【技术实现步骤摘要】
预制装配式结构自动拼装控制装备系统及方法
本专利技术涉及建筑工程的
，尤其涉及一种预制装配式结构自动拼装控制装备系统及方法。
技术介绍
目前，常规地下结构施工普遍采用的人工现场浇注施工工艺，具有施工工期长、空间跨度小、梁柱结构多、结构质量无法保障等问题，尤其是在寒冷地区，采用现浇施工工艺，冬季无法施工，大大影响工程施工效率与效益。而地下结构采用预制装配建造技术和工艺，能够很好地克服上述现浇工艺存在的问题，是今后地下结构建造技术发展的一个重要方向，预制构件的拼装施工是装配式地下结构建造的关键环节，在安装和建设过程中还存在如下问题和缺陷：1、无法多点协同测量、多点协同以及自动化控制问题。预制装配式结构构件安装控制过程较复杂，构件拼装过程中采用人工观测、人工判断与人工张拉控制的方法，存在无法实现多点协同测量以及测量精度不够，无法实现多点协同控制且无法实现不同千斤顶张拉时的张拉力、张拉速度同时不同量的输出控制而导致的预制结构构件拼装不到位、结构破损、防水装置受挤压失效、缝隙过大影响防水效果等问题，对预制结构构件长期运营...
【技术保护点】
1.一种预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其包含预制装配式地下结构拼装中控装备、多个拼装件上的液压千斤顶、多个设置于拼装件上的激光测距仪以及多个设置于目标件上的激光反射板，其特征在于：/n在目标件和拼装件上对应设置多个张拉孔，多个张拉螺杆的一端固定于目标件的张拉孔，另一端贯穿拼装件的张拉孔后连接至液压千斤顶，每个液压千斤顶对应一个张拉孔，在目标件的上表面对应各张拉孔分别设置激光反射板，在拼装件的上表面对应各液压千斤顶分别设置激光测距仪，各激光测距仪对应一个激光反射板，各液压千斤顶上设有油压传感器和锚头自锁装置，各激光测距仪的位置分别对应于液压千斤顶的驱动位置，从而与对应的...
【技术特征摘要】
1.一种预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其包含预制装配式地下结构拼装中控装备、多个拼装件上的液压千斤顶、多个设置于拼装件上的激光测距仪以及多个设置于目标件上的激光反射板，其特征在于：
在目标件和拼装件上对应设置多个张拉孔，多个张拉螺杆的一端固定于目标件的张拉孔，另一端贯穿拼装件的张拉孔后连接至液压千斤顶，每个液压千斤顶对应一个张拉孔，在目标件的上表面对应各张拉孔分别设置激光反射板，在拼装件的上表面对应各液压千斤顶分别设置激光测距仪，各激光测距仪对应一个激光反射板，各液压千斤顶上设有油压传感器和锚头自锁装置，各激光测距仪的位置分别对应于液压千斤顶的驱动位置，从而与对应的激光反射板共同得到各液压千斤顶位置处的缝宽信息。
2.如权利要求1所述的预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其特征在于：各油压传感器均连接有一油压监测通信模块，各锚头自锁紧装置分别连接有一锚头控制通信模块，各激光测距仪分别连接有一激光测距通信模块，各通信模块连接至预制装配式地下结构拼装中控装备，所述预制装配式地下结构拼装中控装备还设有油量控制通信模块。
3.如权利要求1或2所述的预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其特征在于：所述预制装配式地下结构拼装中控装备包括中控装备通信主机、辅液压泵站、主液压泵站、油温传感器、油温加热器、电磁比例阀、换向阀、电磁比例溢流阀、油温冷却风扇、液压油箱、手动溢流阀和超高压电磁阀，所述液压油箱为长方形且设置于下部，所述主液压泵站与电磁比例阀、换向阀和电磁比例溢流阀连接组成主液压泵站系统，所述辅液压泵站与超高压电磁阀和手动溢流阀连接组成备用泵站系统。
4.如权利要求3所述的预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其特征在于：还包含油温传感器、油温加热器、油温冷却风扇，所述油温传感器设置于液压油箱以实时检测其内的油温，所述油温加热器设于液压油箱内以进行油温加热，所述油温冷却风扇连接于液压油箱内空间以进行降温。
5.如权利要求4所述的预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其特征在于：所述油温传感器连接有油温监测通信模块，中控装备通信主机通过LoRa无线通信协议与油压监测通信模块、锚头控制通信模块、激光测距通信模块以及内部的油温监测通信模块和油量控制通信模块进行无线通信，实现对距离、油温油压等数据的监测以及对激光测距、电磁比例阀、锚头自旋紧装置的远程控制。
6.如权利要求1所述的预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其特征在于：包含一种与空心千斤顶配合的预应力钢筋螺母自动旋紧装置，该装置为内外三重套筒状结构，附加于空心千斤顶的末端，与空心千斤顶可形成一个整体结构，三重套筒的之间的运动功能关系是：外套筒固定，用于传递张拉力和提供中间套筒移动的自由度；中间套筒可绕其中心轴在外套筒卡位装置的引导下旋转，中间套筒与外套筒之间依靠卡轨或卡销限位，不允许发生轴向移动；内套筒可在中间套筒之内沿轴向在中间套筒相关装置的引导下移动，内套筒和中间套筒之间不能产生相对旋转。
7.一种预制装配式结构自动拼装控制方法，其特征在于包含如下步骤：
步骤一：将待拼装的拼装件运送至施工位置，将拼装件上预留的张拉孔逐个插入张拉螺杆并拧紧，在拼装件和目标件上分别安装激光测距仪、激光反射板和液压千斤顶；
步骤二：确定测量参数，各测光测距仪的激光头到拼装件的接缝边缘的横向偏差为l，激光反射板距离目标块的接缝边缘的纵向偏差同样为l，其中任意两激光测距仪的激光头之间的距离固定不变且为P；
步骤三：预制装配式结构拼装自动化控制，现场控制主机通过WiFi信号连接LoRa网关，通过LoRa网关依次各激光测距仪的测量指令到激光测距仪绑定的LoRa模块，并采集到各激光测距仪的测量值，从而得到所述任意两激光测距仪的测量值，测量值分别是La，Lc，计算出拼装件7和目标件8之间的夹角根据夹角θ和La，Lc，计算出两激光测距仪对应位置的接缝宽度分别为Sa＝La*cosθ-2l，Sb＝Lb*cosθ-2l，再通过LoRa网关依次采集两激光测距仪对应的液压压力阀的压力值Fa，Fc，通过两接缝宽度Sa，Sc，判断拼装件7和目标件8是否接触：
a)若未接触：综合接缝宽度Sa，Sc，接缝夹角θ计算对应液压千斤顶的推进速度V+x和V-x，通过LoRa网关将两个推进速度的数字信号发送给对应的电磁比例阀，实现对应液压千斤顶的推进控制，同时根据两液压千斤顶的推进控制按照对应距离来计算得到其它液压千斤顶的推进速度并进行推进控制；
b)若已接触：结合接缝宽度确定出拼装件的受力型心，实现对液压千斤顶的推进控制；
步骤四:重复步骤二、三，直至拼装件和目标件之间的结构接缝宽度小于预设的拼装就位接缝宽度，锁紧拼装件和目标件之间的张拉杆完成拼装。
8.如权利要求7所述的预制装配式结构自动拼装控制方法，其特征在于：步骤一中还包含设备预检测步骤，在设备预检测步骤步骤中，所述中控设备通信主机通过LoRa无线通信协议向油压监测通信模块、锚头控制通信模块、激光测距通信模块同步发出指令获取相对应设备状态，得到各液压千斤顶以及激光测距仪的状态，若显示正常则进入油温预监测，若任一状态显示异常，则启动设备保护模式，停止本次工作，等待对异常设备检修后，再重新启动设备预检测步骤。
9.如权利要求7所述的预制装配式结构自动拼装控制装备系统，其特征在于：采用无级持续张拉控制方法，其包括如下步骤：
步骤一：确定预期线性断点张拉控制曲线，预制装配式构件拼装为N点协同控制，以N＝3，各预制装配式构件的N个不同位置张拉点的初始结构缝宽为Y10,Y20,Y30，并确定本次预制装配式构件的张拉过程分为n次，则完成结构拼装目标的就位结构缝宽为Y1n,Y2n,Y3n，则张拉控制程序按线性等分进行曲线绘制；
步骤二：确定预制装配式构件拼装断点张拉控制的实际监测值，由于通信延时的迟滞...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀仁，黄美群，彭智勇，林放，
申请(专利权)人：北京城建设计发展集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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