一种网架节点球面和球间定位装置及其测量操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种网架节点球面和球间定位装置及其测量操作方法，整个定位装置包括竖直设置的测量臂，所述测量臂的底部固定连接下夹持装置，上部连接能够在测量臂上上下移动的上夹持装置，所述测量臂上连接纬度定位激光笔，所述上夹持装置通过机械臂连接空间量角器，所述空间量角器包括用于与所述机械臂连接的圆形轴槽，所述圆形轴槽底面固定连接水平面量角器，所述圆形轴槽通过旋转轴连接竖直平面量角器，空间旋臂下端套于竖直面量角器转轴，上端通过空心圆形套筒固定空间定位激光笔，空间指针固定在旋转轴处

【技术实现步骤摘要】
一种网架节点球面和球间定位装置及其测量操作方法


[0001]本专利技术涉及网架拼装焊接
，尤其涉及一种一种网架节点球面和球间定位装置及其测量操作方法
。

技术介绍

[0002]空间网架结构作为建筑中一种普遍运用结构，网架中的各杆件依照具体设计要求或规范规定的要求呈规律性布置，杆件间互相支撑，具有完整度好
、
自重轻
、
经济性等优点
。
在网架球节点的焊接过程中，往往因浇铸误差
、
施工现场空间受限
、
缺乏定位测量工具等因素造成焊接时杆件方向错误及焊接收缩问题，造成网架的安装经度存在较大误差，网架拼装过程中主要依靠球节点进行定位，因此解决球面定位及球间定位问题，是网架拼装精度是否达到要求的关键
。
[0003]常规情况下，网架的安装首先通过预先画好的定位线将下弦球的位置进行定位，之后再通过杆件焊接来完成上弦球和下弦球的拼装，在施工现场没有装置对杆件焊接时的精度进行控制，导致拼装过程不一定按预先设计进行施工并且误差较大，并且现场施工条件相对复杂，尤其当球节点位置较高时需要通过脚手架进行现场施工，空间狭小且空中操作难度大，因此高层空间上的球节点球面焊接点难以定位
。
因此如何准确
、
高效的定位网架各球节点球面焊接点成为网架拼装过程中的难点
。
[0004]综上所述，目前继续设计一种网架球节点球面及球间定位装置，用来准确高效的完成网架的拼装，保证焊接过程的准确r/>。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：实现网架拼装过程中球面焊接点的快速精准定位，能够适应不同的网架结构形式，装置使用便捷
、
快速
、
能够循环利用
。
为此提出一种网架球节点球面和球间定位装置，实现球面的快速精准定位
。
[0006]技术方案：为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种网架球节点球面和球间定位装置，包括竖直设置的测量臂，所述测量臂的底部固定连接下夹持装置，上部连接能够在测量臂上上下移动的上夹持装置，所述测量臂上连接纬度定位激光笔，所述上夹持装置通过机械臂连接空间量角器，所述空间量角器包括用于与所述机械臂连接的圆形轴槽，所述圆形轴槽底面固定连接水平面量角器，所述圆形轴槽通过旋转轴连接竖直平面量角器，空间旋臂下端套于竖直面量角器转轴，上端通过空心圆形套筒固定空间定位激光笔，空间指针固定在旋转轴处
。
[0008]所述下夹持装置包括转轮下垫板
、
下转轮
、
球支座
、
下连接臂，所述转轮下垫板为一中部圆孔开口板状构件，圆孔外为转轮下垫板刻度板；所述下转轮固定在所述下垫板上，所述下转轮包括转轮外圈
、
转轮内圈
、
滚珠
、
转轮上垫板，转轮外圈上的孔状开口用于于转轮下垫板进行螺栓连接，滚珠通过转轮外圈内部滑槽与转轮内圈外部半球状凹槽将转轮外圈与转轮内圈连接在一起，并实现转轮内圈的转动，转轮上垫板通过四周开孔与转轮内圈
连接；所述球支座通过四周开孔连接于转轮上垫板，所述球支座包括球支座外板，所述球支座外板上面通过支撑板连接测量圆盘；所述下连接臂的包括主杆，所述主杆头部槽口固连于球支座支撑，纬度指针指向转轮下垫板刻度线，下连接臂伸缩杆的一端与所述测量臂固定连接，另一端伸入调节凹槽中可调节长度
。
[0009]所述上夹持装置包括上连接臂
、
转轮上垫板
、
上转轮，所述上连接臂的结构与所述下连接臂的结构相同，所述转轮上垫板
、
上转轮与所述转轮下垫板
、
下转轮的结构相同且上下镜像对称
。
[0010]所述上夹持装置上设置有水准仪
。
[0011]所述测量臂上0刻线位置与测量圆盘水平，激光定位夹持通过方形槽套于测量臂上，纬度定位激光笔用于网架球节点半径相关数据的测量套于加持板中
。
[0012]所述机械臂包括机械臂底座
、
下旋块
、
旋块连接
、
上旋块
、
万向节，机械臂底座通过螺栓固定于转轮上垫板上，固定块用于配重和手持固定，下旋块轴一连接于轴槽一，旋块连接轴二连接于轴槽二，旋块连接支撑将左右端面固定，旋块连接轴三连接于上旋块轴槽三，万向节连接轴一端部开有槽口便于与万向节连接槽固连时销钉的插入，两个万向节连接通过销钉连接于连接块实现万向节的空间转动
。
[0013]所述空间量角器通过圆形轴槽与万向节连接轴槽连接，水平面量角器固定连接于底面，旋转轴连接竖直平面量角器，空间旋臂下端套于竖直面量角器转轴上端空心圆形套筒用于空间定位激光笔的固定
。
空间指针固定在旋转轴处，用于定位球节点所需焊接点
。
空间定位激光笔用于定位空间内另一球节点的焊接位置
。
[0014]一种网架球节点球面和球间测量操作方法，该方法基于上述的网架球节点球面和球间定位装置实现，包括如下的步骤：
[0015]1.
将定位装置放置在预先测量好的定位点上，将球放置在球支座上，通过调整下连接臂的长度控制测量臂与球面的距离；
[0016]2.
上下调整上连接臂使上连接臂伸缩杆与下连接臂伸缩杆于同一长度，使上下球支座处中心对齐，并将上加持装置夹紧球面，根据水准仪调整整体装置处于水平状态；
[0017]3.
由于测量圆盘的大小确定，所以定义测量圆盘的直径为
a
，并与上下球支座将球节点夹紧后，上连接臂套筒的下端与测量臂的水平刻度记为
b
，此时将纬度定位激光笔对准测量臂的位置处，可以得出球半径
[0018]4.
通过计算在球面上找到设计给定的焊接点坐标；
[0019]5.
获得设计给定的焊接点坐标后，记录纬度定位激光笔在球面打出的激光点并进行标记，此时松开上连接臂螺栓固定孔，将上连接臂上移使得机械臂有足够的空间转动，通过控制机械臂将空间量角器的空间指针定位到标记点上，该标记点即为当前球节点球面焊接点；
[0020]6.
通过步骤
1.5
标记的当前球节点球面焊接点确定空间内另一球节点位置固定，具体方法是，控制水平面量角器使其保持水平，控制竖直面量角器确定空间内另一球节点的大概位置，再通过控制空间旋臂根据竖直量角器的刻度将空间内另一球节点球面焊接点精确定位，此时空间定位激光笔打在另一球节点球面的激光点即为所求空间内另一球节点的焊接点
。
[0021]所述通过计算在球面上找到设计给定的焊接点坐标可以通过两种方式求得：
[0022]①
若已知该点的经纬度坐标
P(u,v)
，
u
设为纬度，<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种网架球节点球面和球间定位装置，其特征在于：该定位装置包括竖直设置的测量臂
(5)
，所述测量臂的底部固定连接下夹持装置，上部连接能够在测量臂
(5)
上上下移动的上夹持装置，所述测量臂
(5)
上连接激光笔一
(6
‑
1)
，所述上夹持装置通过机械臂
(11)
连接空间量角器
(12)
，所述空间量角器
(12)
包括用于与所述机械臂
(11)
连接的圆形轴槽
(12
‑
1)
，所述圆形轴槽
(12
‑
1)
底面固定连接水平面量角器
(12
‑
4)
，所述圆形轴槽
(12
‑
1)
通过旋转轴
(12
‑
2)
连接竖直平面量角器
(12
‑
3)
，空间旋臂
(12
‑
6)
下端套于竖直面量角器转轴
(12
‑
7)
，上端通过空心圆形套筒固定激光笔二
(12
‑
5)
，空间指针
(12
‑
8)
固定在旋转轴
(12
‑
2)
处
。2.
据权利1所述的一种网架球节点球面和球间定位装置，其特征在于：所述下夹持装置包括转轮下垫板
(1)、
下转轮
(2)、
球支座
(3)、
下连接臂
(4)
，所述转轮下垫板
(1)
为一中部圆孔开口板状构件，圆孔外为转轮下垫板刻度板
(1
‑
1)
；所述下转轮
(2)
固定在所述下垫板
(1)
上，所述下转轮
(2)
包括转轮外圈
(2
‑
1)、
转轮内圈
(2
‑
3)、
滚珠
(2
‑
4)、
转轮上垫板
(2
‑
6)
，转轮外圈
(2
‑
1)
上的孔状开口用于于转轮下垫板
(1)
进行螺栓连接，滚珠
(2
‑
4)
通过转轮外圈内部滑槽
(2
‑
2)
与转轮内圈
(2
‑
3)
外部半球状凹槽
(2
‑
5)
将转轮外圈
(2
‑
1)
与转轮内圈
(2
‑
3)
连接在一起，并实现转轮内圈
(2
‑
3)
的转动，转轮上垫板
(2
‑
6)
通过四周开孔与转轮内圈
(2
‑
3)
连接；所述球支座
(3)
通过四周开孔连接于转轮上垫板
(2
‑
6)
，所述球支座
(3)
包括球支座外板
(3
‑
1)
，所述球支座外板
(3
‑
1)
上面通过支撑板
(3
‑
2)
连接测量圆盘
(3
‑
3)
；所述下连接臂
(4)
的包括主杆
(4
‑
1)
，所述主杆
(4
‑
1)
头部槽口
(4
‑
2)
固连于球支座支撑
(3
‑
1)
，纬度指针
(4
‑
3)
指向转轮下垫板
(1)
刻度线，下连接臂伸缩杆
(4
‑
4)
的一端与所述测量臂
(5)
固定连接，另一端伸入调节凹槽
(4
‑
5)
中可调节长度
。3.
据权利1所述的一种网架球节点球面和球间定位装置，其特征在于：所述上夹持装置包括上连接臂
(7)、
上转轮垫板
(8)、
上转轮
(9)
，所述上连接臂
(7)
的结构与所述下连接臂
(4)
的结构相同，所述上转轮垫板
(8)、
上转轮
(9)
与所述转轮下垫板
(1)、
下转轮
(2)
的结构相同且上下镜像对称
。4.
根据权利1所述的一种网架球节点球面和球间定位装置，其特征在于：所述上夹持装置上设置有水准仪
(10)。5.
根据权利1所述的一种网架球节点球面和球间定位装置，其特征在于：所述测量臂
(5)
上0刻线位置
(5
‑
1)
与测量圆盘
(3
‑
3)
水平，激光定位夹持
(6)
通过方形槽
(6
‑
2)
套于测量臂
(5)
上，纬度定位激光笔
(6
‑
3)
用于网架球节点半径相关数据的测量套于加持板
(6
‑
1)
中
。6.
根据权利1所述的一种网架球节点球面和球间定位装置，其特征在于：所述机械臂
(11)
包括机械臂底座
(11
‑
1)、
下旋块
(11
‑
2)、
旋块连接
(11
‑
3)、
上旋块
(11
‑
4)、
万向节
(11
‑
5)
，机械臂底座
(11
‑
1)
通过螺栓固定于上转轮垫板
(8)

【专利技术属性】
技术研发人员：靳慧，刘佳明，焦海涵，郑子健，成佳明，蒋朗坤，孙晨轩，周潇翔，王琳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：