一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别是涉及一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统。

背景技术

檐口就是指建筑构图中在顶部的典型地带线脚并凸的水平部件，屋面檐口是指大屋面的最外边缘处的屋檐的上边缘，即“上口”。作用是方便排除屋面上的雨水和保护墙身。也是建筑重点装饰部位之一，常见的有挑檐和包檐两种形式。

在钢结构建筑里，由于钢件自重形变的问题，檐口的实际安装效果和目标设计效果往往具有一定程度上的误差。尤其是在较大长度条件下，檐口端部会因自重和总长问题下垂，此时整体结构难以将檐口网架简单理解为直线与点的连接关系而应该是曲线与球面的连接关系。在此基础上，由于结构大量采用栓接，螺纹紧固效果很大程度上收到螺纹配合精度影响，导致安装的球节和杆很容易产生偏心和形变错位，远离设计的目标结构。同时由于檐口为高空作业，其高空属性进一步增大了结构调整难度。

为了解决上述问题，现需一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统

发明内容

本发明是为了解决现有技术中在钢结构建筑里，由于钢件自重形变的问题，檐口的实际安装效果和目标设计效果往往具有一定程度上的误差，尤其是在较大长度条件下，檐口端部会因自重和总长问题下垂，此时整体结构难以将檐口网架简单理解为直线与点的连接关系而应该是曲线与球面的连接关系，在此基础上，由于结构大量采用栓接，螺纹紧固效果很大程度上收到螺纹配合精度影响，导致安装的球节和杆很容易产生偏心和形变错位，远离设计的目标结构，同时由于檐口为高空作业，其高空属性进一步增大了结构调整难度的问题，提供了一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统，采用目标位置分解，解决了上述问题。

本发明提供了一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统，包括若干杆周位置传感器、若干球节定位传感器、球心定位模块、杆轴线拟合模块、钢结构悬挑支座拟合模块和竖向抬升架，

杆周位置传感器在同一径向上至少设置三个的设置于网架连接杆的两端和中部，同网架连接杆上的杆周位置传感器设置有相同的杆信息标识，球节定位传感器设置于连接球节的外表面，每个连接球节至少设置有四个球节定位传感器，相同的连接球节上的球节定位传感器设置有相同的球节信息标识，球心定位模块与各球节定位传感器信号连接，杆轴线拟合模块与各杆周位置传感器信号连接，钢结构悬挑支座拟合模块与球心定位模块、杆轴线拟合模块数据连接，竖向抬升架用于竖向固定提升初次组装后的架体和调整后的钢结构悬挑支座。

本发明所述的一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统的使用方法，作为优选方式，包括以下步骤：

S1、将位置传感器安装在钢结构悬挑支座组件上，将钢结构悬挑支座的目标模型导入钢结构悬挑支座拟合模块；

S2、根据钢结构悬挑支座目标模型中的各连接球节的球心位置拟合出实际球心位置宽限范围，根据钢结构悬挑支座目标模型中的各连接杆位置确定连接杆斜率和位置宽限范围；

S3、根据目标模型拼装实际的钢结构悬挑支座；

S4、竖向抬升架降至最低位置，将钢结构悬挑支座安装在竖向活动端，竖向抬升架将钢结构悬挑支座抬升至完全离地；

S5、球心定位模块收集球节定位传感器信号后拟合各连接球节的实际球心位置，杆轴线拟合模块收集杆周位置传感器的信号后拟合各连接杆的实际位置和斜率；

S6、球心定位模块和杆轴线拟合模块分别将球心位置信息和杆位置信息传输至钢结构悬挑支座拟合模块，检测各结构是否均处于位置宽限范围，是则进行步骤S8；否则进行步骤S7；

S7、降下竖向抬升架，调整不处于宽限范围的连接杆和连接球节的紧固关系后进行步骤S4；

S8、吊升钢结构悬挑支座进行安装栓接。

本发明所述的一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统的使用方法，作为优选方式，步骤S2中的实际球心位置宽限范围为：在目标模型中做空间正交坐标系，选取各球心在正交空间坐标中的x-y-z三轴位置，等比例缩放至宽限范围球体内，宽限范围球体距离钢结构悬挑支座安装端最近的点为目标模型球心，等比缩放的目标模型最大填充宽限范围球体，当前球心的宽限范围为当前球心在宽限范围球体内对应的空间坐标点与目标模型球心之间连线正交分解成的立方体范围与宽限范围球体重合部分；

步骤S2中的连接杆斜率宽限和位置范围为：位置宽限范围由与当前连接杆连接的球心确定，斜率宽限范围为球心宽限范围连线斜率与理想位置斜率差的绝对值。

本发明所述的一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统，作为优选方式，步骤S5中的球心定位模块收集球节定位传感器信号后拟合各连接球节的实际球心位置方法为：选取带有同一球节信息标识的球节定位传感器信号，每三个位置信号一组拟合成空间平面，由空间平面中心引垂线，遍历空间中各点，选取至各垂线距离和最短的点为球心；

步骤S5中的杆轴线拟合模块收集杆周位置传感器的信号后拟合各连接杆的实际位置和斜率的方法为：选取带有同一杆信息标识的杆周位置传感器，根据杆两端和中部的三组杆周位置传感分别按照至少三点与圆心关系确定空间中圆心位置的方法得到两端点和中部杆的轴心位置，按照顺序依次连接三个轴心点形成两端折线，根据折线形状做回归曲线，并选取中部轴心位置做回归曲线切线，将回归曲线切线按照两端部轴心连线平行方向平移至回归曲线中点与两端部轴线连线中点重合，即作为杆整体的空间位置和斜率。

本发明所述的一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统，作为优选方式，竖向抬升架包括固定架和滑动架，固定架固定在地面上，固定架上设置有竖向滑道，滑动架活动设置在固定架的滑道上，滑动架设置有竖向面板用于连接钢结构悬挑支座固定端。

本发明所述的一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统，作为优选方式，每个连接球节上的球节定位传感器至少有一个与其他球节定位传感器不共最大直径。

本发明所述的一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统，作为优选方式，杆周位置传感器在连接杆上的安装方式为：至少三个杆周位置传感器一组通过柔性的安装带绑扎在连接杆外周。

本发明有益效果如下：

本系统通过分解目标位置的宽限范围，使整体结构的结构节点处于相对理想的位置状态，充分考虑了金属结构强度的特性，使最终的檐口安装结构更接近理想状态，避免了金属自重带来的结构变化影响，对整体结构进行合理微调，使得整体结构更具稳定性，且整体檐口在高空状态更可控。

附图说明

图1为一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统示意图；

图2为一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统的使用方法流程图。

附图标记：

1、杆周位置传感器；2、球节定位传感器；3、球心定位模块；4、杆轴线拟合模块；5、钢结构悬挑支座拟合模块；6、竖向抬升架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种大檐口结构栓接安装的智能安装辅助系统，包括若干杆周位置传感器1、若干球节定位传感器2、球心定位模块3、杆轴线拟合模块4、钢结构悬挑支座拟合模块5和竖向抬升架6，

杆周位置传感器1在同一径向上至少设置三个的设置于网架连接杆的两端和中部，同网架连接杆上的杆周位置传感器1设置有相同的杆信息标识，球节定位传感器2设置于连接球节的外表面，每个连接球节至少设置有四个球节定位传感器2，相同的连接球节上的球节定位传感器2设置有相同的球节信息标识，球心定位模块3与各球节定位传感器2信号连接，杆轴线拟合模块4与各杆周位置传感器1信号连接，钢结构悬挑支座拟合模块5与球心定位模块3、杆轴线拟合模块4数据连接，竖向抬升架6用于竖向固定提升初次组装后的架体和调整后的钢结构悬挑支座。

如图2所示，本实施例的钢结构悬挑支座栓接安装的智能安装辅助系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、将位置传感器安装在钢结构悬挑支座组件上，将钢结构悬挑支座的目标模型导入钢结构悬挑支座拟合模块5；

S2、根据钢结构悬挑支座目标模型中的各连接球节的球心位置拟合出实际球心位置宽限范围，根据钢结构悬挑支座目标模型中的各连接杆位置确定连接杆斜率和位置宽限范围；

S3、根据目标模型拼装实际的钢结构悬挑支座；

S4、竖向抬升架7降至最低位置，将钢结构悬挑支座安装在竖向活动端，竖向抬升架7将钢结构悬挑支座抬升至完全离地；

S5、球心定位模块3收集球节定位传感器2信号后拟合各连接球节的实际球心位置，杆轴线拟合模块4收集杆周位置传感器1的信号后拟合各连接杆的实际位置和斜率；

S6、球心定位模块3和杆轴线拟合模块4分别将球心位置信息和杆位置信息传输至钢结构悬挑支座拟合模块5，检测各结构是否均处于位置宽限范围，是则进行步骤S8；否则进行步骤S7；

S7、降下竖向抬升架7，调整不处于宽限范围的连接杆和连接球节的紧固关系后进行步骤S4；

S8、吊升钢结构悬挑支座进行安装栓接。

步骤S2中的实际球心位置宽限范围为：在目标模型中做空间正交坐标系，选取各球心在正交空间坐标中的x-y-z三轴位置，等比例缩放至宽限范围球体内，宽限范围球体距离钢结构悬挑支座安装端最近的点为目标模型球心，等比缩放的目标模型最大填充宽限范围球体，当前球心的宽限范围为当前球心在宽限范围球体内对应的空间坐标点与目标模型球心之间连线正交分解成的立方体范围与宽限范围球体重合部分；

步骤S2中的连接杆斜率宽限和位置范围为：位置宽限范围由与当前连接杆连接的球心确定，斜率宽限范围为球心宽限范围连线斜率与理想位置斜率差的绝对值。

步骤S5中的球心定位模块3收集球节定位传感器2信号后拟合各连接球节的实际球心位置方法为：选取带有同一球节信息标识的球节定位传感器2信号，每三个位置信号一组拟合成空间平面，由空间平面中心引垂线，遍历空间中各点，选取至各垂线距离和最短的点为球心；

步骤S5中的杆轴线拟合模块4收集杆周位置传感器1的信号后拟合各连接杆的实际位置和斜率的方法为：选取带有同一杆信息标识的杆周位置传感器1，根据杆两端和中部的三组杆周位置传感分别按照至少三点与圆心关系确定空间中圆心位置的方法得到两端点和中部杆的轴心位置，按照顺序依次连接三个轴心点形成两端折线，根据折线形状做回归曲线，并选取中部轴心位置做回归曲线切线，将回归曲线切线按照两端部轴心连线平行方向平移至回归曲线中点与两端部轴线连线中点重合，即作为杆整体的空间位置和斜率。

竖向抬升架7包括固定架和滑动架，固定架固定在地面上，固定架上设置有竖向滑道，滑动架活动设置在固定架的滑道上，滑动架设置有竖向面板用于连接钢结构悬挑支座固定端。

每个连接球节上的球节定位传感器2至少有一个与其他球节定位传感器2不共最大直径。

杆周位置传感器1在连接杆上的安装方式为：至少三个杆周位置传感器1一组通过柔性的安装带绑扎在连接杆外周。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。