CN107215779B - 装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统 - Google Patents

装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种装配式建筑构件吊装方法，该构件基于建筑信息模型预制，由起重机吊装，该方法包括：获取待装配的预制构件的编码信息，所述编码信息包括所述预制构件的初始位置；接收需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。该装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统建立构件信息的协调与传递机制，实现施工过程一体化管控，全程无需人工控制。

Description

装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统。
背景技术
建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。
装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。大量的建筑部品由车间生产加工完成，现场大量的装配作业，比原始现浇作业大大减少。
本申请发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术的上述方案具有以下缺陷：现有装配式建筑的预制构件的吊装基本为人工干预，构件吊装需要起重机司机或地面指挥的实际经验，智能化和信息化程度不高；起重机未能与其它信息管理系统进行交互。
发明内容
本发明的目的是提供一种装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统，该装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统建立构件信息的协调与传递机制，实现施工过程一体化管控，全程无需人工控制。
为了实现上述目的，本发明提供一种装配式建筑构件吊装方法，该构件基于建筑信息模型预制，由起重机吊装，该方法包括：获取待装配的预制构件的编码信息，所述编码信息包括所述预制构件的初始位置；接收所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。
优选地，所述编码信息还包括：尺寸信息、项目信息、单位工程编码、地上或地下工程区别码、楼层编码、构件类型以及数量编码中的至少一者。
优选地，所述根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径包括：根据所述初始位置和所述目的地位置，确定所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标；根据所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标，确定所述预制构件的吊运路径。
优选地，在所述根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径之后，该方法还包括：接收所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息；根据所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息确定所述起重机的挠度变形；以及根据所述起重机的挠度变形修正所述吊运路径。
优选地，在所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置之后，该方法还包括：控制所述起重机的吊钩以调整所述预制构件的姿态，便于装配至所述建筑中。
优选地，该方法还包括：根据在所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的楼层编码，控制所述起重机的起升机构调整至适应所述楼层编码对应的楼层的高度。
本发明实施例还提供一种装配式建筑构件吊装装置，该构件基于建筑信息模型预制，由起重机吊装，该装置包括：读取单元，用于获取待装配的预制构件的编码信息，所述编码信息包括所述预制构件的初始位置；接收单元，用于接收所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；控制单元，用于根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。
优选地，所述编码信息还包括：尺寸信息、项目信息、单位工程编码、地上或地下工程区别码、楼层编码、构件类型以及数量编码中的至少一者。
优选地，所述控制单元还用于：根据所述初始位置和所述目的地位置，确定所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标；根据所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标，确定所述预制构件的吊运路径。
优选地，所述接收单元还用于接收所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息；所述控制单元还用于根据所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息确定所述起重机的挠度变形；以及根据所述起重机的挠度变形修正所述吊运路径。
优选地，所述控制单元还用于：控制所述起重机的吊钩以调整所述预制构件的姿态，便于装配至所述建筑中。
优选地，所述控制单元还用于：根据在所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的楼层编码，控制所述起重机的起升机构调整至适应所述楼层编码对应的楼层的高度。
本发明实施例还提供一种装配式建筑构件吊装系统，该系统包括：上文所述的装配式建筑构件吊装装置；信息管控平台，该信息管控平台存储有所述建筑信息模型以及所述建筑信息模型中所述构件模型的编码信息，用于：在接收到所述装配式建筑构件吊装装置发送的所述预制构件的编码信息时，将所述预制构件的编码信息与需求装配的构件模型的编码信息比较，在所述预制构件的编码信息与所述需求装配的构件模型的编码信息相同时，发送所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置至所述装配式建筑构件吊装装置。
通过上述技术方案，采用本发明提供的装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统，预制构件是根据建立好的建筑信息模型制造的，并且预制构件植入包括编码信息的可读写装置。该方法包括：获取待装配的预制构件的编码信息；接收所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。
该装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统建立构件信息的协调与传递机制，实现施工过程一体化管控，全程无需人工控制。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装方法的流程图；
图2是本发明另一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装方法的流程图；
图3是本发明另一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装方法的流程图；
图4是本发明一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装装置的结构示意图；以及
图5是本发明一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装系统的结构示意图。
附图标记说明
41 读取单元 42 接收单元
43 控制单元 51 装配式建筑构件吊装装置
52 信息管控平台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装方法的流程图。如图1所示，本发明提供一种装配式建筑构件吊装方法，该构件基于建筑信息模型预制，由起重机吊装，该方法包括：获取待装配的预制构件的编码信息，所述编码信息包括所述预制构件的初始位置(步骤S11)；接收所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置(步骤S12)，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径(步骤S13)；根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置(步骤S14)。
优选地，所述编码信息还包括：尺寸信息、项目信息、单位工程编码、地上或地下工程区别码、楼层编码、构件类型以及数量编码中的至少一者。
建筑信息模型可以保存在信息管控平台中，是预先构建的即将装配的建筑的三维模型，通过数字信息仿真模拟建筑的真实信息，其包括多个构件模型，每个构件模型对应各自的编码信息，通过不同的编码信息可以区分不同的构件模型。预制构件是根据建筑信息模型的构件模型制造的，每个预制构件具有与对应的构件模型相同的编码信息。在建筑信息模型中，可以模拟建筑装配，在需求装配某些构件模型时，与这些构件模型的编码信息相同的预制构件将被吊运以用来装配建筑，而这些构件模型在建筑信息模型中的位置就是预制构件的吊运目的地位置。
预制构件在预制时，将编码信息植入，该编码信息可以包括预制构件的初始位置(可以放置在厂房)，该预制构件的编码信息可以通过RFID或二维码识别等信息传递方式被读取，本发明对此并不限定。例如，如果预制构件的编码信息保存在RFID芯片中，那么起重机将通过RFID读写器对编码信息进行读取，并可以发送到保存建筑信息模型的信息管控平台。
此外，在预制构件被移动到目的地位置之后，该方法还可以包括发送预制构件运送完成信息，可以根据该运送完成信息对建筑信息模型进行修正，例如对对应的构件模型进行标记，以便于根据建筑信息模型提出新的需求装配的构件模型。
图2是本发明另一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装方法的流程图。如图2所示，所述根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径包括：根据所述初始位置和所述目的地位置，确定所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标(步骤S21)；根据所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标，确定所述预制构件的吊运路径(步骤S22)。
上文所述的预制构件的初始位置和目的地位置都是针对于建筑本身而言的，但是由于预制构件需要使用起重机进行吊运，如果不管起重机位于建筑的方位会导致预制构件的吊运方向出现很大的偏差。因此，上述针对于建筑本身而言的初始位置和目的地位置，需要被转换成相对于起重机的初始坐标和目的地坐标，以方便起重机进行准确的吊运操作。以上转换过程中，只需要知道起重机相对于建筑的方位即可将预制构件相对于建筑的位置转换为预制构件相对于起重机的位置，在此不再赘述。
图3是本发明另一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装方法的流程图。如图3所示，在所述根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径之后，该方法还包括：接收所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息(步骤S31)；根据所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息确定所述起重机的挠度变形(步骤S32)；以及根据所述起重机的挠度变形修正所述吊运路径(步骤S33)。
在获得预制构件相对于起重机的初始坐标和目的地坐标之后，可以确定该预制构件的吊运路径，并根据该吊运路径吊运预制构件。但是在真正的吊运过程中，会发生起重机挠度变形，将很大程度上影响预制构件的吊运。在发生起重机挠度变形时，预制构件会偏离吊运路径，导致有可能撞到物体。因此，本发明实施例根据起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度建立起重机挠度数学模型，通过起重机传动系统实时反馈的起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度，计算起重机挠度变形，从而实时修正吊运路径。
另外，在所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置之后，该方法还包括：控制所述起重机的吊钩以调整所述预制构件的姿态，便于装配至所述建筑中。在执行本发明的方法之前，可以对运送预制构件的吊钩进行预处理，对不同的构件模型设置不同的调资，以便于在构件模型对应的预制构件吊运到目的地时进行吊钩调姿。
对于将要装配到不同楼层的不同构件，可以根据编码信息中的楼层编码，调整起重机的起升机构的高度，具体地，根据在所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的楼层编码，控制所述起重机的起升机构调整至适应所述楼层编码对应的楼层的高度。
图4是本发明一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装装置的结构示意图。如图4所示，本发明实施例还提供一种装配式建筑构件吊装装置，该构件基于建筑信息模型预制，由起重机吊装，该装置包括：读取单元41，用于获取待装配的预制构件的编码信息，所述编码信息包括所述预制构件的初始位置；接收单元42，用于接收所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；控制单元43，用于根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。
优选地，所述编码信息还包括：尺寸信息、项目信息、单位工程编码、地上或地下工程区别码、楼层编码、构件类型以及数量编码中的至少一者。
该装置还可以包括发送单元(未绘示)，用于发送预制构件的编码信息和预制构件的运送完成信息至信息管控平台。
所述控制单元43还用于：根据所述初始位置和所述目的地位置，确定所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标；根据所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标，确定所述预制构件的吊运路径。
所述接收单元42还用于接收所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息；所述控制单元43还用于根据所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息确定所述起重机的挠度变形；以及根据所述起重机的挠度变形修正所述吊运路径。
所述控制单元43还用于：控制所述起重机的吊钩以调整所述预制构件的姿态，便于装配至所述建筑中。
所述控制单元43还用于：根据在所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的楼层编码，控制所述起重机的起升机构调整至适应所述楼层编码对应的楼层的高度。
预制构件可以包括存储有编码信息的RFID芯片或者二维码贴片等，以用于读取单元进行读取。另外，运输预制构件的车辆也可以包括RFID芯片或者二维码贴片等，便于记录与规划车辆。
图5是本发明一实施例提供的一种装配式建筑构件吊装系统的结构示意图。如图5所示，本发明实施例还提供一种装配式建筑构件吊装系统，该系统包括：上文所述的装配式建筑构件吊装装置51；信息管控平台52，该信息管控平台52存储有所述建筑信息模型以及所述建筑信息模型中所述构件模型的编码信息，用于：在接收到所述装配式建筑构件吊装装置51发送的所述预制构件的编码信息时，将所述预制构件的编码信息与需求装配的构件模型的编码信息比较，在所述预制构件的编码信息与所述需求装配的构件模型的编码信息相同时，发送所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置至所述装配式建筑构件吊装装置51。
该信息管控平台52可以与装配式建筑构件吊装装置51进行交互，并进行所有对建筑信息模型的操作，例如提出需求装配的构件模型、匹配预制构件的编码信息和构件模型的编码信息以及对运送完成的预制构件对应构件模型进行标记等。信息管控平台52还可以发送控制起重机传动系统的各种参数，例如档位和吊运时间等等来控制起重机传动系统的运行速度。
本发明通过读取单元读取预制构件的编码信息，发送单元和接收单元与信息管控平台进行交互，利用信息管控平台的建筑信息模型辅助建筑的装配，建立了包含预制构件、起重机和信息管控平台的装配式建筑构件吊装系统，全程自动运行。
通过上述技术方案，采用本发明提供的装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统，预制构件是根据建立好的建筑信息模型制造的，并且预制构件植入包括编码信息的可读写装置。该方法包括：获取待装配的预制构件的编码信息；接收所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。
该装配式建筑构件吊装方法、装置以及系统建立构件信息的协调与传递机制，实现施工过程一体化管控，全程无需人工控制。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种装配式建筑构件吊装方法，其特征在于，该构件基于建筑信息模型预制，由起重机吊装，该方法包括：
获取待装配的预制构件的编码信息，所述编码信息包括所述预制构件的初始位置；
接收需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；
根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；
接收所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息；
根据所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息确定所述起重机的挠度变形；
根据所述起重机的挠度变形修正所述吊运路径；以及
根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑构件吊装方法，其特征在于，所述编码信息还包括：
尺寸信息、项目信息、单位工程编码、地上或地下工程区别码、楼层编码、构件类型以及数量编码中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的装配式建筑构件吊装方法，其特征在于，所述根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径包括：
根据所述初始位置和所述目的地位置，确定所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标；
根据所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标，确定所述预制构件的吊运路径。
4.根据权利要求1所述的装配式建筑构件吊装方法，其特征在于，在所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置之后，该方法还包括：
控制所述起重机的吊钩以调整所述预制构件的姿态，便于装配至所述建筑中。
5.根据权利要求2所述的装配式建筑构件吊装方法，其特征在于，该方法还包括：
根据在所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的楼层编码，控制所述起重机的起升机构调整至适应所述楼层编码对应的楼层的高度。
6.一种装配式建筑构件吊装装置，其特征在于，该构件基于建筑信息模型预制，由起重机吊装，该装置包括：
读取单元，用于获取待装配的预制构件的编码信息，所述编码信息包括所述预制构件的初始位置；
接收单元，用于接收需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置作为所述预制构件的目的地位置，其中所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的编码信息和所述预制构件的编码信息相同；接收所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息；
控制单元，用于根据所述初始位置和所述目的地位置确定所述预制构件的吊运路径；根据所述起重机的吊重、变幅幅度以及起升高度信息确定所述起重机的挠度变形；根据所述起重机的挠度变形修正所述吊运路径；以及根据所述吊运路径控制所述预制构件从所述初始位置移动至所述目的地位置。
7.根据权利要求6所述的装配式建筑构件吊装装置，其特征在于，所述编码信息还包括：
尺寸信息、项目信息、单位工程编码、地上或地下工程区别码、楼层编码、构件类型以及数量编码中的至少一者。
8.根据权利要求6所述的装配式建筑构件吊装装置，其特征在于，所述控制单元还用于：
根据所述初始位置和所述目的地位置，确定所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标；
根据所述预制构件相对于所述起重机的初始坐标和目的地坐标，确定所述预制构件的吊运路径。
9.根据权利要求7所述的装配式建筑构件吊装装置，其特征在于，所述控制单元还用于：
控制所述起重机的吊钩以调整所述预制构件的姿态，便于装配至所述建筑中。
10.根据权利要求7所述的装配式建筑构件吊装装置，其特征在于，所述控制单元还用于：
根据在所述建筑信息模型中需求装配的构件模型的楼层编码，控制所述起重机的起升机构调整至适应所述楼层编码对应的楼层的高度。
11.一种装配式建筑构件吊装系统，其特征在于，该系统包括：
权利要求6-10中任意一项权利要求所述的装配式建筑构件吊装装置；
信息管控平台，该信息管控平台存储有所述建筑信息模型以及所述建筑信息模型中所述构件模型的编码信息，用于：
在接收到所述装配式建筑构件吊装装置发送的所述预制构件的编码信息时，将所述预制构件的编码信息与需求装配的构件模型的编码信息比较，在所述预制构件的编码信息与所述需求装配的构件模型的编码信息相同时，发送所述需求装配的构件模型在所述建筑信息模型中的位置至所述装配式建筑构件吊装装置。
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