【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢梁施工，具体涉及一种梁预拼装轴线控制装置及控制方法。
技术介绍
1、为缩短工期、降低桥梁自身重量，装配式钢梁广泛应用于桥梁工程中。钢梁在临时场地的拼装轴线控制过程时，受外界环境制约，主要因素是钢梁顶板是钢板材质的，表面不易架设全站仪，作业人员行走等移动荷载和反复的调整作业，测量仪器很难维持稳定性，进而影响拼装精度和效率。
2、因桥梁的形态不同，相邻钢梁之间的拼接方式分为多种情形，比如：拼接形态一、相邻的钢梁沿直线拼接、2个钢梁顶端共面且钢梁之间同轴；拼接形态二、两个钢梁之间存在一定的纵向的夹角，且两个钢梁的轴线共面；拼接形态三、两个钢梁之间存在水平方向的夹角，两个钢梁的轴线共面。如何针对这些拼接形态对钢梁之间的位置进行定位成为一个难题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种梁预拼装轴线控制装置及控制方法，目的是解决
技术介绍
部分所述“如何针对这些拼接形态的钢梁之间的位置进行定位”的问题，本专利技术基于数学计算及实验验证提供了可解决拼接形态一至三定位问题的技术方案，具有定位精确，拼接效率高的优点。
2、为解决上述问题，本专利技术技术方案为：
3、一种梁预拼装轴线控制装置，包括待拼接的钢梁a和钢梁b，所述的钢梁a顶部设有第一定位机构、钢梁b顶部设有第二定位机构，沿钢梁a顶部前后端的中点连线构成钢梁a的顶部轴线，沿钢梁b顶部的前后端中点连线构成钢梁b的顶部轴线，所述的第一定位机构和第二定位机构设有相互配合的距离检测单元以及位置检测单元。
4、优选的，所述的第一定位机构和第二定位机构分别包括定位板一和定位板二，所述的定位板一和定位板二分别通过磁吸件与钢梁a、钢梁b的顶部钢板连接，所述的定位板一和定位板二的中部沿前后方向分别设有第一定位梁和第二定位梁，所述的位置检测单元包括固定设于第一定位梁顶部的激光测距传感器以及固定设于第二定位梁后端且沿左右方向设置的检测板，所述的激光测距传感器与检测板配合使用；所述的距离检测单元包括对射型光电传感器的发射端和接收端，所述的发射端通过沿左右方向设置的直线驱动机构连接于定位板一的顶部，所述的接收端通过坐标定位机构设置于定位板二的顶部，所述的发射端和接收端、直线驱动机构、坐标定位机构、激光测距传感器分别通过导线与梁预拼装轴线控制装置的控制器电连接。
5、优选的，所述的第一定位梁和第二定位梁沿前后方向的中线上分别设有多个贯通孔，当多个的贯通孔的中轴均与对应的钢梁a的顶部轴线或钢梁b的顶部轴线相交时，代表第一定位梁和第二定位梁沿前后方向的中线分别与对应的钢梁a的顶部轴线或钢梁b的顶部轴线共同一纵面。
6、优选的，所述的直线驱动机构有2个，分别设于第一定位梁左右侧所在的定位板一顶部，所述的直线驱动机构包括左右相对设置的第一安装板，2个第一安装板之间转动连接有第一丝杠，第一丝杠的外侧端贯穿所对应的第一安装板，并与预设于第一安装板外表面的第一伺服电机的输出轴固定连接，所述的第一丝杠上螺接有第一移动座，第一移动座顶部设有固定块，固定块的顶端通过竖杆连接有第一固定板，第一固定板的前端设有发射端。
7、优选的，所述的坐标定位机构有2个，分别设于第二定位梁左右侧所在的定位板二顶部，所述的坐标定位机构包括左右相对设置的第二安装板，2个第二安装板之间转动连接有第二丝杠，第二丝杠的外侧端贯穿所对应的第二安装板，并与预设于第二安装板外表面的第二伺服电机的输出轴固定连接，所述的第二丝杠上螺接有第二移动座，第二移动座顶部设有电动缸，所述的电动缸的固定端嵌设于第二移动座顶部，伸缩端沿纵向向上延伸并固定连接有铰接座，所述的铰接座内通过铰接轴转动连接有电机座，所述的铰接轴一端与铰接座外固定连接的第三伺服电机的输出轴固定连接，所述的电机座顶端固定设有第四伺服电机，第四伺服电机的输出轴顶端设有第二固定板，第二固定板的前端设有接收端；2个第二安装板的底端分别通过滑块连接有沿前后方向设置的第一直线导轨和第二直线导轨，所述的第一直线导轨和第二直线导轨分别与定位板二顶端固定连接；在第一直线导轨和第二直线导轨之间还沿前后方向设有第三丝杠，第三丝杠的两端分别转动连接有第三安装板，第三安装板的底端与定位板二顶端固定连接，第三安装板的外侧设有第五伺服电机，所述的第五伺服电机的输出轴与第三丝杠的端部固定连接；所述的第三丝杠上螺接有第三移动座，在2个第二安装板之间还连接有横杆，所述的第三移动座顶端与横杆底端固定连接。
8、优选的，所述的控制器设有数据库，所述的数据库均基于钢梁a和钢梁b达到对接位置所采集的数据，包括：(1)激光测距传感器的检测数值与夹角角度的一一对应关系数据单元，所述的夹角角度指的是钢梁a和钢梁b沿纵向的夹角角度以及沿水平向的夹角角度；(2)发射端、接收端之间的位置关系与夹角角度的对应数据单元，即某夹角角度下，接收端在坐标定位机构中的位置、发射端在第一丝杠上的位置、电动缸的伸长量、第三伺服电机的转角、第四伺服电机的转角。
9、优选的，所述的钢梁a、钢梁b底部分别设有与控制器电连接的顶推机构a和顶推机构b，所述的定位板一和定位板二顶部分别设有倾角传感器，所述的倾角传感器与控制器电连接。
10、一种梁预拼装轴线控制装置的控制方法，包括针对拼接形态一的步骤、针对拼接形态二的步骤、针对拼接形态三的步骤。
11、优选的，针对拼接形态一的步骤包括：
12、s11、在钢梁a顶端安装第一定位机构，在钢梁b的顶端安装第二定位机构，使定位板一和定位板二分别通过磁吸件与钢梁a或钢梁b的顶部钢板固定；设前后方向为x轴向，左右方向为y轴向，使左侧、右侧的发射端和接收端在y轴的同一坐标处，发射端与接收端的高度相配且彼此配合；
13、s12、通过顶推机构a和顶推机构b使钢梁a和钢梁b的前端正相对，钢梁b顶端调平后保持不动，通过顶推机构a调节钢梁a顶部至水平，并使激光测距传感器沿水平发射的测量光线投射在检测板前表面，当检测的距离大于设定距离时，向钢梁b一侧移动钢梁a，直到达激光测距传感器检测到设定距离停止；此时，控制器判断钢梁a和钢梁b的间距达到设定要求，且钢梁a和钢梁b顶端的夹角角度为180°；
14、s13、左右水平移动钢梁a，检测左右侧的发射端和接收端是否对齐，若对齐，则停止移动钢梁a，若左右水平移动钢梁a设定距离后，依然无法收到接收端的信号，则向上移动钢梁a设定高度后重复左右移动钢梁a，直到左右侧的发射端和接收端对齐，此时控制器判断钢梁a和钢梁b的顶端共面，同时也就是钢梁a和钢梁b的顶部轴线共面；基于钢梁a和钢梁b顶端的夹角角度为180°以及钢梁a和钢梁b的顶部轴线共面结合钢梁a和钢梁b的间距达到设定要求，控制器判断钢梁a和钢梁b达到对接位置。
15、优选的，针对拼接形态二的步骤包括：
16、s21、在步骤13完成的基础上，控制器依据钢梁a和钢梁b顶端预设的纵向夹角角度，通过顶推机构a使钢梁a后端向上翘起，并使钢梁a的顶端达到与钢梁b顶端的预设的纵向夹角角度；...
【技术保护点】
1.一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：包括待拼接的钢梁A和钢梁B，所述的钢梁A顶部设有第一定位机构、钢梁B顶部设有第二定位机构，沿钢梁A顶部前后端的中点连线构成钢梁A的顶部轴线，沿钢梁B顶部的前后端中点连线构成钢梁B的顶部轴线，所述的第一定位机构和第二定位机构设有相互配合的距离检测单元以及位置检测单元；
2.如权利要求1所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的第一定位梁和第二定位梁沿前后方向的中线上分别设有多个贯通孔，当多个的贯通孔的中轴均与对应的钢梁A的顶部轴线或钢梁B的顶部轴线相交时，代表第一定位梁和第二定位梁沿前后方向的中线分别与对应的钢梁A的顶部轴线或钢梁B的顶部轴线共同一纵面。
3.如权利要求2所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的直线驱动机构有2个，分别设于第一定位梁左右侧所在的定位板一顶部，所述的第一丝杠上螺接有第一移动座，第一移动座顶部设有固定块，固定块的顶端通过竖杆连接有第一固定板，第一固定板的前端设有发射端。
4.如权利要求3所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的坐标定位机构有2个，分别设于第二
5.如权利要求4所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述2个第二安装板的底端分别通过滑块连接有沿前后方向设置的第一直线导轨和第二直线导轨，所述的第一直线导轨和第二直线导轨分别与定位板二顶端固定连接；
6.如权利要求5所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的控制器设有数据库，所述的数据库均基于钢梁A和钢梁B达到对接位置所采集的数据，包括：
7.如权利要求6所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的钢梁A、钢梁B底部分别设有与控制器电连接的顶推机构A和顶推机构B，所述的定位板一和定位板二顶部分别设有倾角传感器，所述的倾角传感器与控制器电连接。
8.如权利要求7所述的一种梁预拼装轴线控制装置的控制方法，其特征为：包括针对拼接形态一的步骤、针对拼接形态二的步骤、针对拼接形态三的步骤。
9.如权利要求8所述的一种梁预拼装轴线控制装置的控制方法，其特征为：针对拼接形态一的步骤包括：
10.如权利要求9所述的一种梁预拼装轴线控制装置的控制方法，其特征为：针对拼接形态三的步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：包括待拼接的钢梁a和钢梁b，所述的钢梁a顶部设有第一定位机构、钢梁b顶部设有第二定位机构，沿钢梁a顶部前后端的中点连线构成钢梁a的顶部轴线，沿钢梁b顶部的前后端中点连线构成钢梁b的顶部轴线，所述的第一定位机构和第二定位机构设有相互配合的距离检测单元以及位置检测单元；
2.如权利要求1所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的第一定位梁和第二定位梁沿前后方向的中线上分别设有多个贯通孔，当多个的贯通孔的中轴均与对应的钢梁a的顶部轴线或钢梁b的顶部轴线相交时，代表第一定位梁和第二定位梁沿前后方向的中线分别与对应的钢梁a的顶部轴线或钢梁b的顶部轴线共同一纵面。
3.如权利要求2所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的直线驱动机构有2个，分别设于第一定位梁左右侧所在的定位板一顶部，所述的第一丝杠上螺接有第一移动座，第一移动座顶部设有固定块，固定块的顶端通过竖杆连接有第一固定板，第一固定板的前端设有发射端。
4.如权利要求3所述的一种梁预拼装轴线控制装置，其特征为：所述的坐标定位机构有2个，分别设于第二定位梁左右侧所在的定位板二顶部，所述的坐标定位机构包括左右相对设置的第二安装板，2个第二安装板之间转动连接有第二丝杠，第二丝杠的外侧端贯穿所对应的第二安装板，并与预设于第二安装板外表面的第二伺服电机的输出轴固定连接，所述的第二丝杠上螺接有第二移动座，第二移动座顶部设有电动缸，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王茂，李祯，周玉丁，薄学峰，宋思聪，吕东晓，孙琦，杨耀，王立江，曹闯，
申请(专利权)人：民航机场建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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