CN107859219B - 万向调节安装机构 - Google Patents

Abstract

本发明的万向调节安装机构包括安装层组件、支撑层组件和二次调节件，安装层组件包括安装龙骨以及安装连接件，安装龙骨平行于X轴，安装连接件连接在安装龙骨上，安装连接件相对安装龙骨的转动位置和在安装龙骨上的移动位置可调节；支撑层组件包括支撑龙骨以及支撑连接件，支撑龙骨平行于Y轴，支撑连接件连接在支撑龙骨上，支撑连接件相对支撑龙骨的转动位置和在支撑龙骨上的移动位置可调节；安装连接件和支撑连接件连接；二次调节件与所述安装连接件，和/或，支撑连接件连接，使得安装连接件和支撑连接件具有沿Z轴移动和转动的自由度。万向调节安装机构是一种可以调节装饰面板的六个自由度，具有普遍适应性的异形曲面幕墙安装系统。

Description

万向调节安装机构

技术领域

本发明涉及幕墙安装领域，具体而言，涉及万向调节安装机构。

背景技术

在非透明的异形曲面幕墙实现上，面板的安装常采用预制成型，而幕墙需要依附在建筑主体结构上，但结构的误差常常不受控，这导致预成型后的板块，在现场大批量安装的过程中，存在许多安装缺陷，这些缺陷往往都是由于安装系统的调节能力不足所导致。

发明内容

本发明的发明人发现在异形曲面建筑幕墙的安装中，需要考虑因为加工、拼装过程中最终构件所处位置与理论位置的偏差。这些偏差会带来累计效应，最终使得面板安装无法达到建筑预期，从而使得建筑表皮效果破碎不堪。

在工程经验总结中，发现主体结构安装的偏差是无法避免的，即便是使用了模具成型的幕墙面板，实际上生产出来，也会与理论曲面存在误差。这些误差的消化和调节，对于平直面的幕墙来说，较为容易，使用一种三维可调的系统即能达到目的，例如进出位可调，上下可调，左右可调。异形曲面幕墙不同于常规幕墙，其每个安装点所面临的调节，是需要考虑6个自由度的，即除了进出位、上下位和左右位的位移调节之外，还需要考虑结合3个方向旋转，来达到找准空间坐标点，满足面板安装要求的目的。

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供可以调节装饰面板的六个自由度，具有普遍适应性的异形曲面幕墙安装系统。

本发明提供如下技术方案：万向调节安装机构，包括安装层组件和支撑层组件，所述安装层组件包括安装龙骨以及安装连接件，所述安装龙骨平行于X轴，所述安装连接件连接在所述安装龙骨上，所述安装连接件相对所述安装龙骨的转动位置和在所述安装龙骨上的移动位置可调节；所述支撑层组件包括支撑龙骨以及支撑连接件，所述支撑龙骨平行于Y轴，所述支撑连接件连接在所述支撑龙骨上，所述支撑连接件相对所述支撑龙骨的转动位置和在所述支撑龙骨上的移动位置可调节；所述安装连接件和所述支撑连接件连接；所述万向调节安装机构还包括二次调节件，所述二次调节件与所述安装连接件，和/或，所述支撑连接件连接，使得所述安装连接件和所述支撑连接件具有沿Z轴移动和转动的自由度。

在示例性实施例中，所述万向调节安装机构还包括防水层组件；所述支撑层组件包括第一支撑连接件和第二支撑连接件，所述第一支撑连接件与所述安装连接件连接，所述第二支撑连接件用于与所述防水层组件连接。

在示例性实施例中，所述防水层组件包括支座、防水基板和防水套，所述支座穿过所述防水基板与所述第二支撑连接件连接，所述防水套将所述支座与所述第二支撑连接件的连接位置密封于其中。

在示例性实施例中，所述支座呈圆筒状，所述支座与第二支撑连接件通过螺纹连接且螺接长度可调，所述支座穿设于所述防水基板，所述密封套为带有法兰端的波纹套管，所述密封套的法兰端与所述防水基板连接，另一端通过卡箍与所述支座连接。

在示例性实施例中，所述万向调节安装机构还包括面板层组件；所述安装层组件包括两个所述安装连接件，一个所述连接件与所述支撑连接件连接，另一个所述安装连接件用于与所述面板层组件连接。

在示例性实施例中，所述面板层组件包括装饰面板、插接挂码和插头，所述插接挂码和所述插头分别与两块所述装饰面板连接，所述插接挂码与所述插头连接将两块所述装饰面板拼接；所述安装连接件通过所述插接挂码与所述面板层组件连接。

在示例性实施例中，所述二次调节件为直角角码，所述二次调节件一面和与其连接的部件形成滑槽连接，另一面和与其连接的部件形成单孔连接，滑槽连接的滑动方向与所述单孔的轴线平行。

在示例性实施例中，所述二次调节件将所述安装连接件和所述支撑连接件连接。

在示例性实施例中，所述安装龙骨和所述支撑龙骨外表面为圆柱面，所述安装连接件所述支撑龙骨连接件包括抱箍部和连接部，所述抱箍部可箍紧在所述支撑龙骨和所述所述安装龙骨上。

在示例性实施例中，所述支撑龙骨与所述抱箍部之间设有绝缘垫，和/或，所述安装龙骨与所述抱箍部之间设有绝缘垫。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明的万向调节安装机构充分考虑了幕墙在现场安装中最常出现的调节需求，在主体结构的适应性方向，有特殊的加强。对于面板的安装，还考虑了二次调节，使得采用该系统安装的工程，既能满足消化主体结构安装变形带来的调节需求，也能达到准确控制预制面板之间的形位差的目的，从而使安装出来的异形曲面幕墙，正确体现原建筑所需的体形和表面。万向调节安装机构较好实现了建筑师期望的效果，可用于所有非透明型的小面板幕墙，通过改进和修整，也可用于大型的面板，是一种可以调节装饰面板的六个自由度，具有普遍适应性的异形曲面幕墙安装系统。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的万向调节安装机构的结构示意图。

图标：1-万向调节安装机构；10-面板层组件；101-装饰面板；102-插接挂码；103-插头；20-安装层组件；201-安装龙骨；202-安装连接件；30-支撑层组件；301-支撑龙骨；302-第一支撑连接件；3021、3022、3031-支撑抱箍；303-第二支撑连接件；3032-调节盖板；40-防水层组件；401-支撑梁；402-防水基板；403-支座；404-防水套；50-二次调节件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对万向调节安装机构进行更全面的描述。附图中给出了万向调节安装机构的优选实施例。但是，万向调节安装机构可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对万向调节安装机构的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在万向调节安装机构的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例

图1示出了万向调节安装机构1的结构示意图。

万向调节安装机构1，包括面板层组件10、安装层组件20、支撑层组件30和防水层组件40。面板层组件10与安装层组件20连接，安装层组件20与支撑层组件30连接，支撑层组件30与防水层组件40连接。

X、Y、Z轴仅代表空间坐标系中的三个垂直的轴，依据安装方位的不同，部件的调节方向随之发生变化。

面板层组件10是本万向调节安装机构1的表层组件，本万向调节安装机构1旨在调节面板层组件10的表面，即调节装饰面板101(下文提到)的浮动高度、偏转角度等情况。通过安装层组件20对装饰面板101的调节，可以使得装饰面板101相对X轴旋转，并在X轴上移动；通过支撑层组件30对装饰面板101的调节，可以使得装饰面板101相对Y轴旋转，并在Y轴上移动；通过调节安装层组件20(安装龙骨201)和支撑层组件30(支撑龙骨301)、调节安装层组件20和面板层组件10或调节支撑层组件30和防水层组件40之间的距离即以及转角，可以使得装饰面板101相对Z轴旋转，并在Z轴上移动。通过万向调节安装机构1实现对装饰面板101的6个自由度的调整，即对装饰面板101进行全方位的万向调节，从而构建出异形曲面(金属)幕墙。

万向调节安装机构1还包括二次调节件50，装饰面板101相对Z轴的移动和转动，通过二次调节件50来实现，二次调节件50可以设于面板层组件10与安装层组件20之间、安装层组件20与支撑层组件30之间、防水层组件40与支撑层组件30之间。本实施例中，面板层组件10与安装层组件20之间和安装层组件20与支撑层组件30之间均设有二次调节件50，一方面延长了沿Z轴的调节行程，另一方面可以使得安装层组件20和面板层组件10能够调节到相对更加准确的位置。

可以理解，二次调节件50用于调节面板层组件10和防水层组件40之间的距离和转角，二次调节件50可以设于面板层组件10和防水层组件40之间的任意位置，但是为了不限制各层的自由度，因而二次调节件50设于两个相邻的层组件之间。

万向调节安装机构1结合了幕墙工程中设计和施工所面临的真实问题的试验经验，充分考虑了幕墙在现场安装中最常出现的调节需求，在主体结构的适应性方面得到强化，对于装饰面板101的安装，巧妙的考虑了二次调节，既能满足主体结构安装变形带来的调节需求，也能达到准确控制预制面板之间的形位差的目的。使得采用该万向调节安装机构1安装出来的异形曲面幕墙，正确体现原建筑所需的体形和表面，完美地实现了建筑师期望的最终效果。万向调节安装机构1是一种非常具有普遍适应性的异形曲面幕墙安装系统，可用于绝大部分甚至所有的非透明型的小面板幕墙，也可用于大型的面板幕墙。

面板层组件10包括装饰面板101、插接挂码102和插头103。插接挂码102与一块装饰面板101连接，插头103与另一块装饰面板101连接，而后通过插接挂码102和插头103的连接将两块装饰面板101连接起来。

装饰面板101采用机械加工方式进行成型，如辊弯成型、无模多点成型、模具热弯成型等方式。加工好的装饰面板101，应具备可靠的用于安装的连接的边部构件。

插接挂码102是安装在装饰面板101边部的连接件，插接挂码102是L型的不等肢铝合金构件，短肢面与装饰面板101的通过螺栓连接，长肢面一面上设有鸭嘴状插槽，另一面上设有横向齿纹。

曲面面板的加工误差，在边部体现为相邻面板之间的进出位差。为了减少这种现象，进一步提高曲面平顺度，设置了插接挂码102上的鸭嘴状插槽，相邻面板的边部，安装插头103，插头103与插槽之间的插接，可以将相邻面板的边线对齐。插头103呈匚形槽状，一面与另一装饰面板101通过螺栓连接，另一面插入到插槽中，插槽的断头靠面板一端有倒钩，与插接挂码102的钩面形成相互卡紧的对接面，从而防止装饰面板101在负风压作用下意外脱出。

面板层组件10与安装层组件20之间设有二次调节件50，此处的二次调节件50是一个调节角码，调节角码将插接挂码102和安装层组件20连接在一起。调节角码是使用铝合金挤压型材成型的高强度铝合金构件，调节角码一面带有横向齿纹，用于与插接挂码102的齿面相互锁紧，齿纹面中部有圆形通孔。

插接挂码102与调节角码之间的紧固采用了一种可调节后锁紧的方式，通过调节角码上的螺栓在插接挂码102的条形通槽上的滑动，进行位置调节，当调节完毕后，通过拧紧螺栓和螺母，使插接挂码102与调节角码的齿面之间咬合，从而形成可靠的防松、防滑连接面。通过调节角码和插接挂码102的条形通槽配合，条形通槽与Z轴平行，使得面板层组件10和安装层组件20之间的距离可调节，具有沿Z轴移动的自由度。

调节角码的齿面对面，在螺栓连接的通孔上下，均应在型材设计时考虑凸起的挡条。挡条的设计，是便于现场操作中，对螺栓的头端起到防转动的作用，仅需拧紧螺母尽可以实现插接挂码102和调节角码之间的固定。

安装层组件20包括安装龙骨201和两个安装连接件202。一个安装连接件202通过调节角码与面板层组件10连接，另一个安装连接件202与支撑层组件30连接。

本实施例中，安装龙骨201平行于X轴，外表面为圆柱面，安装龙骨201呈圆管状，安装连接件202包括安装管箍部和安装连接部，安装连接件202通过安装管箍部箍紧在安装龙骨201上，通过安装连接部与调节挂码连接、与支撑层组件30连接。圆形的安装管箍部上设有开口，该开口上分别设有板状的连接部，板状的连接部通过螺栓与调节角码的短肢面连接，在锁紧螺栓和螺母时，同样将安装管箍部紧箍在安装龙骨201上。安装连接件202相对与安装龙骨201可以转动和移动，从而使得连接在安装连接件202上的面板层组件10可以相对安装龙骨201转动和移动(沿X轴移动和旋转两个自由度)。

安装连接件202和调节角码之间通过单个连接孔连接，连接孔的轴线平行于Z轴，即在锁紧螺栓副前还能够调整面板层组件10绕这螺栓转动，从而可以通过安装连接件202、调节角码和插接挂码102的连接结构实现装饰面板101相对安装龙骨201的距离和转角的改变(沿Z轴移动和旋转两个自由度)。

安装连接件202为安装抱箍副，分为管箍部和连接部，管箍部用于与安装龙骨201连接，连接部用于与二次调节件50，即调节角码和调节大角码(下文提到)连接，安装连接件202与二次调节件50通过单个连接孔连接，从而实现沿Z轴的转动，连接时连接螺栓副在起到与其他部件连接的同时，还使得与安装连接件202的管箍部箍紧在安装龙骨201上。在安装连接件202与安装龙骨201之间可以设置绝缘垫片(图中未示出)，防止金属间的电位腐蚀。

安装层组件20的主构件是安装龙骨201，安装龙骨201采用铝合金圆管作为型材截面，挤压成型后不做任何实效处理即运往现场用于安装，以便于实现现场冷弯作业。安装龙骨201层采用铝合金的优点是耐腐蚀性性能高、抗刮痕能力强，这样的需求是结合面板的安装调节需求作业量大，反复多的情况设计的。即使多次的调节，对安装龙骨201表面形成了刮痕，也不会影响整个安装龙骨201的耐腐蚀性。

安装层组件20的主构件需要进行重要的二次调节，这是考虑到支撑龙骨301(下文提到)通过拉弯成型后存在较大的误差。

支撑层组件30包括支撑龙骨301、第一支撑连接件302和第二支撑连接件303，第一支撑连接件302与安装连接件202连接，第二支撑连接件303与防水层组件40连接。安装层组件20与支撑层组件30之间设有二次调节件50，此处的二次调节件50是一个调节大角码，调节大角码将安装连接件202和第一支撑连接件302连接在一起。

本实施例中，支撑龙骨301平行于Y轴，外表面为圆柱面，支撑龙骨301呈圆管状。第一支撑连接件302包括两个支撑抱箍。

调节大角码是L型的不等肢构件。长肢一面带齿纹，且有两个条形通槽，条形通槽平行于Z轴，短肢设有一个连接孔用于连接，连接孔轴线与Z轴平行，以便于实现转动和移动调节。条形通槽可以适应支撑龙骨301的较大加工误差，以保证装饰面板101更接近理论所需的位置。调节大角码采用挤压成型的铝合金材料，通过机加工切割和开孔。

支撑抱箍3021及支撑抱箍3022是相互扣合的铝合金型材抱箍，支撑抱箍3021及支撑抱箍3022连接后形成管箍部与支撑龙骨301连接，形成连接部与调节大角码连接。其中，支撑抱箍3021上带有齿纹面，该齿纹面作为连接部，用于与调节大角码上的齿面进行调节后的锁紧。螺栓副是紧固调节大角码和支撑抱箍3021的重要连接件，增加平垫和弹垫以达到防松的效果。支撑抱箍3021及支撑抱箍3022通过型材截面上设计的一端锁扣和一端螺栓连接锁紧面，将安装层组件20的所有构件抱紧在支撑龙骨301上。支撑龙骨301分别与第一支撑连接件302和第二支撑连接件303之间的连接需加垫绝缘垫片，以防止金属间产生电位腐蚀。

第一支撑连接件302和第二支撑连接件303可分别相对于支撑龙骨301转动和移动，从而使得连接在第一支撑连接件302上的面板层组件10可以相对支撑龙骨301转动和移动(沿Y轴移动和旋转两个自由度)。

支撑龙骨301为整个幕墙面板的主支承结构，也是第一层找形龙骨，材质为镀锌钢管。支撑龙骨301与安装龙骨201在自由曲面上一般按照NURBS曲面的UV结构线方向分置，二者的布置方向垂直。支撑龙骨301承载力较强，其使用镀锌钢管的目的，是因为钢材的承载力较铝型材大，这样的支撑层组件30，可以有效地减少从防水层组件40穿透伸出的支座403305。镀锌钢圆管是采用随形的方式进行拉弯。

第二支撑连接件303包括支撑抱箍3031和调节盖板3032。通过支撑抱箍3031安装于主体结构上伸出的支座403上。支撑抱箍3031为钢板冷加工成型的Ω型连接件，通过两耳部的四颗不锈钢螺栓副实现与调节盖板3032之间的锁紧连接。调节盖板3032采用带四孔的法兰造型，法兰头有内螺纹，用于与支座403的端头外螺纹旋紧连接。螺纹之间的连接可以调节支座403的高度不准确的问题，使得支撑龙骨301可以进行第一次的找形工作。由于钢构件的拉弯精度较低，故此，第一次的找形只能粗略地接近所需的异形曲面外形。安装层组件20可实现更为精准的二次调节。通过支撑层组件30和安装层组件20的两次调节，在伸出的支座403的支承下，形成了异形曲面面板的随形龙骨。

防水层组件40包括支撑梁401、防水基板402、支座403和防水套404。支撑梁401401和支撑梁401是主体结构的主次梁示意。一般异形曲面建筑都采用钢结构作为主体结构体系。所以，为了压缩本万向调节安装机构1的构造空间，防水层组件40被设置在与主体钢结构平齐的表面，即设于支撑梁401的上表面，通过在支撑梁401的上表面铺设防水基板402，从而形成防水层。镀铝锌钢板或经过钝化处理的铝板，都是可以选择的防水基板402。防水基板402采用顺水搭接的方式，使用安装钉固定在支撑梁401401和402上。

防水基板402在安装支座403处会被穿透破坏，此处需要采用柔性防水套404进行连接。柔性防水套404为法兰型外观，法兰管部分设计为波浪型褶皱，即为一张波纹管，以便于适应支座403长短不同时的安装高度。防水套404的法兰面需要与防水基板402进行可靠搭接，而防水套404的管端，需要采用圆形锁紧箍与支座403305锁紧，以保证水不会从该处渗漏进防水套404内壁。这种加强的穿透点防水构造，是处理穿透点的有效而科学的方式。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.万向调节安装机构，其特征在于，包括安装层组件和支撑层组件，所述安装层组件包括安装龙骨以及安装连接件，所述安装龙骨平行于X轴，所述安装连接件连接在所述安装龙骨上，所述安装连接件相对所述安装龙骨的转动位置和在所述安装龙骨上的移动位置可调节；

所述支撑层组件包括支撑龙骨以及支撑连接件，所述支撑龙骨平行于Y轴，所述支撑连接件连接在所述支撑龙骨上，所述支撑连接件相对所述支撑龙骨的转动位置和在所述支撑龙骨上的移动位置可调节；

所述安装连接件和所述支撑连接件连接；

所述万向调节安装机构还包括二次调节件，所述二次调节件与所述安装连接件，和/或，所述支撑连接件连接，使得所述安装连接件和所述支撑连接件具有沿Z轴移动和转动的自由度；

所述万向调节安装机构还包括防水层组件；

所述支撑层组件包括第一支撑连接件和第二支撑连接件，所述第一支撑连接件与所述安装连接件连接，所述第二支撑连接件用于与所述防水层组件连接；

所述万向调节安装机构还包括面板层组件；

所述安装层组件包括两个所述安装连接件，一个所述连接件与所述支撑连接件连接，另一个所述安装连接件用于与所述面板层组件连接。

2.根据权利要求1所述的万向调节安装机构，其特征在于，所述防水层组件包括支座、防水基板和防水套，所述支座穿过所述防水基板与所述第二支撑连接件连接，所述防水套将所述支座与所述第二支撑连接件的连接位置密封于其中。

3.根据权利要求2所述的万向调节安装机构，其特征在于，所述支座呈圆筒状，所述支座与第二支撑连接件通过螺纹连接且螺接长度可调，所述支座穿设于所述防水基板，所述防水套为带有法兰端的波纹套管，所述防水套的法兰端与所述防水基板连接，另一端通过卡箍与所述支座连接。

4.根据权利要求1所述的万向调节安装机构，其特征在于，所述面板层组件包括装饰面板、插接挂码和插头，所述插接挂码和所述插头分别与两块所述装饰面板连接，所述插接挂码与所述插头连接将两块所述装饰面板拼接；

所述安装连接件通过所述插接挂码与所述面板层组件连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的万向调节安装机构，其特征在于，所述二次调节件为直角角码，所述二次调节件一面和与其连接的部件形成滑槽连接，另一面和与其连接的部件形成单孔连接，滑槽连接的滑动方向与所述单孔的轴线平行。

6.根据权利要求5所述的万向调节安装机构，其特征在于，所述二次调节件将所述安装连接件和所述支撑连接件连接。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的万向调节安装机构，其特征在于，所述安装龙骨和所述支撑龙骨外表面为圆柱面，所述安装连接件和所述支撑连接件包括抱箍部和连接部，所述抱箍部可箍紧在所述支撑龙骨和所述安装龙骨上。

8.根据权利要求7所述的万向调节安装机构，其特征在于，所述支撑龙骨与所述抱箍部之间设有绝缘垫，和/或，所述安装龙骨与所述抱箍部之间设有绝缘垫。