CN111691685B - 一种装配式建筑用pc构件追踪及吊装指引系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，包括：上位机、下位机、指示灯系统和识别设备；识别设备与下位机电性连接，用以识别各所述PC构件的信息，并将当前识别的PC构件信息发送至所述下位机，下位机将所述PC构件信息发送至所述上位机，所述上位机根据该信息确定所述PC构件所处的状态，并在所述PC构件处于吊装状态时，向下位机发送命令使其控制指示灯系统构建的横纵坐标区域的指引灯点亮以指示当前所述PC构件的装配位置。本发明避免了传统方式下人工识别易出现的构件遗漏，效率低下的弊端；同时采用指示灯构成的坐标体系，对PC构件的实际装配位置进行引导，提高了PC构件吊装施工的效率。

Description

一种装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体而言，涉及一种装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统。
背景技术
装配式建筑的基本单元是预制构件，构件的管理工作过程复杂，主要涉及到生产阶段和装配阶段，这种管理工作贯穿于预制构件的生产过程、临时堆放、运输以及构件进入场地直到预制构件完成装配的整个过程，因此预制构件的管理工作在装配式建筑全生命周期中起到重要作用。目前应用较为成熟的为RFID技术，该技术可形成有效的质量追溯系统，施工管理人员通过RFDI标签可获知预制构件的测量结果、制作工艺等信息。但施工现场缺少相关成熟应用体系，并没有形成信息化技术的集成应用，难以达到集成化效果。实际操作上多为施工人员逐一对PC构件的电子标签进行信息扫取和修改，工作效率低，无法进行系统性的管理和应用。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，旨在解决现有装配式建筑中的PC构件施工效率较低的问题。
一个方面，本发明提出了一种装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，包括：上位机，其中安装有BIM建模系统，所述BIM建模系统内建立有所述装置式建筑的BIM装配模型，所述BIM装配模型中包括有所述PC构件；
下位机，其与所述上位机电性连接；指示灯系统，与所述下位机电性连接，所述指示灯系统设置在装配式建筑外部的脚手架上，且所述指示灯系统中的各个指示灯分别沿横向和纵向设置，构成横纵坐标系以对待吊装的PC构件的实际位置进行定位指引；识别设备，与所述下位机电性连接，用以识别各所述PC构件的信息，并将当前识别的PC构件信息发送至所述下位机，所述下位机将所述PC构件信息发送至所述上位机，所述上位机根据该信息确定所述PC构件所处的状态，并在所述PC构件处于吊装状态时，将与当前所述PC构件对应的BIM装配模型中存储的位置坐标信息转化为所述指示灯系统中对应的两个交叉设置的指示灯的位置信息，并将该位置信息发送至所述下位机，所述下位机控制该两个指引灯点亮以指示当前所述PC构件的装配位置。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述BIM建模系统具有坐标转换模块，用于将每个所述BIM装配模型中存储的PC构件的坐标信息转换为所述指示灯系统中对应的两个交叉设置的指示灯的位置信息。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述识别设备包括：第一识别器和第二识别器；其中，所述第一识别器为多个，各所述第一识别器设置在材料堆放区；所述第二识别器设置在施工吊装区。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述第二识别器设置在施工吊装区的塔吊标准节、脚手架或塔吊吊钩上。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述识别设备为超高频阅读器，所述PC构件上设置有RFID电子标签。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述指示灯系统包括：多个指示灯；其中，各所述指示灯分为两组，两组所述指示灯分别沿横向和纵向成排设置在所述外部脚手架顶部的四周，且任一所述横向设置的指示灯与任一所述纵向设置的指示灯以闪烁的形式形成的光线交叉点作为所述PC构件的实际装配位置坐标。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述指示灯的第三接口与电源的第一极电性连接；所述指示灯的第一接口经第一支路与所述电源的第二极连接；所述指示灯的第二接口经第二支路与所述电源的第二极连接；所述第一支路与所述第二支路并联，所述第一支路上设置有第一触点，所述第二支路上设置有第二触点，所述第一触点与所述第二触点组对使用。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述上位机中还内置有时钟控制模块，用以在所述时钟控制模块监测的时间点位于预定时间段内时，控制所述下位机切换所述指示灯系统中的指示灯的状态。
进一步地，上述装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中，所述下位机为逻辑可编程控制器或单片机。
本发明提供的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，通过在施工现场布置识别设备，识别出PC装配式构件上的标识码，通过上位机中的BIM建模系统自动更新PC构件在实施阶段的状态，实现了PC预制构件生产的信息化与自动化，避免了传统方式下人工识别易出现的构件遗漏，效率低下的问题；尤其是对单个PC构件进行吊装时，上位机能根据此构件所在BIM装配模型当中的具体位置换算出指示灯系统中对应的两个交叉设置的指示灯的位置信息，通过下位机控制该两个指示灯点亮，以对PC构件的实际装配位置进行引导，大大提高了PC构件了吊装施工的效率。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统中PC构件状态变化图；
图3为本发明实施例中装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统在施工现场堆放区的布置图；
图4为本发明实施例中装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统在施工现场吊装区的布置图；
图5为本发明实施例提供的的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统的电路原理图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参阅图1，本发明实施例的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统的包括：上位机30、下位机40、指示灯系统20和识别设备10；其中，上位机30中安装有BIM建模系统，所述BIM建模系统内建立有所述装置式建筑的BIM装配模型，所述BIM装配模型中包括有所述PC构件70；下位机40与所述上位机30电性连接，用以接收所述上位机30发送的指令；指示灯系统20与所述下位机40电性连接，所述指示灯系统20设置在装配式建筑外部的脚手架上，且所述指示灯系统20中的各个指示灯201分别沿横向和纵向设置，构成横纵坐标系以对待吊装的PC构件70的实际位置进行定位指引；识别设备10与所述下位机40电性连接，用以识别各所述PC构件70的信息，并将当前识别的PC构件信息发送至所述下位机40，所述下位机40将所述PC构件信息发送至所述上位机30，所述上位机30根据该信息确定所述PC构件70所处的状态，并在所述PC构件70处于吊装状态时，将与当前所述PC构件70对应的BIM装配模块中存储的位置坐标信息转化为所述指示灯系统20中对应的两个交叉设置的指示灯201的位置信息，并将该位置信息发送至所述下位机40，所述下位机40控制该两个指引灯点亮以指示当前所述PC构件70的装配位置。
具体而言，上位机30可以为PC机，BIM建模系统即为BIM建模软件。PC构件70即为混凝土预制件。BIM装配模型中包含有多个PC构件70BIM模块；每个PC构件BIM模块存有对应的PC构件70的相关信息，例如PC构件70的编号及位置信息。例如PC构件70可以为立柱等。下位机40可以为单片机或逻辑可编程控制器（PLC），其与上位机30电性连接，将获取的信息发送给上位机30并执行上位机30发送的指令。
指示灯系统20中具有多个指示灯201，各指示灯201分别沿横向和纵向设置在脚手架上，形成一个平面坐标系，当任意交叉设置的两盏灯点亮时，二者的光线的相交处即为待吊装的PC构件70的实际装配位置。吊装时，指示灯201的点亮模式可以根据施工需要进行设置。
参阅图4，其中示出了指示灯系统20在施工现场的脚手架区域80的布置图。指示灯系统20包括：多个指示灯201；其中，各所述指示灯201分为两组，两组所述指示灯201分别沿横向和纵向成排设置在所述外部脚手架顶部的四周，且任一所述横向设置的指示灯201与任一所述纵向设置的指示灯201以闪烁的形式形成的光线交叉点作为所述PC构件70的实际装配位置坐标。其中，各个指示灯201沿横向和纵向布置形成一矩阵结构。需要说明的是，脚手架顶部为脚手架的最上层，即：施工区域中，当前的施工层。当所述指示灯201保持常量模式时，其可为吊装作业提供照明。
施工现场的每个PC构件70上设置有识别码60，识别码60中存储有PC构件70的标识信息，识别设备10根据识别码60里记载的信息，可以获取PC构件70的编号和当前的位置坐标等信息。
PC构件70上的识别码60可以为RFID电子标签或二维码。识别设备10可以为超高频阅读器，以读取PC构件70上的RFID电子标签，RFID电子标签可以内置在PC构件70中。
识别设备10也可以为二维码扫描器，以读取PC构件70上的二维码，二维码可以粘贴在PC构件70的表面。
本实施例中，BIM建模系统具有坐标转换模块，用于将每个所述BIM装配模型中存储的PC构件70的坐标信息转换为所述指示灯系统20中对应的两个交叉设置的指示灯201的位置信息，从而给下位机40发送指令，以控制对应的两盏指示灯点亮。下位机40可以通过多组继电器50来控制指示灯201的点亮状态。例如可以设置第一直流继电器控制指示灯201保持常亮，设置第二直流继电器控制指示灯201闪烁。
参阅图2，在本发明的一种实施方式中，识别设备10通过扫描识别码60，读取识别码60内记载的PC构件70的标识信息。识别设备10获取到PC构件70的识别码60时，可以发送PC构件70的状态信息到下位机40，下位机40将获取的状态信息发送至上位机30，上位机30中的BIM建模系统根据接收到的PC构件信息，更新对应标识的PC构件70的状态，和/或更换PC构件70的展示标签为预先设定的颜色。这样可实现预制PC构件70生产的信息化与自动化，有效避免传统方式下人工识别易出现的构件遗漏，效率低下的弊端。
本实施例中，可以自定义处于不同状态的PC构件70的展示标签的颜色。例如可以将处于制作状态的PC构件70的展示标签的颜色定义为灰色，将处于运输状态的PC构件70的展示标签的颜色定义为橙色，将处于堆场状态的PC构件70的展示标签的颜色定义为蓝色，将处于安装状态的PC构件70的展示标签的颜色定义为绿色。
如图3和图4所示，当PC构件70经过材料堆放区时，其上的RFDI电子标签被该区域的识别设备10识别，上位机30中的BIM建模系统可将该PC构件70的状态定义为堆放状态。所述PC构件70经过施工吊装区域时，其上的RFDI电子标签被该区域的识别设备10识别，上位机30中的BIM建模系统可将该PC构件70的状态定义为安装状态，以便相关的工作人员对PC构件70进行高效的管理。
继续参阅图4，在本发明的另一种实施方式中，识别设备10将获取的PC构件70的标识信息发送至下位机40，下位机40将该标识信息发送至上位机30，上位机30中的查询单元从BIM装配模型里查询该PC构件70的目标装配位置；并根据该PC构件70的目标装配位置，结合施工现场的指示灯系统20的布置信息，确定与该PC构件70的目标装配位置对应的横向指示灯和纵向指示灯的标识，将该横向指示灯和纵向指示灯的位置发送至下位机40，下位机40控制对应的继电器50动作，进而使得受控于继电器50的交流指示灯点亮，以确定该PC构件70的实际装配位置。
参阅图5，其中示出了本发明实施例的电路原理图，图中：DC为直流变换器，PLC-逻辑可编程控制器，YDQ1～n-超高频阅读器，K1～n-第一直流继电器50，K1～n为第一直流继电器50， K1＇～n＇为第二直流继电器50， L1～n为220V交流照明指示灯，PC为上位机30，K1-1～n -1为第一直流继电器50常开触点，K1＇-1～n＇-1为第二直流继电器50常开触点。
220V交流电源通过直流转换器为PLC供电，各个识别设备10与PLC通信连接，PLC与PC机通信连接。PLC通过各个继电器50控制相应的指示灯保持闪烁或常亮。
更具体的，所述指示灯的第三接口与电源的第一极电性连接；所述指示灯的第一接口经第一支路与所述电源的第二极连接；所述指示灯的第二接口经第二支路与所述电源的第二极连接；所述第一支路与所述第二支路并联，所述第一支路上设置有第一触点，所述第二支路上设置有第二触点，所述第一触点与所述第二触点组对使用。电源的第一极可以为火线，地缘的第二极可以为零线。第一支路上的指示灯在接通时保持常亮，第二支路上的指示灯在接通时保持闪烁。第一触点为第一直流继电器的常开触点，第二触点为第二直流继电器的常开触点。当第一触点与指示灯的第一接口接触时，第二触点与第二接口断开，此时指示灯保持常亮。当其中两盏指示灯的第二接口分别与一个第二直流继电器接触时，该两个指示灯的第一接口与相应的第一直流继电器断开，该两个指示灯闪烁形成光线交叉点以对PC构件70的装配位置进行指引。
优选的，上位机30中还内置有时钟控制模块，用以在所述时钟控制模块监测的时间点位于预定时间段内时，控制所述下位机40切换所述指示灯系统20中指示灯的状态。
当进行吊装指引操作时，PC机将PC构件70的实际坐标信息发送至PLC，并根据时钟控制模块监测的时间点向PLC发送执行命令，当时钟控制模块监测的时间点属于白天时间段时，PLC控制任意两个第一直流继电器的常开触点与对应指示灯的第二接口接通，该两个指示灯的闪烁光形成交叉点以指引PC构件70的实际位置坐标；当时钟控制模块监测的时间点属于夜晚时间段时，PLC控制任意两个第二直流继电器的常开触点与对应的指示灯的第二接口接触，同时，控制任意一个或多个第一直流继电器与相应的指示灯的第一接口接触，使得照明线路接通，为吊装施工操作照明。
由以上可以看出，本发明实施例中提供的装配式建筑用PC构件70追踪及吊装指引系统，通过在施工现场布置识别设备10，识别出PC装配式构件上的标识码，通过上位机30中的BIM建模系统自动更新PC构件70在实施阶段的状态，实现了PC预制构件生产的信息化与自动化，避免了传统方式下人工识别易出现的构件遗漏，效率低下的问题；尤其是对单个PC构件70进行吊装时，上位机30能根据此构件所在BIM装配模型当中的具体位置换算出指示灯系统20中对应的两个交叉设置的指示灯的位置信息，通过下位机40控制该两个指示灯点亮，以对PC构件70的实际装配位置进行引导，大大提高了PC构件70了吊装施工的效率。
继续参阅图3和图4，所述识别设备10包括：第一识别器101和第二识别器102；其中，所述第一识别器101为多个，各所述第一识别器101设置在材料堆放区；所述第二识别器102设置在施工吊装区。具体而言，第一识别器101可以为超高频阅读器和第二识别器102可以均优选为超高频阅读器。超高频阅读器的识别范围可以根据施工区域的面积确定。
本实施例中，第一识别器101的数量可以根据堆放区域的面积布设，例如在第一识别器101的识别范围为5m的情况下，在一个5×5m的堆放区域内可以设置4个超高频阅读器。
第二识别器102也可为多个，其可分布在脚手架围设的施工区域中，在脚手架区域的四周可以分别设置有第二识别器102，也可仅在其中的一个或者两个区域中设置第二识别器102，能识别吊装区域中的PC构件70信息即可。
优选的，第二识别器102设置在施工吊装区的塔吊标准节、脚手架或塔吊吊钩上，可以更方便快捷的读取待吊装构件的位置信息，进一步提高了施工效率。
第一识别器101获取到PC构件70的标识信息时，发送PC构件70的堆放状态信息到下位机40，下位机40再将该信息发送至上位机30中的BIM建模系统；BIM建模系统根据接收到的堆放状态信息，更新对应标识的PC构件70的状态，和/或更换该PC构件70的展示标签为预先设定的颜色。
第二识别器102获取到构件的标识时，发送PC构件70的安装信息下位机40，下位机40再将该信息发送至上位机30中的BIM建模系统；BIM建模系统根据接收到的安装状态信息，更新对应标识的PC构件70的状态，和/或更换该PC构件70的展示标签为预先设定的颜色。
综上，本发明提供的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，通过在施工现场布置识别设备，识别出PC装配式构件上的标识码，通过上位机中的BIM建模系统自动更新PC构件在实施阶段的状态，实现了PC预制构件生产的信息化与自动化，避免了传统方式下人工识别易出现的构件遗漏，效率低下的问题；尤其是对单个PC构件进行吊装时，上位机能根据此构件所在BIM装配模型当中的具体位置换算出指示灯系统中对应的两个交叉设置的指示灯的位置信息，通过下位机控制该两个指示灯点亮，以对PC构件的实际装配位置进行引导，大大提高了PC构件了吊装施工的效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，包括：
上位机，其中安装有BIM建模系统，所述BIM建模系统内建立有装配式建筑的BIM装配模型，所述BIM装配模型中包括有所述PC构件；
下位机，其与所述上位机电性连接；
指示灯系统，与所述下位机电性连接，所述指示灯系统设置在装配式建筑外部的脚手架上，且所述指示灯系统中的各个指示灯分别沿横向和纵向设置，构成横纵坐标系以对待吊装的PC构件的实际位置进行定位指引；其中，所述指示灯系统包括：多个指示灯；各所述指示灯分为两组，两组所述指示灯分别沿横向和纵向成排设置在所述外部脚手架顶部的四周，且任一所述横向设置的指示灯与任一所述纵向设置的指示灯以闪烁的形式形成的光线交叉点作为所述PC构件的实际装配位置坐标；
识别设备，与所述下位机电性连接，用以识别各所述PC构件的信息，并将当前识别的PC构件信息发送至所述下位机，所述下位机将所述PC构件信息发送至所述上位机，所述上位机根据该信息确定所述PC构件所处的状态，并在所述PC构件处于吊装状态时，将与当前所述PC构件对应的BIM装配模型中存储的位置坐标信息转化为所述指示灯系统中对应的两个交叉设置的指示灯的位置信息，并将该位置信息发送至所述下位机，所述下位机控制该两个指引灯点亮以指示当前所述PC构件的装配位置。
2.根据权利要求1所述的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，所述BIM建模系统具有坐标转换模块，用于将每个所述BIM装配模型中存储的PC构件的坐标信息转换为所述指示灯系统中对应的两个交叉设置的指示灯的位置信息。
3.根据权利要求1所述的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，所述识别设备包括：第一识别器和第二识别器；其中，
所述第一识别器为多个，各所述第一识别器设置在材料堆放区；所述第二识别器设置在施工吊装区。
4.根据权利要求3所述的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，所述第二识别器设置在施工吊装区的塔吊标准节、脚手架或塔吊吊钩上。
5.根据权利要求1所述的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，所述识别设备为超高频阅读器，所述PC构件上设置有RFID电子标签。
6.根据权利要求1所述的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，所述指示灯的第三接口与电源的第一极电性连接；所述指示灯的第一接口经第一支路与所述电源的第二极连接；所述指示灯的第二接口经第二支路与所述电源的第二极连接；所述第一支路与所述第二支路并联，所述第一支路上设置有第一触点，所述第二支路上设置有第二触点，所述第一触点与所述第二触点组对使用。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，所述上位机中还内置有时钟控制模块，用以在所述时钟控制模块监测的时间点位于预定时间段内时，控制所述下位机切换所述指示灯系统中的指示灯的状态。
8.根据权利要求7所述的装配式建筑用PC构件追踪及吊装指引系统，其特征在于，所述下位机为逻辑可编程控制器或单片机。
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