 斜棒瓷(220)、 套 管双耳(231)、 承力索座(232)、 腕臂支撑卡子、 定位管支撑卡子、 定位支座(271)、 定位器 (272)和定位环， 使腕臂构件(200)与支柱(100)和腕臂底 座形成数据关联， 将每一组所述施 工设计数据和施工现场测量数据填入至静态腕臂结构三 维模型的数据框内， 驱动所述静态 腕臂结构三维模 型发生动态变化， 产生准确的平腕臂(230)、 斜腕臂(240)、 定位管(270)、 腕 臂支撑(250)和定位管支撑(280)长度数据； S5： 导出数据至数据库， 将所述平腕臂(230 )、 斜腕臂(240)、 定位管(270 )、 腕臂支撑 (250)和定位管支撑(280)长度数据导出至 本地数据库， 供后续腕臂预配使用。 2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的腕臂预配动态模拟方法， 其特征在于， 所述基 于线的三维构 件模型包括： 支柱(100)、 平腕臂(230)、 斜腕臂(240)、 定位管(270)、 腕臂支撑 (250)和定位管支撑(280)的三维模 型； 所述基于面的构件三维模 型包括： 腕臂底 座、 平棒瓷 (210)、 斜棒瓷(220)、 套管双耳(231)、 承力索座(232)、 腕臂支撑卡子、 定位管支撑卡子、 定 位支座(271)、 定位器(272)和定位环的三维模型。 3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的腕臂预配动态模拟方法， 其特征在于， 步骤S3权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114218789 B 2中所述将各构件三维模型进行限位的步骤具体为， 将所述基于线的构件三维模型和基于面 的构件三维模型放置在所述腕臂二维图所对应的参照线、 参照面上， 并锁定模型， 设置参 数， 调试模型正确变化， 形成静态腕臂结构三维模型。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的一种基于BIM的腕臂预配动态模拟方法的应用， 其特 征在于， 将所述腕臂二维 图中的各参照线和各构件三维模型 的位置进行对应， 形成静态腕 臂结构三维模型和数据框， 在所述数据框内添加施工设计数据和施工现场测 量数据， 产生 对应的平腕臂(230)、 斜腕臂(240)、 定位管(270)、 腕臂支撑(250)和定位管支撑(280)长度 数据。 5.根据权利要求4所述的一种基于BIM的腕臂预配动态模拟方法的应用， 其特征在于， 所述静态腕臂结构三维模型以腕臂处于水平状态为基准， 腕臂远离支柱(100)的一端的抬 起高度为抬高值， 抬高值的范 围是0‑500mm， 使抬高值由0mm变化至500mm的过程中， 平腕臂 (230)、 平棒瓷(210)沿上底座(110)连接处转动抬高， 固定于平腕臂(230)的腕臂支撑卡子 距平棒瓷(210)销钉孔的间距为150mm， 腕臂支撑(250)的长度随抬高值的变大而变小， 腕臂 支撑(250)与斜腕臂(240)所成的锐角随抬高值的变大而变大， 腕臂的长度随抬高值的变大 而变大， 定位管(270)通过定位环固定于斜腕臂(240)， 腕臂支撑卡子在斜腕臂(240)上的位 置距定位环的距离为300mm， 两者随抬高值的变大沿斜腕臂(240)长度方向、 向靠近斜棒瓷 (220)的方向滑动， 定位管支撑卡子在斜腕臂(240)上距套管双耳(231)连接处的距离为 600mm， 定位管支撑卡子在定位管(270)上距定位管(270)外端500mm， 定位管支撑(280)的长 度随抬高值的增大而变大。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114218789 B 3