本发明涉及箱变设计技术领域，尤其是涉及一种箱变的设计方法、装置和实现装置。
背景技术：
在欧式箱变设计中，二维设计通常只有点、线、面的概念，一些零件的参数变量需要手动测量，没有单个零件定制属性的设置，例如一些型材长度信息；而且型材切角信息相对固定，不能随着零件的变化而变化；同时，设计模型的物料清单还需认人为进行统计并分类汇总；因此，二维设计周期较长，设计效率较低；并且由于二维图纸的杂乱，经常出现设计质量问题，且不同设计人员设计出的箱体细节差异性很大，标准箱体设计很难控制，设计质量更加令人堪忧。传统三维设计中，设计方法较单一，单个箱变或者定制箱体由于需要将每个零件画出再装配到一起，再绘制工程图，使得设计内容较多，设计周期较长，设计效率较低，难以满足设计周期和便捷性要求。
针对上述现有的箱变设计方式设计效率和设计质量较低的问题，尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种箱变的设计方法、装置和实现装置，以保证设计质量的同时，提高箱变的设计效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种箱变的设计方法，该方法包括：通过人机交互界面接收用户输入的设计参数；设计参数至少包括模块选择信息、参数变量和箱变设计方案选择信息；根据设计参数，以及预先建立的基准方案模型、模块的空间布置草图以及模块的选择方案、公共参数、模块变量和模块属性，生成箱变的三维模型；当接收到用户输入的设计输出指令时，输出三维模型的设计文档；设计文档包括箱变的工程图、零件明细和输出文档。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述通过人机交互界面接收用户输入的设计参数的步骤之前，方法还包括：绘制箱变中，各模块总装的空间布置草图以及各模块内部的空间布置草图；模块包括底座模块、框架模块、门板模块和顶盖模块；每个模块包括一个或多个子模块。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：设置各个模块的公共参数、模块变量和模块属性；公共参数包括宽度参数和高度参数；模块变量至少包括位置变量和开孔变量；模块属性至少包括模块材料和加工工艺；将公共参数和模块变量提取至变量列表中；其中，变量列表与空间布置草图以及模型关联。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：在人机交互界面设置模块选择窗口和参数变量设置窗口；将模块选择窗口与各模块选配模型关联，将参数变量设置窗口与变量列表关联，将变量列表与各模块总装的空间布置草图、各模块内部的空间布置草图以及各模块模型关联。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：对三维模型进行干涉检查和仿真分析，生成干涉检查报告和受力分析报告。
第二方面，本发明实施例提供了一种箱变的设计装置，该装置包括：设计参数接收模块，用于通过人机交互界面接收用户输入的设计参数；设计参数至少包括模块选择信息、参数变量和箱变设计方案选择信息；模型生成模块，用于根据设计参数，以及预先建立的基准方案模型、模块的空间布置草图以及模块的选择方案、公共参数、模块变量和模块属性，生成箱变的三维模型；设计文档输出模块，用于当接收到用户输入的设计输出指令时，输出三维模型的设计文档；设计文档包括箱变的工程图、零件明细和输出文档。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：草图绘制模块，用于绘制箱变中，各模块总装的空间布置草图以及各模块内部的空间布置草图；模块包括底座模块、框架模块、门板模块和顶盖模块；每个模块包括一个或多个子模块。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：参数设置模块，用于设置各个模块的公共参数、模块变量和模块属性；公共参数包括宽度参数和高度参数；模块变量至少包括位置变量和开孔变量；模块属性至少包括模块材料和加工工艺；参数提取模块，用于将公共参数和模块变量提取至变量列表中；其中，变量列表与空间布置草图以及模型关联。
结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，上述装置还包括：窗口设置模块，用于在人机交互界面设置模块选择窗口和参数变量设置窗口；关联模块，用于将模块选择窗口与各模块选配模型关联，将参数变量设置窗口与变量列表关联，将变量列表与各模块总装的空间布置草图、各模块内部的空间布置草图以及各模块模型关联。
第三方面，本发明实施例提供了一种箱变的设计实现装置，包括处理器和机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器执行机器可执行指令以实现上述箱变的设计方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种箱变的设计方法、装置和实现装置，通过人机交互界面可以接收用户输入的模块选择信息和参数变量等设计参数；根据该设计参数，以及预先建立的基准方案模型、模块的空间布置草图以及模块的选择方案、公共参数、模块变量和模块属性，生成箱变的三维模型，进而输出三维模型的工程图、零件明细和输出文档等设计文档；该方式通过输入设计参数驱动生成或更新箱变的三维模型，并自动生成设计文档，保证了设计质量的同时，明显提高了箱变的设计效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种箱变的设计方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种箱变的设计方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种箱变的立体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种箱变的底座模块的具体结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种箱变的框架模块和门板模块的外部结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种箱变的框架模块和门板模块的立体结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种箱变的顶盖模块的外部结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种箱变的顶盖模块的立体结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种箱变的设计装置的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种箱变的设计实现装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
考虑到现有的箱变设计方式设计效率和设计质量较低的问题，本发明实施例提供了一种箱变的设计方法、装置和实现装置；该技术可以应用于箱式变电站(简称“箱变”)的三维模型设计过程中，尤其可以应用于欧式箱变的三维模型设计过程中；该技术可以采用相关的软件或硬件实现，下面通过实施例进行描述。
参见图1所示的一种箱变的设计方法的流程图；该方法包括如下步骤：
步骤s102，通过人机交互界面接收用户输入的设计参数；该设计参数至少包括模块选择信息、参数变量和箱变设计方案选择信息；
步骤s104，根据上述设计参数，以及预先建立的基准方案模型、模块的空间布置草图以及模块的选择方案、公共参数、模块变量和模块属性，生成箱变的三维模型；
步骤s106，当接收到用户输入的设计输出指令时，输出三维模型的设计文档；该设计文档包括箱变的工程图、零件明细和输出文档。
用户可以通过solidedge等三维绘图软件绘制设计箱变所需的各种模块的模型，各模块细分出的子模块的模型，以及各模块或子模块的可替代的、多种变形设计模型；同时将各个模块或子模块之间的公共参数、尺寸位置的相互约束条件、各模块或子模块自身的可变参数、属性等输入至与模型关联的变量列表中；再将上述模型和参数等进行封装、固化，采用vb语言设置人机交互界面，将该变量列表的窗口显示在该人际交互界面中。
在实际设计过程中，用户通过人机交互界面选择箱体设计方案、更改箱变的模块选择信息和参数变量等设计参数；由于箱体总装方案有多种，因此，进入界面后，用户通常先选择箱体设计方案，然后再选择该方案中的模块以及其他设计参数；后台系统则自动生成与该设计参数匹配的三维模型，同时生成并输出该三维模型对于的图纸、零件明细和输出文档等相关文档。
本发明实施例提供的一种箱变的设计方法，通过人机交互界面可以接收用户输入的模块选择信息和参数变量等设计参数；根据该设计参数，以及预先建立的基准方案模型、模块的空间布置草图以及模块的选择方案、公共参数、模块变量和模块属性，生成箱变的三维模型，进而输出三维模型的工程图、零件明细和输出文档等设计文档；该方式通过输入设计参数驱动生成或更新箱变的三维模型，并自动生成设计文档，保证了设计质量的同时，明显提高了箱变的设计效率。
参见图2所示的另一种箱变的设计方法的流程图；该方法在图1中所示方法基础上实现；该方法包括如下步骤：
步骤s202，绘制箱变中，各模块总装的空间布置草图以及各模块内部的空间布置草图；该模块包括底座模块、框架模块、门板模块和顶盖模块；每个模块包括一个或多个子模块。通常，每个模块可以细分出多个子模块，还可以进行多层级的划分，直至划分至最底层；最底层的各个子模块通常不可再分；通过划分子模块，每个模块可以变形出多个设计方案；当然，各个模块或子模块之间需要通过公共参数相互约束位置关系和尺寸关系。
运用solidedge三维软件可以绘制箱变中的模型、子模型并装配模型；在总装和各主模块中，运用solidedge自带的草图功能可以绘制欧式箱变各零、部件等模块的空间布置草图。
参见图3所示的一种箱变的立体结构示意图；该箱变包括底座模块、框架模块、门板模块和顶盖模块；其中，如图4所示为箱变的底座模块的具体结构示意图；图4中示出了底座模块内多种子模块，各个子模块可以按照功能划分，也可以按照其他方式划分。
如图5所示为箱变的框架模块和门板模块的外部结构示意图以及图6所示为箱变的框架模块和门板模块的立体结构示意图；该框架模块包括前框架子模块、后框架子模块、侧框架子模块，以及箱变内部的隔板框架子模块；各个框架子模块镶嵌在各个门板子模块周围；如图7所示为箱变的顶盖模块的外部结构示意图以及图8所示为箱变的顶盖模块的立体结构示意图；具体地，图7为顶盖模块的俯视图，图8展示了部分顶盖模块的内部结构示意图。
步骤s204，设置各个模块的公共参数、模块变量和模块属性；该公共参数包括宽度参数和高度参数；该模块变量至少包括位置变量和开孔变量；该模块属性至少包括模块材料和加工工艺；具体地，上述公共参数包括高压室宽度、变压器室宽度、低压室宽度、框架高度、框架宽度等。
对于不同的模块，上述模块变量不同；例如，底座模块的模块变量包括公共主参数、型材的位置尺寸变量、各型材上开孔位置和开孔大小的变量、所放置各种柜体的相对位置变量等；上述框架模块和门板模块的模块变量包括公共主参数、各隔室隔板上开孔信息参数；上述顶盖模块的模块变量包括公共主参数、型材开孔变量；其中，公共主参数可以从上述公共参数中获得。
上述模块属性中的模块材料可以为多种类型，例如，型材、板材等；上述加工工艺可以包括表面处理类型，切角工艺等。上述模块变量还可以包括零件的长宽变量、所有逻辑变量、图样名称、图样代号以及类别等信息。
步骤s206，将公共参数和模块变量提取至变量列表中；其中，该变量列表与空间布置草图以及模型关联。
将公共参数和模块变量提取至变量列表中，通过更改变量列表可以以参数驱动的方式修改上述空间布置草图，且上述各零部件的模型的空间位置定位关系通常依附于对应的草图。
步骤s208，在人机交互界面设置模块选择窗口和参数变量设置窗口；将模块选择窗口与各模块选配模型关联，将参数变量设置窗口与变量列表关联，将变量列表与各模块总装的空间布置草图、各模块内部的空间布置草图以及各模块模型关联。
上述步骤202至步骤208的设计流程，可以封装或固化到服务器或计算机中，用户通过人机交互界面实现箱变的设计。上述人机交互界面可以通过设定的接口与solidedge软件连接，进而获取空间布置草图和变量列表，以及生成的三维模型。用户通过模块选择窗口可以选择同一模块或子模块的备选模型，以尝试多种设计方案，而总装模型中通过保留最终确认的模块或子模块。
步骤s210，通过人机交互界面接收用户输入的设计参数；该设计参数至少包括模块选择信息、参数变量和箱变设计方案选择信息；
步骤s212，根据上述设计参数，以及预先建立的基准方案模型、模块的空间布置草图以及模块的选择方案、公共参数、模块变量和模块属性，生成箱变的三维模型；
用户通过模块选择窗口和参数变量设置窗口更改设计参数，驱动模块的空间布置草图变化，各零部件的参数也随之变化，总装图也相应变化，最终生成满足用户需求的三维箱变模型。
步骤s214，当接收到用户输入的设计输出指令时，输出三维模型的设计文档；该设计文档包括箱变的工程图、零件明细和输出文档。
例如，可以在人机交互界面中设置“一键输出资料按钮”，当用户点击该按钮后，系统在软件后台选取对应的工程图进行更新，并自动输出模型的工程图、零件明细及输出文档。
在开发的人机交互界面中各参数变量数据，各模块的选择信息均与三维模型相关联；所有逻辑、公式数据的计算、数据组的选择均在solidedge三维软件后台运行；用于在人机交互界面中点击更新，三维模型立即在后台更新，并在人机交互界面中显示出来。
步骤s216，对三维模型进行干涉检查和仿真分析，生成干涉检查报告和受力分析报告。通过干涉检查和仿真分析，可迅速对总装三维模型进行零件间的干涉检查和整体仿真分析，形成干涉检查报告和受力分析报告，极大缩短了检查和校核时间。
该方式通过输入设计参数驱动生成或更新箱变的三维模型，将总装的各个模块按照不同方案替换，形成多种装配方案；对应不同装配方案，绘制并输出相应的总装工程图，零件工程图，钣金零件展开料等图纸；通过人机交互界面可以控制资料的输出、校核、审核、定版，最终以电子文件的形式传递给采购和生产加工，达到无纸化绿色办公，为企业提高设计、生产效率，节省成本，保证了设计质量的同时，明显提高了箱变的设计效率。
对应于上述方法实施例，参见图9所示的一种箱变的设计装置的结构示意图；该装置包括：
设计参数接收模块90，用于通过人机交互界面接收用户输入的设计参数；设计参数至少包括模块选择信息、参数变量和箱变设计方案选择信息；
模型生成模块91，用于根据设计参数，以及预先建立的基准方案模型、模块的空间布置草图以及模块的选择方案、公共参数、模块变量和模块属性，生成箱变的三维模型；
设计文档输出模块92，用于当接收到用户输入的设计输出指令时，输出三维模型的设计文档；设计文档包括箱变的工程图、零件明细和输出文档。
上述装置还包括：草图绘制模块，用于绘制箱变中，各模块总装的空间布置草图以及各模块内部的空间布置草图；模块包括底座模块、框架模块、门板模块和顶盖模块；每个模块包括一个或多个子模块。
上述装置还包括：参数设置模块，用于设置各个模块的公共参数、模块变量和模块属性；公共参数包括宽度参数和高度参数；模块变量至少包括位置变量和开孔变量；模块属性至少包括模块材料和加工工艺；参数提取模块，用于将公共参数和模块变量提取至变量列表中；其中，变量列表与空间布置草图以及模型关联。
上述装置还包括：窗口设置模块，用于在人机交互界面设置模块选择窗口和参数变量设置窗口；关联模块，用于将模块选择窗口与各模块选配模型关联，将参数变量设置窗口与变量列表关联，将变量列表与各模块总装的空间布置草图、各模块内部的空间布置草图以及各模块模型关联。
本发明实施例提供的箱变的设计装置，与上述实施例提供的箱变的设计方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
参见图10所示的一种箱变的设计实现装置的结构示意图；该设备包括存储器100和处理器101；其中，存储器100用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述箱变的设计实现方法，该基于箱变的设计实现方法可以包括以上方法中的一种或多种。
进一步，图10所示的网管设备还包括总线102和通信接口103，处理器101、通信接口103和存储器100通过总线102连接。
其中，存储器100可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线102可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本公开实施方式中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本公开实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器100，处理器101读取存储器100中的信息，结合其硬件完成前述实施方式的方法的步骤。
进一步，本公开实施方式还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现上述箱变的设计实现方法，该基于箱变的设计实现方法可以包括以上方法中的一种或多种。
本发明实施例所提供的箱变的设计方法、装置和实现装置，运用欧式箱变三维参数化设计方法固化标准方案，简化不同方案设计，达到项目中自动输出工程图和零件明细的目的，提高了设计效率，提高了设计质量，为企业降低了设计成本和提高产品质量。
具体地，本发明实施例所提供的箱变的设计方法、装置和实现装置利用三维软件人性化的应用功能和设计优势，将所有标准方案、标准模板、标准零件固化到三维软件库内部，设计方式简单明了，设计人员只需选配模板模型和输入参数即可生成整个欧式箱变三维模型。模型驱动后与相应的工程图自动关联更新，输出所需的工程图，该工程图包含所有零件尺寸、零件属性、零件明细等；最后将技术资料一并打包，用网络信息传递的方法交付生产和采购，打造设计、采购、生产信息一体化，提高企业运作效率。
本发明实施例所提供的箱变的设计方法、装置和实现装可以极大提高设计效率和设计质量。目前常规欧变设计用二维设计需要一天的设计周期，运用传统三维设计需要三天左右的设计周期，而运用此种欧式箱变三维参数化设计方法后，设计周期降低到半天，效率至少提升50％。同时运用三维模型设计，客户可直接看到项目建成后的实体效果，为销售前端提供有力的技术支持，极大地提高公司的市场竞争力。
本发明实施例所提供的箱变的设计方法、装置和实现装置的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。