起重机起升机构可视化CAD 软件开发方法研究

为了提高起重机起升机构设计效率,将可视化思想引人到设计计算中,采用数据可视化技术、组件对象模型(componentobjectmodel,COM)接口技术,以VC语言为基础编制程序,进行机构的设汁。采用这种方法,参数、设计指标集成在一个界面上,设计过程开放,可按照个人需要进行交互设计,用户可以清楚地看到参数、设计指标的变化,所见即所得,最后自动生成计算说明书。该方案针对通用桥式起重机起升机构。

随着各种先进计算技术以及计算机的广泛应用,人们需要对科研和生产中信息源产生的大规模数据集进行分析和解释,对建立的数学模型进行理解和判断。大量信息因人们无法理解或来不及理解而搁置或消失,从而阻碍了科学研究和工程技术的进展,影响了科学发现和工程计算的交流。可视化技术因此应运而生-可视化是一种特殊的计算方法,它把数字符号转换为几何图像或图形,使研究者能够观察它们的模拟和计算过程,并进行交互控制。科学计算可视化为人们提供了一种发现不可见信息的方法,丰富了科学发现的过程,给予人类深刻与意想不到的洞察力,从而使科学家们的研究方式发生了根本变化。

起重机起升机构传统设计需要工程技术人员手工计算,工作量大,设计效率低,常常需要做重复性的工作,并且易出错。起重机起升机构传统编程设计因用户通常看不到设计计算过程,一般也不能对其进行人预,用户所能看到的只能是数值计算结果,所以很不直观。而且这种结果通常是唯一的,既不能调整,也不能改变。当计算结果不符合某些标准或特殊要求时,工程技术人员往往要重新计算,费时费力。因此,采用可视化设计方法和技术对传统设计、传统编程设计进行技术提升,以生产出质高价廉、轻巧美观的起重机起升机构,缩短产品的设计周期,降低生产成本,提高企业的竞争力和技术创新能力。基于此,本文以通用桥式起重机起升机构为对象,进行起升机构的可视化设计。

一、关键技术

1、数据可视化(datavisualization)技术

数据可视化技术指的是运用计算机图形学和图像处理技术,将数据及其规律以图形或图像方式在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互技术等多个领域。在科学计算可视化(visualizationinscientificcomputing)中,科学家们不仅需要通过图形图像来分析由计算机算出的数据,而且需要了解在计算过程中数据的变化,可视化的实现,无论在科学上、工程上还是在技术经济上或社会效益上都具有重大的意义,表现在①大大加深了人类对数据的理解和利用。它能使人们观察到在传统的科学计算或工程设计中难以观察到的现象和规律,②大大加快了数据的处理速度,使庞大的数据得到有效的利用。③大大加强了工程设计的直观性,大大减少了工程设计的试验费用。④人们不仅能得到计算结果,而且能知道在计算、设计过程中发生了什么变化,并可改变参数,观察其影响,对计算、设计过程实现引导和控制。

可视化过程与计算过程同时进行,随着计算的进行,计算的中间结果和最终结果可以及时地显示。因而,为便于查错和实时监视,具有一定的交互性,对计算中的错误也可及早发现,一旦出现异常可以终止计算过程。用户使用效率高、等待时间少。数据计算与可视化并发进行,通过修改计算过程中的参数,可直接对数据进行控制和引导,计算与可视化全过程是充分交互的。

2、数据库读取技术

在起重机CAD软件开发过程中,对于相关的国家标准采用了数据库读取技术。使用数据库读取技术可以自由、准确、高效地完成查询、存储数据等功能。数据访问对象是访问数据库的主要方法之一,常见的数据访问对象有数据访问对象(DAO)、远程数据对象(RDO)、直接连接到数据库(ODBC)、通向不同数据源的低级应用程序接口(OLEDB)、ActiveX数据对象(ADO)。

本论文采用ADO方式读取数据库。ADO是基于ActiveX控件技术的数据访问对象,它通过OLEDB数据提供的程序来获取数据,所以它继承了OLEDB的高速性,同时ADO也简化了OLEDB的操作,OLEDB的程序中使用了大量的COM接口,而ADO封装了这些COM接口,所以A∞是一种高层的数据访问技术。

3、COM接口技术

COM是微软提出的一种规范和实现,它是跨语言的组件对象模型COM已成为微软软件技术的基础,在Windows操作系统本身和Office应用程序中都广泛采用了COM接口技术,而且在这些系统中还提供了它们的COM组件对象以使开发者能够集成它们。COM接口技术是继模块化、结构化和面向对象技术之后发展起来的又一新的软件开发技术。值得强调的是COM接口技术与面向对象的编程语言不同,它采用的是一种二进制代码级的标准,而不是原代码级的标准,这使得软件复用不再仅限于一种编程语言或一个操作系统。

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