一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法及结构技术

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法及结构，方法包括

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法及结构


[0001]本专利技术涉及网架球安装的
，特别是涉及一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法及结构
。

技术介绍

[0002]螺栓球网架是大跨度空间钢结构较为常用的一种结构，它是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构，具有空间受力小
、
重量轻
、
刚度大
、
抗震性能好等优点
。
同样也因为该结构杆件众多，杆件长度不一，且有些杆件长度相差微小，容易使工人误拿误安，从而导致有些杆件无法使用，需要重新加工，从而延误工期，同时也给网架的安装精度带来不可逆转的误差
。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法及结构，对长度相差较小的杆件进行标准化归类，防止因不同杆件的误安装导致的施工难题
。
[0004]解决的技术问题是：现有的螺栓球网架连接杆件有些杆件长度相差微小，在使用中容易出现误拿误用的现象，增加网架结构安装误差并且延误工期
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，包括以下步骤：
S1
：根据网架结构建立基于
BIM
的数字孪生整体结构模型，提取基于安装位置的杆件信息，根据杆件信息对杆件进行标准化长度分类，将杆件分为定长杆
、
定长连接件以及可调连接件；可调连接件包括用于与定长杆和螺栓球螺纹连接的可调螺杆
、
防松螺母
A
和防松螺母
B
；
S2
：对杆件进行安装，首先将定长杆一端通过定长连接件与螺栓球连接，另一端通过可调连接件与螺栓球初步连接；将调长仪安装在定长杆和可调连接件上，调长仪的一端通过夹紧部件夹紧在定长杆上，另一端通过可调部件与防松螺母
A
和防松螺母
B
连接，可调部件包括步进电机
B、
与步进电机
B
传动连接的主动轮以及设置在主动轮两侧并与主动轮啮合的从动轮，防松螺母
A
和防松螺母
B
上均设有与从动轮啮合的齿牙，两个从动轮同时与防松螺母
A
和防松螺母
B
啮合；根据杆件信息，在步进电机
B
的作用下，调节可调连接件的长度，调长仪完成工作后，将防松螺母
A
和防松螺母
B
旋至可调螺杆的两端，将可调连接件锁定；
S3
：分区完成网架安装，并对关键位置进行复测，将复测结果与数字孪生模型信息进行对比，对误差较大的部位进行微调；
S4
：完成整体结构安装，并与数字孪生模型进行相互校核，完成施工
。
[0006]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，
S1
中，根据杆件的长度信息对杆件进行标准化长度分类，可调连接件的可调范围在
±
100mm。
[0007]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，步骤
S2
中，通
过可调连接件控制螺栓球与定长杆之间的距离为
L
，其中
L
由数字孪生模型分析确定
。
[0008]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，
S2
中，夹紧部件电连接有夹紧控制系统，可调部件电连接有调长反馈控制系统，将杆件信息输入调长仪，可调部件在步进电机
B
的作用下调节可调连接件的长度
。
[0009]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，杆件信息包括杆件的长度信息
、
位置信息以及步进电机的旋转圈数
。
[0010]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，调长仪完成工作，将信息反馈到数字孪生模型，更新数字孪生模型
。
[0011]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，
S3
中，微调具体包括旋松防松螺母
A
和防松螺母
B
，转动可调螺杆，调整可调螺杆的长度
。
[0012]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，所述夹紧部件包括安装板
、
安装在安装板一侧的步进电机
A、
安装在安装板另一侧并与安装板转动配合的主动齿轮和从动齿轮以及安装在从动齿轮上并能够随从动齿轮一同转动的夹紧臂，所述主动齿轮设置两个且两个主动齿轮相互啮合，其中一个所述主动齿轮与步进电机
A
传动连接；所述从动齿轮对称设置在主动齿轮两侧并与相靠近的主动齿轮啮合
。
[0013]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，进一步的，所述调长仪还包括支架，所述夹紧部件安装在支架一端，可调部件安装在支架另一端，所述支架上设有用于调节可调部件位置的调节孔，所述可调部件能够沿着调节孔进行移动
。
[0014]本专利技术一种基于数字孪生的螺栓球网架结构，进一步的，包括杆件和连接在杆件两端的螺栓球，所述杆件包括定长杆
、
定长连接件和可调连接件，定长连接件包括两端分别与定长杆和螺栓球螺纹连接的连接螺杆和安装在连接螺杆上的连接螺母；可调连接件包括可调螺杆
、
防松螺母
A
和防松螺母
B
，其中可调螺杆一端为左旋，另一端为右旋，防松螺母
A
的内螺纹为左旋，与可调螺杆的左旋部分连接，防松螺母
B
的内螺纹为右旋，与可调螺杆的右旋部分连接；防松螺母
A
和防松螺母
B
的外侧设有齿牙
。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.
本申请通过数字孪生技术通过提取杆件的位置信息和尺寸信息，对长度相差较小的杆件进行标准化归类，将杆件分为定长杆
、
定长连接件和可调连接件，防止因不同杆件的误安装导致的施工难题；
2.
通过将杆件分为定长杆
、
定长连接件和可调连接件，当安装误差较大时，能够对杆件的安装位置进行微调，确保杆件的安装精度；
3.
通过设计调长仪实现现场安装杆件的长度调整，并与数字孪生模型之间相互反馈，大大提高网架的安装精度；
4.
通过调长仪对杆件进行安装，大大提高网架杆件的安装精度；
5.
通过在调长仪端部设置夹紧部件，能够将调长仪固定在定长杆上，然后利用可调部件来控制可调连接件的长度，控制杆件的安装精度；此外将可调部件可移动的设置在支架上，能够通过调节可调部件的位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
：根据网架结构建立基于
BIM
的数字孪生整体结构模型，提取基于安装位置的杆件信息，根据杆件信息对杆件进行标准化长度分类，将杆件分为定长杆
(2)、
定长连接件
(3)
以及可调连接件
(4)
；可调连接件
(4)
包括用于与定长杆
(2)
和螺栓球
(1)
螺纹连接的可调螺杆
(4.1)、
防松螺母
A(4.2)
和防松螺母
B(4.3)
；
S2
：对杆件进行安装，首先将定长杆
(2)
一端通过定长连接件
(3)
与螺栓球
(1)
连接，另一端通过可调连接件
(4)
与螺栓球
(1)
初步连接；将调长仪
(5)
安装在定长杆
(2)
和可调连接件
(4)
上，调长仪
(5)
的一端通过夹紧部件
(5.2)
夹紧在定长杆
(2)
上，另一端通过可调部件
(5.3)
与防松螺母
A(4.2)
和防松螺母
B(4.3)
连接，可调部件
(5.3)
包括步进电机
B(5.34)、
与步进电机
B(5.34)
传动连接的主动轮
(5.32)
以及设置在主动轮
(5.32)
两侧并与主动轮
(5.32)
啮合的从动轮
(5.33)
，防松螺母
A(4.2)
和防松螺母
B(4.3)
上均设有与从动轮
(5.33)
啮合的齿牙，两个从动轮
(5.33)
同时与防松螺母
A(4.2)
和防松螺母
B(4.3)
啮合；根据杆件信息，在步进电机
B(5.34)
的作用下，调节可调连接件
(4)
的长度，调长仪
(5)
完成工作后，将防松螺母
A(4.2)
和防松螺母
B(4.3)
旋至可调螺杆
(4.1)
的两端，将可调连接件
(4)
锁定；
S3
：分区完成网架安装，并对关键位置进行复测，将复测结果与数字孪生模型信息进行对比，对误差较大的部位进行微调；
S4
：完成整体结构安装，并与数字孪生模型进行相互校核，完成施工
。2.
根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，其特征在于：
S1
中，根据杆件的长度信息对杆件进行标准化长度分类，可调连接件
(4)
的可调范围在
±
100mm。3.
根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，其特征在于：步骤
S2
中，通过可调连接件
(4)
控制螺栓球
(1)
与定长杆
(2)
之间的距离为
L
，其中
L
由数字孪生模型分析确定
。4.
根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的螺栓球网架高精度成型方法，其特征在于：
S2
中，夹紧部件
(5.2)
电连接有夹紧控制系统，可调部件
(5.3)
电连接有调长反馈控制系统，将杆件信息输入调长仪
(5)
，可调部件
(5.3)
在步进电机
B(5.34)
的作用下调节可调连接件...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢立飞，秦杰，谭锋，姚文通，曹佳佳，司波，尤德清，鞠竹，王惠杰，杜京，王兴坡，杨向恒，焦向英，柳锋，
申请(专利权)人：北京建工国际建设工程有限责任公司北京市第五建筑工程集团有限公司华北科技学院石家庄供水有限责任公司，
类型：发明
国别省市：