BIMBase之python建模宝典：吊钩

BIMbase自从2021年发布以来获得了众多关心国产BIM和业务数字化转型的圈内老法师的关注，除了是国内首款完全自主知识产权的BIMbase系统，实现建筑信息模型（BIM）关键核心技术自主研发安全可控。

同时开创了BIM X PYthon的技术跨界混搭风，得以让建模可以通过快速编程实现。

So！

BIMbase团队为了在功能和场景上

帮助大家了解BIMbase

学习建模小技巧

开设了技术专栏

【BIMbase之python建模宝典】

今日分享第二十二弹

应用背景

BIMbase建模宝典之吊钩

起重机械作为物料搬运的主要设备，能实现人力所不及的物品转移，其重要性也随着全球工业化发展的趋势得以显现。无论是在港口、码头的装卸货物上，还是冶金的生产过程中，它都发挥了不可替代的作用。而对于建筑行业，起重机械更是贯穿了生产的全过程，对降低成本、提高效率起到决定性的影响。

在起重设备的组成构件中，吊钩及吊钩组成为最主要的吊具。吊钩除承受货物重量外，还承受冲击荷载的反复作用。正因如此，一个承载能力高、强度可靠、具备韧性的安全性吊钩才能充分发挥起重机械的工作性能。

随着科学技术的进步和行业针对性的重视，多种新型吊钩出现在市场上以适应不同领域需求或特定工作要求。基于BIMbase平台的Python参数化组件二次开发接口，顺应计算机数字技术的浪潮，在机械设备领域的模型建造中，正以自身独特优势满足着各类用户的需求。

图1 吊钩的种类

图2 三维模型展示

图3 属性调整

技术问题＆思路简介

BIMbase建模宝典之吊钩

Part 01

技术问题

在传统吊钩建模过程中，存在以下难点：

1、吊钩模型建模思路；

2、钩子断面绘制和截面离散点捕捉；

3、放样中断面的旋转角度及轴线控制。

本期我们将给大家分享吊钩的BIMbase-python参数化建模方法，你是否对不规则造型的构件无从下手？那这篇文章你可看对了！本文对python参数化组件建模过程进行了详细拆解，相信本讲内容定会让你收获颇丰。

图4 吊钩效果图

Part 02

建模思路

首先，我们介绍吊钩的整体建模思路。根据结构造型，将模型分为钩子、螺杆、螺纹三部分。因钩子部分的不规则截面，一次成形较为困难，我们从上到下将其细分为四节，最终将各部分组合成型。

针对钩子的细部建模，我们采取以面构型的方式，即先构建钩子的截面，再用Loft装载各截面进行放样。基础工具放样Loft的使用方式，可以下载《BIMbase-Python参数化组件使用手册》进行学习。

相信屏幕前的你看到这里也会感到困惑：不同带弧线截面之间，能通过Loft直接放样成型吗？答案当然是不行。想要使用Loft放样，相邻截面必须具备相同数目的离散点。那么，如何得到相同离散点的截面呢？别忘了我们的好伙计，

get_discrete_points_from_section函数（详见《BIMbase之python建模宝典：隧道锚杆支护》），该函数旨在帮助用户得到截面中的三维点列表，能够控制离散点的期望数目，我们再把离散点集装入to_section函数构面，如此，不就得到了具有指定离散点的截面~

但是，放样过程中仍存在一个关键性难题：各个截面在Linspace线性排布中可不是平移关系那么简单。针对相邻截面的角度偏差问题，python二次开发提供了针对性接口——arbitrary_rotate函数，该函数是在rotate函数基础上创造的更具灵活性的转动函数，用户通过装填旋转中心点、旋转轴与旋转角度，便能够实现三维空间中的任意转动。

图5 新函数运用

至于螺纹的创建方法，《BIMbase之python建模宝典：三角形螺纹》中已做了细致的分析讲解，故本讲中不作为难点进行赘述。

创建过程展示

BIMbase建模宝典之吊钩

01

钩子(Hook)部分

钩子形状按照一定规律提炼归纳为四部分：变截面弯段（蓝色）、变尺寸截面圆弧段（绿色）、变截面直段（黄色）、圆截面末端（橙色）。

图6 钩子分段分析

第一段变截面弯段（蓝色）是由圆截面过渡到圆角三角形截面。两个截面的基本组成单位不一致，无法直接进行Loft。需要先离散为相同的点型截面，一致后方可进行Loft。

图7 截面离散化

get_discrete_points_from_section()函数提供将截面Section离散为边缘均匀点的功能。函数中置入三个参数：截面、离散点个数、是否仅离散圆弧段，返回点集。

离散过后的点集再通过to_section()函数生成截面，获得一个由确定个数点组成的截面。相同点个数的截面就可以执行Loft得到变截面体。

分别对圆形截面和圆角三角形截面进行打散再成面处理，并且做到起始点位置对应。保证两截面离散点个数相同、保证两截面之间点按顺序投影能够对应。

制作弧线段变截面需将弧线段截面置入循环，按照精度和外观要求，调整其位置和尺寸，放入列表存储。最后将截面列表以及单截面按正确顺序置入Loft函数生成放样体，得到第一段钩子。其中arbitrary_rotate(P,Z,a)指绕过点P方向为Z的向量旋转a角度（右手准则）。

图8 第一段放样效果

第二段变尺寸截面圆弧段（绿色），在第一段的基础上加入了尺寸的变化。此段前半部分截面是有小变大的过渡段，后一半是固定尺寸的圆弧形放样。尺寸改变只需要在循环中控制尺寸的另一个参数即可。使用for+ zip的方式可以实现循环中两个参数的遍历。

其余两段逻辑相同。

图9 第二段放样效果

02

螺杆螺纹

范例中螺杆是由剖切面Section旋转扫描Sweep而得。

螺纹是由剖切面绕螺杆半径循环离散生成一圈截面组，而后Loft放样。在按照所需圈数竖向排布。

图10 生成顺序

文章小结

基坑支护等级预测分析

以上就是本次建模宝典的全部内容。本讲重点介绍了基于BIMbase的python参数化组件的机器设备造型能力，着重讲述了不规则构件的分析思路、截面离散点的控制与选取函数、空间旋转函数等等。用户可在此基础上开发有参数化能力的特殊吊钩模型，满足指定功能。