一种预制件的装配方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种预制件的装配方法及系统，应用于建筑楼层中，其特征在于，提供一自动装配预制件的机械手臂；提供一带有产品标识的预制件，根据产品标识获取预制件的产品信息；装配方法包括：步骤S1、获取建筑楼层的不同建筑结构的参数信息，以创建形成关于建筑楼层的建筑模型；步骤S2、将产品信息作为预制件的属性值保存于建筑模型中；步骤S3、于建筑模型中获取预制件的属性值，以处理获得预制件的装配路径；步骤S4、根据装配路径控制机械手臂将预制件装配至建筑楼层对应的装配区域。其技术方的有益效果在于，可降低人工操作的难度，在满足装配精度的同时有效的减少了人力成本的支出。

【技术实现步骤摘要】
一种预制件的装配方法及系统
本专利技术涉及建筑
，尤其涉及一种预制件的装配方法及系统。
技术介绍
预制件是指现场支模板现浇不方便，在空地上预先制作好，运到指定位置安装，在安装时一般需要留出钢筋头或预埋件进行焊接连接的结构，比如外窗板、窗台、混凝土换气罩、装饰用混凝土线条等。预制装配式住宅作为住宅产业化的一种重要形式，其采用预制装配为主的工业化施工与传统施工相比，可以节约用电31％，减少建筑垃圾2t/100m达到缩短建设周期、降低建造成本和减少环境污染等问题。现有的大型预制构件的流程基本为，预制件现场进行检验查收，预制件安装准备、预制墙体吊装，预制墙体矫正、墙体后支模、预制梁、叠合板支撑安装、预制梁、叠合板吊装就位、预埋管线安装、混泥土浇筑、竖向连接孔道灌浆、混泥土、灌浆料养护。但是现有的在装配预制件的过程中存在着以下问题，施工人员在安装预制件时，存在着移动安装预制件时实施难度大，危险程度高、人力成本支出较大的问题。
技术实现思路
针对现有技术中装配预制件存在的上述问题，现提供一种旨在根据建筑楼层以及需要装配的预制件，为预制件生成装配路径实现自动化装配的装配方法以及装配系统。具体技术方案如下：一种预制件的装配方法，应用于建筑楼层中，其中，提供一自动装配所述预制件的机械手臂；提供一带有产品标识的预制件，根据所述产品标识获取所述预制件的产品信息；所述装配方法包括：步骤S1、获取所述建筑楼层的不同建筑结构的参数信息，以创建形成关于所述建筑楼层的建筑模型；步骤S2、将所述产品信息作为所述预制件的属性值保存于所述建筑模型中；步骤S3、于所述建筑模型中获取所述预制件的属性值，以处理获得所述预制件的装配路径；步骤S4、根据所述装配路径控制所述机械手臂将所述预制件装配至所述建筑楼层对应的装配区域。优选的，所述产品标识为配置于所述预制件上的二维码或者条形码，所述二维码或者所述条形码包含的所述产品信息包括：所述预制件的尺寸规格信息、产品编号、材质以及关于所述装配区域的位置标志信息；或者所述产品标识为配置于所述预制件上的电子标签，所述电子标签包含的所述产品信息包括：所述预制件的尺寸规格信息、产品编号、材质以及关于所述装配区域的位置标志信息。优选的，在所述步骤S2中，于所述建筑模型中获取关于所述建筑楼层的装配环境地形图；于所述装配环境地形图中创建一坐标系，并确定所述预制件的初始和终点坐标；基于所述预制件的产品信息以及所述坐标系，创建形成关于所述预制件的适应性函数的方法如下；F＝w1f1+w2f2+w3f3；其中，F表示装配路径的适应性函数，w1、w1、w3，表示权重系数；其中，f1表示以装配路径最短作为最优路径时的适应性函数，x，y表示坐标值；其中，f2、f3分别表示预制构件的路径点是否在障碍物内或者路径是否穿越障碍物的适应性函数，Ω为障碍物在二维平面内的集合；基于所述装配路径的适应函数F，采用一预设算法处理获得所述预制件在不与障碍物发生干涉的条件下路径最短的所述装配路径。优选的，所述预设算法为遗传算法、神经网络算法、蚂蚁算法中的任意一种。优选的，所述建筑楼层的不同建筑结构的参数信息包括，各楼层的高度、门窗洞口的尺寸，剪力墙的厚度和楼板厚度；根据所述建筑楼层的不同区域的参数信息构建形成建筑信息化模型即所述建筑模型。还包括一种预制件的装配系统，其中，提供一自动装配所述预制件的机械手臂；提供一带有产品标识的预制件，根据所述产品标识获取所述预制件的产品信息；所述装配系统包括：标识识别单元，用以识别所述产品标识以获取所述预制件的所述产品信息；模型生成单元，用以获取所述建筑楼层的不同建筑结构的参数信息，以创建形成关于所述建筑楼层的建筑模型，并将所述产品信息作为所述预制件的属性值保存于所述建筑模型中；路径处理单元，与所述模型生成单元连接，用以于所述建筑模型中获取所述预制件的所述属性值，以处理获得所述预制件的装配路径；装配执行单元，与路径处理单元连接，用以根据获取的所述装配路径生成对应的控制指令以控制所述机械手臂将所述预制件装配至所述建筑楼层对应的装配区域。优选的，所述产品标识为配置于所述预制件上的二维码或者条形码，所述二维码或者二维码包含的所述产品信息包括：所述预制件的尺寸规格信息、产品编号、材质以及关于所述装配区域的位置标志信息；所述装配系统配置有一图形扫描装置，通过所述图形扫描装置扫描获取所述二维码或者所述条形码以获取所述预制件的产品信息；或者所述产品标识为配置于所述预制件上的电子标签，所述电子标签包含的所述产品信息包括：所述预制件的尺寸规格信息、产品编号、材质以及关于所述装配区域的位置标志信息；所述装配系统配置有一电子标签读取装置，通过所述电子标签读取装置读取所述电子标签以获取所述预制件的产品信息。优选的，所述路径处理单元包括：地图创建模块，用以于所述建筑模型中获取关于所述建筑楼层的装配环境地形图；坐标系创建模块，与所述地图创建模块连接，根据所述装配环境地形图创建一坐标系，并确定所述预制件的初始和终点坐标；函数生成模块，与所述坐标系创建模块连接，基于所述预制件的产品信息以及所述坐标系生成关于所述预制件的适应性函数如下；F＝w1f1+w2f2+w3f3；其中，F表示装配路径的适应性函数，w1、w1、w3，表示权重系数；其中，f1表示以装配路径最短作为最优路径时的适应性函数，x，y表示坐标值；其中，f2、f3分别表示预制构件的路径点是否在障碍物内或者路径是否穿越障碍物的适应性函数，Ω为障碍物在二维平面内的集合；算法处理模块，与所述函数生成模块连接，基于所述适应性函数F采用一预设算法处理获得所述预制件在不与障碍物发生干涉的条件下路径最短的所述装配路径。优选的，所述预设算法为遗传算法、神经网络算法、蚂蚁算法中的任意一种。优选的，所述建筑楼层的不同建筑结构的参数信息包括，各楼层的高度、门窗洞口的尺寸，剪力墙的厚度和楼板厚度；根据所述建筑楼层的不同区域的参数信息构建形成建筑信息化模型即所述建筑模型。上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过上述的装配方法可实现为预制件生成路径最短的装配路径，由机械手臂抓取预制件避开障碍物装配至建筑楼层对应的装配区域；装配系统则可以快速的获取预制件的产品信息，然后将预制件装配至建筑楼层对应的装配区域，可降低人工操作的难度，在满足装配精度的同时有效的减少了人力成本的支出。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为本专利技术一种预制件的装配方法的实施例的流程图；图2为本专利技术一种预制件的装配系统的实施例的结构示意图；图3为本专利技术一种预制件的装配系统的实施例中，关于路径处理单元的结构示意图。附图标记表示：1、标识识别单元；2、模型生成单元；3、路径处理单元；4、装配执行单元；31、地图创建模块；32、坐标系创建模块；33、函数生成模块；34、算法处理模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制件的装配方法，应用于建筑楼层中，其特征在于，提供一自动装配所述预制件的机械手臂；提供一带有产品标识的预制件，根据所述产品标识获取所述预制件的产品信息；所述装配方法包括：步骤S1、获取所述建筑楼层的不同建筑结构的参数信息，以创建形成关于所述建筑楼层的建筑模型；步骤S2、将所述产品信息作为所述预制件的属性值保存于所述建筑模型中；步骤S3、于所述建筑模型中获取所述预制件的属性值，以处理获得所述预制件的装配路径；步骤S4、根据所述装配路径控制所述机械手臂将所述预制件装配至所述建筑楼层对应的装配区域。

【技术特征摘要】
1.一种预制件的装配方法，应用于建筑楼层中，其特征在于，提供一自动装配所述预制件的机械手臂；提供一带有产品标识的预制件，根据所述产品标识获取所述预制件的产品信息；所述装配方法包括：步骤S1、获取所述建筑楼层的不同建筑结构的参数信息，以创建形成关于所述建筑楼层的建筑模型；步骤S2、将所述产品信息作为所述预制件的属性值保存于所述建筑模型中；步骤S3、于所述建筑模型中获取所述预制件的属性值，以处理获得所述预制件的装配路径；步骤S4、根据所述装配路径控制所述机械手臂将所述预制件装配至所述建筑楼层对应的装配区域。2.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述产品标识为配置于所述预制件上的二维码或者条形码，所述二维码或者所述条形码包含的所述产品信息包括：所述预制件的尺寸规格信息、产品编号、材质以及关于所述装配区域的位置标志信息；或者所述产品标识为配置于所述预制件上的电子标签，所述电子标签包含的所述产品信息包括：所述预制件的尺寸规格信息、产品编号、材质以及关于所述装配区域的位置标志信息。3.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，在所述步骤S3中，于所述建筑模型中获取关于所述建筑楼层的装配环境地形图；于所述装配环境地形图中创建一坐标系，并确定所述预制件的初始和终点坐标；基于所述预制件的产品信息以及所述坐标系，创建形成关于所述预制件的适应性函数的方法如下；F＝w1f1+w2f2+w3f3；其中，F表示装配路径的适应性函数，w1、w1、w3，表示权重系数；其中，f1表示以装配路径最短作为最优路径时的适应性函数，x，y表示坐标值；其中，f2、f3分别表示预制构件的路径点是否在障碍物内或者路径是否穿越障碍物的适应性函数，Ω为障碍物在二维平面内的集合；基于所述装配路径的适应函数F，采用一预设算法处理获得所述预制件在不与障碍物发生干涉的条件下路径最短的所述装配路径。4.根据权利要求3所述的装配方法，其特征在于，所述预设算法为遗传算法、神经网络算法、蚂蚁算法中的任意一种。5.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述建筑楼层的不同建筑结构的参数信息包括，各楼层的高度、门窗洞口的尺寸，剪力墙的厚度和楼板厚度；根据所述建筑楼层的不同区域的参数信息构建形成建筑信息化模型即所述建筑模型。6.一种预制件的装配系统，其特征在于，提供一自动装配所述预制件的机械手臂；提供一带有产品标识的预制件，根据所述产品标识获取所述预制件的产品信息；所述装配系统包括：标识识别单元，用以识别所述产品标识以获取所述预制件的所述产品信息；模型生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斌，汪亚飞，王志鹏，周艳敏，沈润杰，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31