[发明专利]一种施工封网三维空间姿态的计算方法

权利要求书

1.一种施工封网三维空间姿态的计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、构建悬链线姿态适用方程：

式中，T为水平张力，w为悬链单位长度所受重力；

S2、构建承载索呈现悬链线姿态的方程；具体包括以下步骤：

S21、判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；

当承载索两端存在高差时，由受力平衡，可得最低端点和最高端点的平衡方程：

式中，F_A为承载索最低端点垂直向上的支持力，F_B为承载索最高端点垂直向上的支持力，F为承载索所受水平张力，l为承载索的水平距离，w₁为承载索单位长度所受重力，h为承载索两端悬挂点高差，为承载索两端悬挂点高差角；

对于承载索上某一点受到的拉力有：

则对于承载索上任一点的弧垂为：

先设定跨越物体处在任一点的横坐标为x₀，再计算处于同一横坐标位置承载索的弧垂值，并根据承载索端点的高度，计算同一横坐标位置承载索的高度，然后根据同一横坐标位置承载索的高度和跨越物体的安全高度来判断当前承载索的悬挂位置是否处于安全位置；

S22、若当前承载索的悬挂位置处于安全位置，则计算承载索所受水平张力：

式中，y_a为承载索最低端点的弧垂，x_a为承载索最低端点的横坐标；

根据承载索所受水平张力F与悬链线姿态适用方程得到承载索呈现悬链线姿态的方程：

S3、构建绝缘网呈现悬链线姿态的方程；

绝缘网由平行于承载索的绝缘网线和垂直于承载索的绝缘网线组成；

(1)平行于承载索的绝缘网线的弧垂与承载索的弧垂相等，且同处于一条水平线上，根据绝缘网网口尺寸size得到绝缘网线最低端点横坐标x′_a：

x′_a＝x_a+n*size

式中，n为第n条绝缘网线；

计算每根绝缘网线的最大弧垂y′_a与每根绝缘网线所受水平张力，进而得到绝缘网呈现悬链线姿态的方程：

式中，w₂为绝缘网单位长度所受重力；

(2)垂直于承载索的绝缘网线p，其弧垂的最低端点在平行于承载索且处于两个承载索中间位置的绝缘网线q上，同时弧垂的最低端点处于绝缘网线p的中心位置，先计算弧垂的最低端点横坐标，再将弧垂的最低端点横坐标代入绝缘网线q的悬链线姿态方程求出y，然后计算绝缘网线p的弧垂与所受水平张力，进而得到垂直于承载索的绝缘网线的悬链线姿态方程；

S4、将承载索和绝缘网作为整体，对处于受力平衡状态的承载索和绝缘网进行姿态分析得到整体封网姿态；

对处于受力平衡状态的承载索进行姿态分析：

(1)与绝缘网连接的承载索的姿态方程为：

式中，为承载索和绝缘网单位长度所受重力的平均值；

式中，w₁为承载索单位长度所受重力，w₂为绝缘网单位长度所受重力；

(2)与绝缘网未连接的承载索的姿态方程为：

F1＝F/cosμ

4F1sinμ＝mg

式中，mg为绝缘网的重力，F1为承载索最低端点方向上的拉力，μ为承载索最低端点方向的受力和水平方向夹角；

对处于受力平衡状态的绝缘网进行姿态分析：根据承载索的姿态方程发生变化后的端点位置求绝缘网线的姿态；

整体封网姿态为受力平衡后的承载索姿态和绝缘网姿态，所述承载索姿态包括与绝缘网连接的承载索的姿态和与绝缘网未连接的承载索的姿态。