CN110834193B - 建筑钢梁法兰连接结构及其安装装置与安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，包括第一柱形钢梁和第二柱形钢梁，所述第一柱形钢梁的一端外缘一体化设置有第一法兰盘外缘，所述第二柱形钢梁的外缘设置有第二法兰盘外缘，所述第一法兰盘外缘上呈圆周阵列镂空设置有若干第一法兰孔，所述第二法兰盘外缘上呈圆周阵列镂空设置有若干第二法兰孔；所述第一法兰盘外缘与所述第二法兰盘外缘同轴心连接，且各所述第一法兰孔一一对齐各所述第二法兰孔；本发明的结构简单，能通过机器人代替人工沿立柱的轴线方向行走至法兰盘安装处，实现了不易触及的高处法兰盘的安装工作，而且能实现法兰螺栓的同步锁紧，避免人工锁紧法兰盘不均匀的现象。

Description

建筑钢梁法兰连接结构及其安装装置与安装方法
技术领域
本发明属钢结构连接领域。
背景技术
由于施工环境的限制，为了达到结构竖梁、横梁、柱形杆立柱的设计长度，部分柱形钢梁需要在现场进行法兰盘连接，而部分法兰盘的连接处位于高处，人工不易触及，或是存在较大的安装人员的安全隐患。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种实现自动连接的建筑钢梁法兰连接结构及其安装装置与安装方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，包括第一柱形钢梁和第二柱形钢梁，所述第一柱形钢梁的一端外缘一体化设置有第一法兰盘外缘，所述第二柱形钢梁的外缘设置有第二法兰盘外缘，所述第一法兰盘外缘上呈圆周阵列镂空设置有若干第一法兰孔，所述第二法兰盘外缘上呈圆周阵列镂空设置有若干第二法兰孔；所述第一法兰盘外缘与所述第二法兰盘外缘同轴心连接，且各所述第一法兰孔一一对齐各所述第二法兰孔；
还包括法兰盘连接机器人，所述兰盘连接机器人能沿第一柱形钢梁行走至第一法兰盘外缘与所述第二法兰盘外缘的连接处，并且法兰盘连接机器人能将第一法兰盘外缘与所述第二法兰盘外缘通过锁紧件锁紧。
进一步的，所述锁紧件包括法兰螺栓和法兰螺母，所述法兰螺栓的螺杆穿过相对应的第一法兰孔和第二法兰孔，且所述法兰螺母锁紧在所对应法兰螺栓的末端。
进一步的，所述法兰螺母包括长矩形的力臂，所述力臂的一端一体化设置有弧形朝外的半圆形螺纹孔座，所述半圆形螺纹孔座的轴心处贯通设置有螺纹通孔，所述螺纹通孔的轴线与所述力臂长度方向垂直；所述螺纹通孔的内螺纹与所述法兰螺栓的螺柱外螺纹配合。
进一步的，所述力臂远离所述半圆形螺纹孔座的一端设置有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔的轴线与所述力臂长度方向平行。
进一步的，所述法兰盘连接机器人包括第一下半圆环盘体.、第二下半圆环盘体.、第一上半圆环盘体.、第二上半圆环盘体.；
所述第一下半圆环盘体.与第二下半圆环盘体.在第一连接组件的连接下构成整圆下环盘；所述整圆下环盘的内圈为滑环；所述滑环的内壁与所述第一柱形钢梁的外壁同轴心滑动配合；
所述第一上半圆环盘体.与第二上半圆环盘体.在第二连接组件的连接下构成整圆上环盘；所述整圆上环盘的内圈的内径大于所述第一法兰盘外缘和第二法兰盘外缘的外径；
所述整圆下环盘与整圆上环盘上下同轴心设置，所述整圆下环盘的上侧呈圆周阵列分布有若干直线推杆电机，各所述直线推杆电机的推杆均固定连接所述整圆上环盘的下侧面；各所述直线推杆电机能通过各推杆同步带动所述整圆上环盘做沿轴线远离或靠近整圆下环盘的运动。
进一步的，所述法兰盘连接机器人还包括两行走单元，两所述行走单元左右对称安装于所述整圆下环盘的下侧；
所述行走单元包括固定连接在所述整圆下环盘下侧的悬挂臂，所述悬挂臂的下端固定安装有水平的调节舵机，所述调节舵机的舵机转轴的轴线与所述第一柱形钢梁的轴线垂直相交；所述舵机转轴的末端固定安装有行走轮座，所述行走轮座远离调节舵机的一侧驱动设置有行走轮，所述行走轮座内的舵机能驱动所述行走轮转动；所述行走轮与所述第一柱形钢梁的外壁滚动配合；所述调节舵机能通过所述舵机转轴带动所述行走轮座和行走轮同步沿舵机转轴轴线旋转。
进一步的，所述整圆下环盘的上侧还呈圆周分布固定安装有转轴朝上的拧螺栓电机，所述拧螺栓电机的数量与第一法兰孔/第二法兰孔的数量相同，所述拧螺栓电机的输出轴上同步设置有内六角套筒，内六角套筒随所述拧螺栓电机的输出轴同步旋转；所述内六角套筒的顶端设置内六角孔，所述内六角孔的尺寸与所述法兰螺栓的六角螺栓头的尺寸相适应，各所述法兰螺栓的六角螺栓头对应插入所对应的内六角孔中，内六角套筒的旋转能带动所对应的法兰螺栓同步旋转；各呈圆周阵列分布的内六角孔相对于圆周阵列的中心的距离为R，各呈圆周阵列分布的第一法兰孔/第二法兰孔相对于圆周阵列的中心的距离为r，满足r＝R；
所述整圆上环盘的上侧面靠内侧呈圆周阵列分布有若干沿径向方向延伸的螺母导槽，螺母导槽的数量与第一法兰孔/第二法兰孔的数量相同，且若干螺母导槽的周向分布与若干拧螺栓电机的周向分布一致；
各所述法兰螺母分别对应滑动于所述螺母导槽内，且法兰螺母能沿所述螺母导槽的延伸方向滑动，所述螺母导槽内的法兰螺母靠近整圆上环盘圆心的一端为所述半圆形螺纹孔座，所述法兰螺母能沿螺母导槽滑动至螺纹通孔与下方对应的内六角套筒同轴心对齐；
各所述螺母导槽远离整圆上环盘圆心的一端设置有水平的螺杆驱动电机，所述螺杆驱动电机的旋转输出端为螺纹杆，所述螺纹杆沿所述螺母导槽的长度方向延伸，且所述螺纹杆的末端与所述法兰螺母上的螺纹盲孔螺纹配合，所述螺纹杆的旋转能带动所述法兰螺母沿所述螺母导槽的延伸方向滑动；
所述整圆上环盘的上侧面靠外侧呈圆周阵列分布有若干沿径向方向延伸且连通螺母导槽的电机导槽，所述螺杆驱动电机滑动于所述电机导槽内，各所述电机导槽远离整圆上环盘圆心的一端设置有弹簧挡板，所述电机导槽内还延长度方向设置有弹簧，所述弹簧的两端分别连接所述螺杆驱动电机的尾部和弹簧挡板，自由状态下螺杆驱动电机被弹簧弹性顶压至电机导槽内靠近整圆上环盘圆心的一端；所述弹簧挡板的外侧固定安装有电磁铁；所述螺杆驱动电机的尾端设置有能被电磁铁吸持的磁性部件，电磁铁启动后，所述电磁铁上的磁极能通过磁性部件将螺杆驱动电机向靠近弹簧挡板的方向拉动。
进一步的，所述磁性部件为盘状铁块。
进一步的，所述第一连接组件包括第一下半圆环盘体.下侧的两个第一下孔座和第二下半圆环盘体.下侧的两个第二下孔座，两第一下孔座分别与两第二下孔座通过第一螺栓螺母锁紧件锁紧；
所述第二连接组件包括第一上半圆环盘体.上侧的两个第一上孔座和第二上半圆环盘体.上侧的两个第二上孔座，两第一上孔座分别与两第二上孔座通过第二螺栓螺母锁紧件锁紧。
进一步的，建筑钢梁法兰连接结构的安装装置的工作方法，包括如下步骤：
步骤一，先将第一柱形钢梁固定安装，然后用吊装设备或机械手设备控制第二柱形钢梁的位置和姿态，使第一法兰盘外缘与第二法兰盘外缘同轴心连接，且使第一法兰盘外缘上的各第一法兰孔一一对齐各第二法兰孔；此时第一法兰盘外缘与第二法兰盘外缘的连接处位于高处，人工不易触及，接下来的步骤需要将第一法兰盘外缘与第二法兰盘外缘进行锁紧；
步骤二，为了法兰盘连接机器人能套在第一柱形钢梁外侧，初始状态下第一下半圆环盘体.与第二下半圆环盘体.处于分离状态，第一上半圆环盘体.与第二上半圆环盘体.也处于分离状态，此时将第一下半圆环盘体.与第二下半圆环盘体.通过第一连接件锁紧后构成整圆下环盘，并且使整圆下环盘内圈的滑环套在第一柱形钢梁外侧，此时滑环内圈与第一柱形钢梁外侧同轴心滑动配合；第一下半圆环盘体.与第二下半圆环盘体.锁紧并构成整圆下环盘后，两行走单元上的两行走轮会自动相互靠近向内顶压并滚动连接第一柱形钢梁的两侧外壁；初始状态下两行走轮的轴线与第一柱形钢梁的轴线垂直；
与此同时将第一上半圆环盘体.与第二上半圆环盘体.通过第一连接组件锁紧连接构成整圆上环盘，并且使整圆上环盘的内圈也套在第一柱形钢梁外侧；该步骤完成了法兰盘连接机器人的安装过程；
步骤三，将若干法兰螺栓的六角螺栓头对应向下插入所对应的内六角套筒的内六角孔中；与此同时将若干法兰螺母分别对应滑动于所述螺母导槽内，并且通过螺杆驱动电机带动螺纹杆旋转，使螺纹杆末端拧进法兰螺母力臂尾端的螺纹盲孔中，并且使螺纹杆的末端推进至螺纹盲孔的最深处，保证后续步骤法兰螺母的行程；
步骤四，控制两行走单元上的调节舵机，进而使舵机转轴旋转90°，此时行走轮座与行走轮也跟着旋转90°，此时两行走轮的轴线与第一柱形钢梁的轴线平行；然后控制行走轮旋转，进而使行走轮沿第一柱形钢梁的周向方向滚动，此时在行走单元的带动下整圆上环盘和整圆下环盘会开始沿第一柱形钢梁的轴线同步旋转调节，直至各内六角套筒同轴心对齐各第一法兰孔/第二法兰孔；各内六角套筒同轴心对齐各第一法兰孔/第二法兰孔后暂停行走轮的旋转，行走轮的行走立刻暂停，此时控制两行走单元上的调节舵机，进而使舵机转轴旋转90°，此时行走轮座与行走轮也跟着旋转90°，此时两行走轮的轴线与第一柱形钢梁的轴线垂直，此时两行走轮的旋转使两行走轮在第一柱形钢梁的两侧外壁上沿轴线向上行走，会带动整圆上环盘和整圆下环盘一同向上或向下沿第一柱形钢梁轴线位移；
步骤五，控制两行走单元，使两行走轮在第一柱形钢梁的两侧外壁上沿轴线向上行走，进而两行走单元向上推动整圆上环盘和整圆下环盘一同向上沿第一柱形钢梁轴线位移，由于整圆上环盘的内圈的内径大于第一法兰盘外缘和第二法兰盘外缘的外径，因此整圆上环盘可以向上位移至高出第二法兰盘外缘的高度，当整圆上环盘向上位移至高出第二法兰盘外缘预定高度时，各内六角套筒所承托的法兰螺栓上端的螺柱向上穿过所对应的第一法兰孔和第二法兰孔，并且法兰螺栓的螺栓六角螺栓头也接触到了第一法兰盘外缘的下侧面；此时使两行走单元切换到刹车状态；
此时控制螺杆驱动电机，使螺杆驱动电机带动螺纹杆旋转，使螺纹杆末端从法兰螺母力臂尾端的螺纹盲孔逐渐拧出，由于此时螺杆驱动电机受到弹簧的顶压，螺杆驱动电机此时不会做远离整圆上环盘圆心的运动，进而使法兰螺母沿螺母导槽做逐渐靠近整圆上环盘圆心的运动，直至法兰螺母沿螺母导槽滑动至螺纹通孔与下方对应的内六角套筒和法兰螺栓同轴心对齐；此时暂停螺杆驱动电机，并且此时螺纹杆末端还没有从法兰螺母力臂尾端的螺纹盲孔完全拧出，而且此时法兰螺母的力臂部分仍然在螺母导槽中，由于力臂还在螺母导槽中，因此后续拧紧法兰螺栓过程中保证了法兰螺母不会发生自旋转的现象；
步骤六，同步控制各直线推杆电机，各推杆同步带动整圆上环盘做靠近整圆下环盘的下降运动，进而整圆上环盘上的各法兰螺母也开始做同步的下降运动，各法兰螺母下降至接触到所对应的法兰螺栓的螺柱顶端时，控制各拧螺栓电机，使内六角套筒带动法兰螺栓同步旋转，进而使法兰螺栓逐渐拧进法兰螺母上的螺纹通孔中，各法兰螺栓逐渐拧进法兰螺母上的螺纹通孔中的过程，继续控制整圆上环盘向下位移，使法兰螺母适应性的下降，直至各法兰螺母完全同步拧紧在各法兰螺栓上，此时第一法兰盘外缘与第二法兰盘外缘锁紧连接，
步骤七，虽然此时第一法兰盘外缘与第二法兰盘外缘已经锁紧连接，但是螺纹杆末端还没有从法兰螺母力臂尾端的螺纹盲孔完全拧出，法兰盘连接机器人还无法从法兰盘连接处脱离；
此时控制螺杆驱动电机带动螺纹杆继续旋转，使螺纹杆末端从法兰螺母力臂尾端的螺纹盲孔完全拧出，在螺纹杆末端从法兰螺母力臂尾端的螺纹盲孔完全拧出的过程中会克服弹簧的弹力，使螺杆驱动电机自身向远离整圆上环盘圆心的方向位移一定的距离，当螺纹杆末端从法兰螺母力臂尾端的螺纹盲孔完全拧出后，启动各电磁铁，各电磁铁启动后，电磁铁上的磁极通过磁性部件将螺杆驱动电机和螺纹杆向靠近弹簧挡板的方向拉动，进而使螺纹杆完全脱离法兰螺母力臂尾端，此时控制两行走单元向下位移，进而使法兰盘连接机器人整体向下位移至初始安装位置，然后拆卸法兰盘连接机器人；完成了不易触及的法兰盘锁紧安装。
有益效果：本发明的结构简单，能通过机器人代替人工沿立柱的轴线方向行走至法兰盘安装处，实现了不易触及的高处法兰盘的安装工作，而且能实现法兰螺栓的同步锁紧，避免人工锁紧法兰盘不均匀的现象。
附图说明
附图1为第一柱形钢梁和第二柱形钢梁法兰盘连接处的拆卸爆炸示意图；
附图2为法兰螺母结构示意图；
附图3为法兰盘连接机器人在第一柱形钢梁上行走示意图；
附图4为附图3的标记11处的结构示意图；
附图5为附图3的立体示意图；
附图6为法兰盘连接机器人的整圆上环盘高出法兰盘连接处后的剖开结构示意图；
附图7为附图3的俯视图；
附图8为附图3的仰视图；
附图9为法兰盘连接机器人的整圆上环盘高出法兰盘连接处后的立体示意图；
附图10附图9的标记3处的局部放大示意图；
附图11为法兰盘连接机器人结构示意图；
附图12为法兰盘连接机器人拆卸示意图；
附图13为附图12的局部放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至13所示的建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，包括第一柱形钢梁6和第二柱形钢梁5，第一柱形钢梁6的一端外缘一体化设置有第一法兰盘外缘8，第二柱形钢梁5的外缘设置有第二法兰盘外缘7，第一法兰盘外缘8上呈圆周阵列镂空设置有若干第一法兰孔14，第二法兰盘外缘7上呈圆周阵列镂空设置有若干第二法兰孔13；第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7同轴心连接，且各第一法兰孔14一一对齐各第二法兰孔13；
还包括法兰盘连接机器人，兰盘连接机器人能沿第一柱形钢梁6行走至第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7的连接处，并且法兰盘连接机器人能将第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7通过锁紧件锁紧。
锁紧件包括法兰螺栓15和法兰螺母12，法兰螺栓15的螺杆穿过相对应的第一法兰孔14和第二法兰孔13，且法兰螺母12锁紧在所对应法兰螺栓15的末端。
法兰螺母12包括长矩形的力臂28，力臂28的一端一体化设置有弧形朝外的半圆形螺纹孔座29，半圆形螺纹孔座29的轴心处贯通设置有螺纹通孔19，螺纹通孔19的轴线与力臂28长度方向垂直；螺纹通孔19的内螺纹与法兰螺栓15的螺柱外螺纹配合。
力臂28远离半圆形螺纹孔座29的一端设置有螺纹盲孔27，螺纹盲孔27的轴线与力臂28长度方向平行。
法兰盘连接机器人包括第一下半圆环盘体2.1、第二下半圆环盘体2.2、第一上半圆环盘体1.1、第二上半圆环盘体1.2；
第一下半圆环盘体2.1与第二下半圆环盘体2.2在第一连接组件的连接下构成整圆下环盘2；整圆下环盘2的内圈为滑环4；滑环4的内壁与第一柱形钢梁6的外壁同轴心滑动配合；
第一上半圆环盘体1.1与第二上半圆环盘体1.2在第二连接组件的连接下构成整圆上环盘1；整圆上环盘1的内圈44的内径大于第一法兰盘外缘8和第二法兰盘外缘7的外径；
整圆下环盘2与整圆上环盘1上下同轴心设置，整圆下环盘2的上侧呈圆周阵列分布有若干直线推杆电机10，各直线推杆电机10的推杆9均固定连接整圆上环盘1的下侧面；各直线推杆电机10能通过各推杆9同步带动整圆上环盘1做沿轴线远离或靠近整圆下环盘2的运动。
法兰盘连接机器人还包括两行走单元11，两行走单元11左右对称安装于整圆下环盘2的下侧；
行走单元包括固定连接在整圆下环盘2下侧的悬挂臂33，悬挂臂33的下端固定安装有水平的调节舵机34，调节舵机34的舵机转轴35的轴线与第一柱形钢梁6的轴线垂直相交；舵机转轴35的末端固定安装有行走轮座36，行走轮座36远离调节舵机34的一侧驱动设置有行走轮37，行走轮座36内的舵机能驱动行走轮37转动；行走轮37与第一柱形钢梁6的外壁滚动配合；调节舵机34能通过舵机转轴35带动行走轮座36和行走轮37同步沿舵机转轴35轴线旋转。
整圆下环盘2的上侧还呈圆周分布固定安装有转轴朝上的拧螺栓电机42，拧螺栓电机42的数量与第一法兰孔14/第二法兰孔13的数量相同，拧螺栓电机42的输出轴上同步设置有内六角套筒43，内六角套筒43随拧螺栓电机42的输出轴同步旋转；内六角套筒43的顶端设置内六角孔38，内六角孔38的尺寸与法兰螺栓15的六角螺栓头的尺寸相适应，各法兰螺栓15的六角螺栓头对应插入所对应的内六角孔38中，内六角套筒43的旋转能带动所对应的法兰螺栓15同步旋转；各呈圆周阵列分布的内六角孔38相对于圆周阵列的中心的距离为R，各呈圆周阵列分布的第一法兰孔14/第二法兰孔13相对于圆周阵列的中心的距离为r，满足r＝R；
整圆上环盘1的上侧面靠内侧呈圆周阵列分布有若干沿径向方向延伸的螺母导槽18，螺母导槽18的数量与第一法兰孔14/第二法兰孔13的数量相同，且若干螺母导槽18的周向分布与若干拧螺栓电机42的周向分布一致；
各法兰螺母12分别对应滑动于螺母导槽18内，且法兰螺母12能沿螺母导槽18的延伸方向滑动，螺母导槽18内的法兰螺母12靠近整圆上环盘1圆心的一端为半圆形螺纹孔座29，法兰螺母12能沿螺母导槽18滑动至螺纹通孔19与下方对应的内六角套筒43同轴心对齐；
各螺母导槽18远离整圆上环盘1圆心的一端设置有水平的螺杆驱动电机20，螺杆驱动电机20的旋转输出端为螺纹杆45，螺纹杆45沿螺母导槽18的长度方向延伸，且螺纹杆45的末端与法兰螺母12上的螺纹盲孔27螺纹配合，螺纹杆45的旋转能带动法兰螺母12沿螺母导槽18的延伸方向滑动；
整圆上环盘1的上侧面靠外侧呈圆周阵列分布有若干沿径向方向延伸且连通螺母导槽18的电机导槽22，螺杆驱动电机20滑动于电机导槽22内，各电机导槽22远离整圆上环盘1圆心的一端设置有弹簧挡板23，电机导槽22内还延长度方向设置有弹簧25，弹簧25的两端分别连接螺杆驱动电机20的尾部和弹簧挡板23，自由状态下螺杆驱动电机20被弹簧25弹性顶压至电机导槽22内靠近整圆上环盘1圆心的一端；弹簧挡板23的外侧固定安装有电磁铁24；螺杆驱动电机20的尾端设置有能被电磁铁吸持的磁性部件26，本实施例的磁性部件26为盘状铁块。
电磁铁24启动后，电磁铁24上的磁极21能通过磁性部件26将螺杆驱动电机20向靠近弹簧挡板23的方向拉动。
第一连接组件包括第一下半圆环盘体2.1下侧的两个第一下孔座40和第二下半圆环盘体2.2下侧的两个第二下孔座39，两第一下孔座40分别与两第二下孔座39通过第一螺栓螺母锁紧件41锁紧；
第二连接组件包括第一上半圆环盘体1.1上侧的两个第一上孔座30和第二上半圆环盘体1.2上侧的两个第二上孔座31，两第一上孔座30分别与两第二上孔座31通过第二螺栓螺母锁紧件32锁紧。
建筑钢梁法兰连接结构的安装装置的工作方法和工作原理，包括如下步骤：
步骤一，先将第一柱形钢梁6固定安装，然后用吊装设备或机械手设备控制第二柱形钢梁5的位置和姿态，使第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7同轴心连接，且使第一法兰盘外缘8上的各第一法兰孔14一一对齐各第二法兰孔13；此时第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7的连接处位于高处，人工不易触及，接下来的步骤需要将第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7进行锁紧；
步骤二，为了法兰盘连接机器人能套在第一柱形钢梁6外侧，初始状态下第一下半圆环盘体2.1与第二下半圆环盘体2.2处于分离状态，第一上半圆环盘体1.1与第二上半圆环盘体1.2也处于分离状态，此时将第一下半圆环盘体2.1与第二下半圆环盘体2.2通过第一连接件锁紧后构成整圆下环盘2，并且使整圆下环盘2内圈的滑环4套在第一柱形钢梁6外侧，此时滑环4内圈与第一柱形钢梁6外侧同轴心滑动配合；第一下半圆环盘体2.1与第二下半圆环盘体2.2锁紧并构成整圆下环盘2后，两行走单元11上的两行走轮37会自动相互靠近向内顶压并滚动连接第一柱形钢梁6的两侧外壁；初始状态下两行走轮37的轴线与第一柱形钢梁6的轴线垂直；
与此同时将第一上半圆环盘体1.1与第二上半圆环盘体1.2通过第一连接组件锁紧连接构成整圆上环盘1，并且使整圆上环盘1的内圈44也套在第一柱形钢梁6外侧；该步骤完成了法兰盘连接机器人的安装过程；
步骤三，将若干法兰螺栓15的六角螺栓头对应向下插入所对应的内六角套筒43的内六角孔38中；与此同时将若干法兰螺母12分别对应滑动于螺母导槽18内，并且通过螺杆驱动电机20带动螺纹杆45旋转，使螺纹杆45末端拧进法兰螺母12力臂28尾端的螺纹盲孔27中，并且使螺纹杆45的末端推进至螺纹盲孔27的最深处，保证后续步骤法兰螺母12的行程；
步骤四，控制两行走单元11上的调节舵机34，进而使舵机转轴35旋转90°，此时行走轮座36与行走轮37也跟着旋转90°，此时两行走轮37的轴线与第一柱形钢梁6的轴线平行；然后控制行走轮37旋转，进而使行走轮37沿第一柱形钢梁6的周向方向滚动，此时在行走单元11的带动下整圆上环盘1和整圆下环盘2会开始沿第一柱形钢梁6的轴线同步旋转调节，直至各内六角套筒43同轴心对齐各第一法兰孔14/第二法兰孔13；各内六角套筒43同轴心对齐各第一法兰孔14/第二法兰孔13后暂停行走轮37的旋转，行走轮37的行走立刻暂停，此时控制两行走单元11上的调节舵机34，进而使舵机转轴35旋转90°，此时行走轮座36与行走轮37也跟着旋转90°，此时两行走轮37的轴线与第一柱形钢梁6的轴线垂直，此时两行走轮37的旋转使两行走轮37在第一柱形钢梁6的两侧外壁上沿轴线向上行走，会带动整圆上环盘1和整圆下环盘2一同向上或向下沿第一柱形钢梁6轴线位移；
步骤五，控制两行走单元11，使两行走轮37在第一柱形钢梁6的两侧外壁上沿轴线向上行走，进而两行走单元11向上推动整圆上环盘1和整圆下环盘2一同向上沿第一柱形钢梁6轴线位移，由于整圆上环盘1的内圈44的内径大于第一法兰盘外缘8和第二法兰盘外缘7的外径，因此整圆上环盘1可以向上位移至高出第二法兰盘外缘7的高度，当整圆上环盘1向上位移至高出第二法兰盘外缘7预定高度时，各内六角套筒43所承托的法兰螺栓15上端的螺柱向上穿过所对应的第一法兰孔14和第二法兰孔13，并且法兰螺栓15的螺栓六角螺栓头也接触到了第一法兰盘外缘8的下侧面；此时使两行走单元11切换到刹车状态；
此时控制螺杆驱动电机20，使螺杆驱动电机20带动螺纹杆45旋转，使螺纹杆45末端从法兰螺母12力臂28尾端的螺纹盲孔27逐渐拧出，由于此时螺杆驱动电机20受到弹簧25的顶压，螺杆驱动电机20此时不会做远离整圆上环盘1圆心的运动，进而使法兰螺母12沿螺母导槽18做逐渐靠近整圆上环盘1圆心的运动，直至法兰螺母12沿螺母导槽18滑动至螺纹通孔19与下方对应的内六角套筒43和法兰螺栓15同轴心对齐；此时暂停螺杆驱动电机20，并且此时螺纹杆45末端还没有从法兰螺母12力臂28尾端的螺纹盲孔27完全拧出，而且此时法兰螺母12的力臂28部分仍然在螺母导槽18中，由于力臂28还在螺母导槽18中，因此后续拧紧法兰螺栓过程中保证了法兰螺母12不会发生自旋转的现象；
步骤六，同步控制各直线推杆电机10，各推杆9同步带动整圆上环盘1做靠近整圆下环盘2的下降运动，进而整圆上环盘1上的各法兰螺母12也开始做同步的下降运动，各法兰螺母12下降至接触到所对应的法兰螺栓15的螺柱顶端时，控制各拧螺栓电机42，使内六角套筒43带动法兰螺栓15同步旋转，进而使法兰螺栓15逐渐拧进法兰螺母12上的螺纹通孔19中，各法兰螺栓15逐渐拧进法兰螺母12上的螺纹通孔19中的过程，继续控制整圆上环盘1向下位移，使法兰螺母12适应性的下降，直至各法兰螺母12完全同步拧紧在各法兰螺栓15上，此时第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7锁紧连接，
步骤七，虽然此时第一法兰盘外缘8与第二法兰盘外缘7已经锁紧连接，但是螺纹杆45末端还没有从法兰螺母12力臂28尾端的螺纹盲孔27完全拧出，法兰盘连接机器人还无法从法兰盘连接处脱离；
此时控制螺杆驱动电机20带动螺纹杆45继续旋转，使螺纹杆45末端从法兰螺母12力臂28尾端的螺纹盲孔27完全拧出，在螺纹杆45末端从法兰螺母12力臂28尾端的螺纹盲孔27完全拧出的过程中会克服弹簧25的弹力，使螺杆驱动电机20自身向远离整圆上环盘1圆心的方向位移一定的距离，当螺纹杆45末端从法兰螺母12力臂28尾端的螺纹盲孔27完全拧出后，启动各电磁铁24，各电磁铁24启动后，电磁铁24上的磁极21通过磁性部件26将螺杆驱动电机20和螺纹杆45向靠近弹簧挡板23的方向拉动，进而使螺纹杆45完全脱离法兰螺母12力臂28尾端，此时控制两行走单元11向下位移，进而使法兰盘连接机器人整体向下位移至初始安装位置，然后拆卸法兰盘连接机器人；完成了不易触及的法兰盘锁紧安装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，包括第一柱形钢梁(6)和第二柱形钢梁(5)，所述第一柱形钢梁(6)的一端外缘一体化设置有第一法兰盘外缘(8)，所述第二柱形钢梁(5)的外缘设置有第二法兰盘外缘(7)，所述第一法兰盘外缘(8)上呈圆周阵列镂空设置有若干第一法兰孔(14)，所述第二法兰盘外缘(7)上呈圆周阵列镂空设置有若干第二法兰孔(13)；所述第一法兰盘外缘(8)与所述第二法兰盘外缘(7)同轴心连接，且各所述第一法兰孔(14)一一对齐各所述第二法兰孔(13)；
还包括法兰盘连接机器人，所述法兰盘连接机器人能沿第一柱形钢梁(6)行走至第一法兰盘外缘(8)与所述第二法兰盘外缘(7)的连接处，并且法兰盘连接机器人能将第一法兰盘外缘(8)与所述第二法兰盘外缘(7)通过锁紧件锁紧；
所述锁紧件包括法兰螺栓(15)和法兰螺母(12)，所述法兰螺栓(15)的螺杆穿过相对应的第一法兰孔(14)和第二法兰孔(13)，且所述法兰螺母(12)锁紧在所对应法兰螺栓(15)的末端；
所述法兰螺母(12)包括长矩形的力臂(28)，所述力臂(28)的一端一体化设置有弧形朝外的半圆形螺纹孔座(29)，所述半圆形螺纹孔座(29)的轴心处贯通设置有螺纹通孔(19)，所述螺纹通孔(19)的轴线与所述力臂(28)长度方向垂直；所述螺纹通孔(19)的内螺纹与所述法兰螺栓(15)的螺柱外螺纹配合；
所述力臂(28)远离所述半圆形螺纹孔座(29)的一端设置有螺纹盲孔(27)，所述螺纹盲孔(27)的轴线与所述力臂(28)长度方向平行；
所述法兰盘连接机器人包括第一下半圆环盘体(2.1)、第二下半圆环盘体(2.2)、第一上半圆环盘体(1.1)、第二上半圆环盘体(1.2)；
所述第一下半圆环盘体(2.1)与第二下半圆环盘体(2.2)在第一连接组件的连接下构成整圆下环盘(2)；所述整圆下环盘(2)的内圈为滑环(4)；所述滑环(4)的内壁与所述第一柱形钢梁(6)的外壁同轴心滑动配合；
所述第一上半圆环盘体(1.1)与第二上半圆环盘体(1.2)在第二连接组件的连接下构成整圆上环盘(1)；所述整圆上环盘(1)的内圈(44)的内径大于所述第一法兰盘外缘(8)和第二法兰盘外缘(7)的外径；
所述整圆下环盘(2)与整圆上环盘(1)上下同轴心设置，所述整圆下环盘(2)的上侧呈圆周阵列分布有若干直线推杆电机(10)，各所述直线推杆电机(10)的推杆(9)均固定连接所述整圆上环盘(1)的下侧面；各所述直线推杆电机(10)能通过各推杆(9)同步带动所述整圆上环盘(1)做沿轴线远离或靠近整圆下环盘(2)的运动。
2.根据权利要求1所述的建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，其特征在于：所述法兰盘连接机器人还包括两行走单元(11)，两所述行走单元(11)左右对称安装于所述整圆下环盘(2)的下侧；
所述行走单元包括固定连接在所述整圆下环盘(2)下侧的悬挂臂(33)，所述悬挂臂(33)的下端固定安装有水平的调节舵机(34)，所述调节舵机(34)的舵机转轴(35)的轴线与所述第一柱形钢梁(6)的轴线垂直相交；所述舵机转轴(35)的末端固定安装有行走轮座(36)，所述行走轮座(36)远离调节舵机(34)的一侧驱动设置有行走轮(37)，所述行走轮座(36)内的舵机能驱动所述行走轮(37)转动；所述行走轮(37)与所述第一柱形钢梁(6)的外壁滚动配合；所述调节舵机(34)能通过所述舵机转轴(35)带动所述行走轮座(36)和行走轮(37)同步沿舵机转轴(35)轴线旋转。
3.根据权利要求2所述的建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，其特征在于：所述整圆下环盘(2)的上侧还呈圆周分布固定安装有转轴朝上的拧螺栓电机(42)，所述拧螺栓电机(42)的数量与第一法兰孔(14)/第二法兰孔(13)的数量相同，所述拧螺栓电机(42)的输出轴上同步设置有内六角套筒(43)，内六角套筒(43)随所述拧螺栓电机(42)的输出轴同步旋转；所述内六角套筒(43)的顶端设置内六角孔(38)，所述内六角孔(38)的尺寸与所述法兰螺栓(15)的六角螺栓头的尺寸相适应，各所述法兰螺栓(15)的六角螺栓头对应插入所对应的内六角孔(38)中，内六角套筒(43)的旋转能带动所对应的法兰螺栓(15)同步旋转；各呈圆周阵列分布的内六角孔(38)相对于圆周阵列的中心的距离为R，各呈圆周阵列分布的第一法兰孔(14)/第二法兰孔(13)相对于圆周阵列的中心的距离为r，满足r＝R；
所述整圆上环盘(1)的上侧面靠内侧呈圆周阵列分布有若干沿径向方向延伸的螺母导槽(18)，螺母导槽(18)的数量与第一法兰孔(14)/第二法兰孔(13)的数量相同，且若干螺母导槽(18)的周向分布与若干拧螺栓电机(42)的周向分布一致；
各所述法兰螺母(12)分别对应滑动于所述螺母导槽(18)内，且法兰螺母(12)能沿所述螺母导槽(18)的延伸方向滑动，所述螺母导槽(18)内的法兰螺母(12)靠近整圆上环盘(1)圆心的一端为所述半圆形螺纹孔座(29)，所述法兰螺母(12)能沿螺母导槽(18)滑动至螺纹通孔(19)与下方对应的内六角套筒(43)同轴心对齐；
各所述螺母导槽(18)远离整圆上环盘(1)圆心的一端设置有水平的螺杆驱动电机(20)，所述螺杆驱动电机(20)的旋转输出端为螺纹杆(45)，所述螺纹杆(45)沿所述螺母导槽(18)的长度方向延伸，且所述螺纹杆(45)的末端与所述法兰螺母(12)上的螺纹盲孔(27)螺纹配合，所述螺纹杆(45)的旋转能带动所述法兰螺母(12)沿所述螺母导槽(18)的延伸方向滑动；
所述整圆上环盘(1)的上侧面靠外侧呈圆周阵列分布有若干沿径向方向延伸且连通螺母导槽(18)的电机导槽(22)，所述螺杆驱动电机(20)滑动于所述电机导槽(22)内，各所述电机导槽(22)远离整圆上环盘(1)圆心的一端设置有弹簧挡板(23)，所述电机导槽(22)内还延长度方向设置有弹簧(25)，所述弹簧(25)的两端分别连接所述螺杆驱动电机(20)的尾部和弹簧挡板(23)，自由状态下螺杆驱动电机(20)被弹簧(25)弹性顶压至电机导槽(22)内靠近整圆上环盘(1)圆心的一端；所述弹簧挡板(23)的外侧固定安装有电磁铁(24)；所述螺杆驱动电机(20)的尾端设置有能被电磁铁吸持的磁性部件(26)，电磁铁(24)启动后，所述电磁铁(24)上的磁极(21)能通过磁性部件(26)将螺杆驱动电机(20)向靠近弹簧挡板(23)的方向拉动。
4.根据权利要求3所述的建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，其特征在于：所述磁性部件(26)为盘状铁块。
5.根据权利要求4所述的建筑钢梁法兰连接结构的安装装置，其特征在于：所述第一连接组件包括第一下半圆环盘体(2.1)下侧的两个第一下孔座(40)和第二下半圆环盘体(2.2)下侧的两个第二下孔座(39)，两第一下孔座(40)分别与两第二下孔座(39)通过第一螺栓螺母锁紧件(41)锁紧；
所述第二连接组件包括第一上半圆环盘体(1.1)上侧的两个第一上孔座(30)和第二上半圆环盘体(1.2)上侧的两个第二上孔座(31)，两第一上孔座(30)分别与两第二上孔座(31)通过第二螺栓螺母锁紧件(32)锁紧。
6.根据权利要求5所述的建筑钢梁法兰连接结构的安装装置的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，先将第一柱形钢梁(6)固定安装，然后用吊装设备或机械手设备控制第二柱形钢梁(5)的位置和姿态，使第一法兰盘外缘(8)与第二法兰盘外缘(7)同轴心连接，且使第一法兰盘外缘(8)上的各第一法兰孔(14)一一对齐各第二法兰孔(13)；此时第一法兰盘外缘(8)与第二法兰盘外缘(7)的连接处位于高处，人工不易触及，接下来的步骤需要将第一法兰盘外缘(8)与第二法兰盘外缘(7)进行锁紧；
步骤二，为了法兰盘连接机器人能套在第一柱形钢梁(6)外侧，初始状态下第一下半圆环盘体(2.1)与第二下半圆环盘体(2.2)处于分离状态，第一上半圆环盘体(1.1)与第二上半圆环盘体(1.2)也处于分离状态，此时将第一下半圆环盘体(2.1)与第二下半圆环盘体(2.2)通过第一连接件锁紧后构成整圆下环盘(2)，并且使整圆下环盘(2)内圈的滑环(4)套在第一柱形钢梁(6)外侧，此时滑环(4)内圈与第一柱形钢梁(6)外侧同轴心滑动配合；第一下半圆环盘体(2.1)与第二下半圆环盘体(2.2)锁紧并构成整圆下环盘(2)后，两行走单元(11)上的两行走轮(37)会自动相互靠近向内顶压并滚动连接第一柱形钢梁(6)的两侧外壁；初始状态下两行走轮(37)的轴线与第一柱形钢梁(6)的轴线垂直；
与此同时将第一上半圆环盘体(1.1)与第二上半圆环盘体(1.2)通过第一连接组件锁紧连接构成整圆上环盘(1)，并且使整圆上环盘(1)的内圈(44)也套在第一柱形钢梁(6)外侧；该步骤完成了法兰盘连接机器人的安装过程；
步骤三，将若干法兰螺栓(15)的六角螺栓头对应向下插入所对应的内六角套筒(43)的内六角孔(38)中；与此同时将若干法兰螺母(12)分别对应滑动于所述螺母导槽(18)内，并且通过螺杆驱动电机(20)带动螺纹杆(45)旋转，使螺纹杆(45)末端拧进法兰螺母(12)力臂(28)尾端的螺纹盲孔(27)中，并且使螺纹杆(45)的末端推进至螺纹盲孔(27)的最深处，保证后续步骤法兰螺母(12)的行程；
步骤四，控制两行走单元(11)上的调节舵机(34)，进而使舵机转轴(35)旋转90°，此时行走轮座(36)与行走轮(37)也跟着旋转90°，此时两行走轮(37)的轴线与第一柱形钢梁(6)的轴线平行；然后控制行走轮(37)旋转，进而使行走轮(37)沿第一柱形钢梁(6)的周向方向滚动，此时在行走单元(11)的带动下整圆上环盘(1)和整圆下环盘(2)会开始沿第一柱形钢梁(6)的轴线同步旋转调节，直至各内六角套筒(43)同轴心对齐各第一法兰孔(14)/第二法兰孔(13)；各内六角套筒(43)同轴心对齐各第一法兰孔(14)/第二法兰孔(13)后暂停行走轮(37)的旋转，行走轮(37)的行走立刻暂停，此时控制两行走单元(11)上的调节舵机(34)，进而使舵机转轴(35)旋转90°，此时行走轮座(36)与行走轮(37)也跟着旋转90°，此时两行走轮(37)的轴线与第一柱形钢梁(6)的轴线垂直，此时两行走轮(37)的旋转使两行走轮(37)在第一柱形钢梁(6)的两侧外壁上沿轴线向上行走，会带动整圆上环盘(1)和整圆下环盘(2)一同向上或向下沿第一柱形钢梁(6)轴线位移；
步骤五，控制两行走单元(11)，使两行走轮(37)在第一柱形钢梁(6)的两侧外壁上沿轴线向上行走，进而两行走单元(11)向上推动整圆上环盘(1)和整圆下环盘(2)一同向上沿第一柱形钢梁(6)轴线位移，由于整圆上环盘(1)的内圈(44)的内径大于第一法兰盘外缘(8)和第二法兰盘外缘(7)的外径，因此整圆上环盘(1)可以向上位移至高出第二法兰盘外缘(7)的高度，当整圆上环盘(1)向上位移至高出第二法兰盘外缘(7)预定高度时，各内六角套筒(43)所承托的法兰螺栓(15)上端的螺柱向上穿过所对应的第一法兰孔(14)和第二法兰孔(13)，并且法兰螺栓(15)的螺栓六角螺栓头也接触到了第一法兰盘外缘(8)的下侧面；此时使两行走单元(11)切换到刹车状态；
此时控制螺杆驱动电机(20)，使螺杆驱动电机(20)带动螺纹杆(45)旋转，使螺纹杆(45)末端从法兰螺母(12)力臂(28)尾端的螺纹盲孔(27)逐渐拧出，由于此时螺杆驱动电机(20)受到弹簧(25)的顶压，螺杆驱动电机(20)此时不会做远离整圆上环盘(1)圆心的运动，进而使法兰螺母(12)沿螺母导槽(18)做逐渐靠近整圆上环盘(1)圆心的运动，直至法兰螺母(12)沿螺母导槽(18)滑动至螺纹通孔(19)与下方对应的内六角套筒(43)和法兰螺栓(15)同轴心对齐；此时暂停螺杆驱动电机(20)，并且此时螺纹杆(45)末端还没有从法兰螺母(12)力臂(28)尾端的螺纹盲孔(27)完全拧出，而且此时法兰螺母(12)的力臂(28)部分仍然在螺母导槽(18)中，由于力臂(28)还在螺母导槽(18)中，因此后续拧紧法兰螺栓过程中保证了法兰螺母(12)不会发生自旋转的现象；
步骤六，同步控制各直线推杆电机(10)，各推杆(9)同步带动整圆上环盘(1) 做靠近整圆下环盘(2)的下降运动，进而整圆上环盘(1)上的各法兰螺母(12)也开始做同步的下降运动，各法兰螺母(12)下降至接触到所对应的法兰螺栓(15)的螺柱顶端时，控制各拧螺栓电机(42)，使内六角套筒(43)带动法兰螺栓(15)同步旋转，进而使法兰螺栓(15)逐渐拧进法兰螺母(12)上的螺纹通孔(19)中，各法兰螺栓(15)逐渐拧进法兰螺母(12)上的螺纹通孔(19)中的过程，继续控制整圆上环盘(1)向下位移，使法兰螺母(12)适应性的下降，直至各法兰螺母(12)完全同步拧紧在各法兰螺栓(15)上，此时第一法兰盘外缘(8)与第二法兰盘外缘(7)锁紧连接，
步骤七，虽然此时第一法兰盘外缘(8)与第二法兰盘外缘(7)已经锁紧连接，但是螺纹杆(45)末端还没有从法兰螺母(12)力臂(28)尾端的螺纹盲孔(27)完全拧出，法兰盘连接机器人还无法从法兰盘连接处脱离；
此时控制螺杆驱动电机(20)带动螺纹杆(45)继续旋转，使螺纹杆(45)末端从法兰螺母(12)力臂(28)尾端的螺纹盲孔(27)完全拧出，在螺纹杆(45)末端从法兰螺母(12)力臂(28)尾端的螺纹盲孔(27)完全拧出的过程中会克服弹簧(25)的弹力，使螺杆驱动电机(20)自身向远离整圆上环盘(1)圆心的方向位移一定的距离，当螺纹杆(45)末端从法兰螺母(12)力臂(28)尾端的螺纹盲孔(27)完全拧出后，启动各电磁铁(24)，各电磁铁(24)启动后，电磁铁(24)上的磁极(21)通过磁性部件(26)将螺杆驱动电机(20)和螺纹杆(45)向靠近弹簧挡板(23)的方向拉动，进而使螺纹杆(45)完全脱离法兰螺母(12)力臂(28)尾端，此时控制两行走单元(11)向下位移，进而使法兰盘连接机器人整体向下位移至初始安装位置，然后拆卸法兰盘连接机器人；完成了不易触及的法兰盘锁紧安装。
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