CN112355958A - 一种装配式智能建筑 - Google Patents

Abstract

本方案属于装配式建筑领域，具体涉及一种装配式智能建筑。包括：钢管；还包括：第一电机、钻孔组件、吸附组件、更换组件和控制器；钻孔组件内底部设有固定连接的第一线性电机；第二电机输出轴上设有转动连接的螺丝，且螺丝为内外牙螺丝；第二电机端面设有固定连接的第二电磁铁；更换组件内底部设有固定连接的第三线性电机；第三电机输出轴上设有转动连接的第二螺钉，且第二螺钉与螺丝内牙螺纹配合；第一电机、第二电机、第三电机、第一线性电机、第二线性电机和第三线性电机均与控制器连接。利用电机的转动特性，分步骤的将旧螺钉更换下来，不仅不影响上面的建筑产生，不会造成上部的建筑的松动或坍塌，同时能够减少人为操作，更加方便快捷。

Description

一种装配式智能建筑

技术领域

本方案属于装配式建筑领域，具体涉及一种装配式智能建筑。

背景技术

装配式智能建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑。装配式智能建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等，因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，是现代工业化生产方式的代表。

装配式智能建筑的构件或者配件连接过程中，外部需要辅助支撑以及起吊装置等。在较高位置的施工作业中，辅助支撑作用尤为关键，其中大量利用钢管连接的支撑结构。对于长时间的户外施工作业，钢管中的螺钉存在生修或腐蚀等现象，对于施工作业是极其不安全的，故而需要对螺钉进行更换。对于顶部较高位置的更换，仅通过旋下旧的螺钉，更换新的即可，但是对于较低的位置的更换，如果拆下旧的螺钉，对上面的建筑产生影响，上部的建筑容易造成松动，容易坍塌，从而发生危险，同时对人员造成安全隐患。

发明内容

本方案的目的在于提供一种装配式智能建筑，以解决较低位置更换螺钉，容易对上面的建筑产生影响，上部的建筑容易造成松动、容易坍塌的问题。

为了达到上述目的，本方案提供一种装配式智能建筑，包括：建筑本体和建筑本体外的支撑架；所述支撑架由钢管组成；所述钢管上设有第一螺钉；还包括：第一电机、钻孔组件、吸附组件、更换组件和控制器；所述第一电机放置在钢管一侧；所述钻孔组件、吸附组件和更换组件分别转动安装在第一电机上，且钻孔组件、吸附组件和更换组件设置在同一水平面上，且钻孔组件、吸附组件和更换组件之间两两各成120°；所述钻孔组件内底部设有固定连接的第一线性电机；所述第一线性电机输出轴上设有固定连接的第二电机；所述第二电机输出轴上设有转动连接的螺丝，且螺丝为内外牙螺丝；所述第二电机端面设有固定连接的第二电磁铁；所述吸附组件内底部设有固定连接的第二线性电机；所述第二线性电机输出轴上设有固定连接的第一电磁铁；所述更换组件内底部设有固定连接的第三线性电机；所述第三线性电机输出轴上设有固定连接的第三电机；所述第三电机输出轴上设有转动连接的第二螺钉，且第二螺钉与螺丝内牙螺纹配合；所述第三电机端面设有固定连接的第三电磁铁；所述第一电机、第二电机、第三电机、第一线性电机、第二线性电机和第三线性电机均与控制器连接。

本方案原理：将第一电机放置在钢管一侧，启动第一电机，带动钻孔组件、吸附组件和更换组件旋转，当钻孔组件与第一螺钉对齐时，第一电机停止，启动第一线性电机和第二电机启动以及第二电磁铁通电，第二电机带动螺丝旋转，当螺丝拧进钢管中时，停止第二电机以及第二电磁铁断电，第二电机在第一线性电机的带动下回复原位，启动第一电机，当吸附组件与第一螺钉对齐时，第一电机停止，启动第二线性电机和第一电磁铁通电，第一电磁铁吸附第一螺钉移出钢管后，第二线性电机带动第一电磁铁回复，启动第一电机，当更换组件与第一螺钉对齐时，第一电机停止，启动第三线性电机和第三电机以及第三电磁铁通电，第三电机带动第二螺钉旋转，当第二螺钉拧进螺丝内部时，停止第三电机以及第三电磁铁断电，第三电机在第三线性电机的带动下回复，进而使第二螺钉留在螺丝内，从而达到替换新螺钉的目的，通过电路与机械结合达到自动控制，从而实现自动更换螺钉，减少人为操作。

本方案有益效果：本方案利用电机的转动特性，首先将螺丝拧进钢管，对后面撤出旧螺丝时的钢管起到短暂支撑的作用，再通过电磁铁吸附旧螺钉，使其移出钢管，最后再通过螺钉拧进螺丝，从而达到更换的效果。分步骤的将旧螺钉更换下来，不仅不影响上面的建筑产生，不会造成上部的建筑的松动或坍塌，同时能够减少人为操作，更加方便快捷。

进一步，所述第一电机底部设有固定连接的气缸；所述气缸内部设有支撑板，且支撑板底部设有通孔；所述支撑板两侧设有滑动连接的第一活塞与第二活塞；所述第一活塞上设有固定连接的第一连杆，且第一连杆自由端设有弯折；所述第二活塞上设有固定连接的第二连杆，且第一连杆自由端设有固定连接的挡块；所述气缸底部设有溢流阀。支撑板将气缸分成两个空腔，通孔保证空气连通两个空腔，通孔的设置，既可以保证第一活塞第二活塞同时移动，且方便收纳，又可以保证其中一个活塞固定，另一个活塞不受影响。第一活塞自由端为弯曲状，目的是用于勾住钢管，第二连杆自由端上设有挡块，目的是与第一连杆配和夹紧钢管。气缸底部设有溢流阀，目的是当第一活塞与第二活塞不再移动时，气缸继续产生气体对气缸产生压力，溢流阀用于排出多余的气体。由气缸产生气体，使第一活塞与第二活塞向外移动，将第一连杆套住钢管，当第一活塞移动至气缸口处时，第一活塞停止移动，同时第一连杆停止移动，气缸继续产生气体，使气体推动第二活塞向外移动，当顶块顶紧钢管时，气缸继续产生气体，溢流阀打开，从而保证气缸内部压强稳定。由于气缸与第一电机固定连接，固定气缸夹紧钢管时，第一电机位置固定，从而固定各个组件，使后续钻孔等工序不会发正偏差。

进一步，所述气缸外壁设有固定连接的机架，且机架为“T”型管状；所述第一电机固定设置在机架内部；所述钻孔组件、吸附组件和更换组件设置的水平面高于机架端面的高度；所述机架上设有铰接的挡板，且挡板与机架之间设有扭簧，且扭簧扭转方向与第一电机转动方向一致；所述挡板设置在第一螺钉轴向相对位置。钻孔组件、吸附组件和更换组件设置的水平面高于机架端面的高度的目的是机架端面不影响第一输出轴上的组件旋转，同时机架上的挡板对钻孔组件、吸附组件和吸附组件又起到限位的作用，限制钻孔组件、吸附组件和吸附组件反向旋转。挡板设置在第一螺钉轴向相对位置的目的是保证钻孔组件、吸附组件和吸附组件旋转停止时，移动方向正对第一螺钉的方向，从而保证替换螺钉时的位置准确。

进一步，所述挡板上设有接触片；所述钻孔组件、吸附组件和更换组件侧壁上分别设有与挡板接触片配合的接触片；所述所有接触片均与控制器电性连接；所述第二电磁铁端面设有接触片；所述钢管的第一螺钉固定处设有与之配合的接触片；所述接触片均与控制器电性连接；所述第三电磁铁端面设有接触片；所述螺丝端面上设有与之配合的接触片；所述接触片均与控制器电性连接；所述第二电机底部与第一线性电机顶部设有相互配合的接触片；所述第一电磁铁底部与第二线性电机顶部设有相互配合的接触片；所述第三电机底部与第三线性电机顶部设有相互配合的接触片；所述所有接触片均与控制器电性连接。第一电机启动带动钻孔组件、吸附组件和更换组件旋转，当钻孔组件与挡板接触时，第一电机停止，控制器控制第一线性电机启动、第二电机启动和第二电磁铁通电，第二电机带动螺丝旋转，当第二电磁铁上接触片与钢管接触时，控制器控制电路短路，第二电机停止以及第二电磁铁断电，第二电机在第一线性电机的带动下回复，第二电机底部接触片与第一线性电机顶部上接触片接触时，控制器控制电路断开，第一线性电机停止、第二电机停止，同时第一电机启动，当继续旋转至吸附组件与挡板接触时，第一电机停止，控制器控制第二线性电机启动和第一电磁铁通电，第一电磁铁吸附第一螺钉移出钢管后，第二线性电机带动第一电磁铁回复，第一电磁铁底部接触片与第二线性电机顶部上接触片接触时，控制器控制电路断开，第二线性电机停止，同时第一电机启动，当继续旋转至更换组件与挡板接触时，第一电机停止，控制器控制第三线性电机启动、第三电机启动和第三电磁铁通电，第三电机带动第二螺钉旋转，当第三电磁铁上接触片与钢管接触时，控制器控制电路短路，第三电机停止以及第三电磁铁断电，第三电机在第三线性电机的带动下回复，第三电机底部接触片与第三线性电机顶部上接触片接触时，控制器控制电路断开，第三线性电机停止、第三电机停止，进而使第二螺钉留在螺丝内，从而达到替换新螺钉的目的，通过电路与机械结合达到自动控制，从而实现自动更换螺钉，减少人为操作。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例A-A的剖视图。

图3为本发明实施例的钻孔组件、吸附组件和更换组件的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为本发明实施例的电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：钢管1、第一螺钉2、气缸3、第一活塞301、第二活塞302、支撑板303、第一连杆304、第二连杆305、挡块306、溢流阀4、机架5、第一电机6、第一输出轴601、钻孔组件7、第一线性电机701、第二电机702、螺丝703、第二电磁铁704、吸附组件8、第二线性电机801、第一电磁铁802、更换组件9、第三线性电机901、第三电机902、第二螺钉903、第三电磁铁904、挡板10、扭簧11、接触片12、控制器13。

实施例基本如附图1和图2所示：

两根钢管1通过第一螺钉2固定连接，气缸3内部设有支撑板303，从而将气缸3分成两个空腔，支撑板303底部设有通孔，保证空气连通两个空腔，两个空腔内分别设有滑动连接的第一活塞301与第二活塞302，由于通孔的设置，既可以保证第一活塞301与第二活塞302同时移动，且方便收纳，又可以保证其中一个活塞固定，另一个活塞不受影响。第一活塞301自由端为弯曲状，目的是用于勾住钢管1，第二连杆305自由端上设有挡块306，目的是与第一连杆304配和夹紧钢管1。气缸3顶部为封闭顶盖，顶盖设有两个通孔，使第一连杆304与第二连杆305移出气缸3，同时密封顶盖防止第一活塞301与第二活塞302移出气缸3，用于限位。气缸3底部设有溢流阀4，目的是当第一活塞301与第二活塞302不再移动时，气缸3继续产生气体对气缸3产生压力，溢流阀4用于排出多余的气体。由气缸3产生气体，使第一活塞301与第二活塞302向外移动，将第一连杆304套住钢管1，当第一活塞301移动至气缸3口处时，第一活塞301停止移动，同时第一连杆304停止移动，气缸3继续产生气体，使气体推动第二活塞302向外移动，当顶块顶紧钢管1时，气缸3继续产生气体，溢流阀4打开，从而保证气缸3内部压强稳定。

如图3所示：

气缸3外部设有固定连接的机架5，机架5设为“T”型，气缸3外设有固定连接的第一电机6，第一电机6固定在机架5内部，第一电机6外部设有第一输出轴601，机架5自由端上设有固定连接的钻孔组件7、吸附组件8和更换组件9，第一输出轴601的自由端高度略大于机架5高度，目的是机架5端面不影响第一输出轴601上的组件旋转。

如图4所示：

钻孔组件7内底部设有第一线性电机701，第一线性电机701输出轴上设有固定连接的第二电机702，第二电机702的输出轴上设有转动连接的螺丝703，螺丝703为内外牙螺丝703，螺丝703内径大于第一螺钉2的外圆直径，第二电机702端面上设有固定连接的第二电磁铁704，第二电磁铁704形状为环形，且套在第二电机702的输出轴上，第二电磁铁704的外圆直径大于螺丝703外圆直径，且第二电磁铁704端面上设有固定连接的接触片12，同时钢管1第一螺钉2的位置处设有与之配合的接触片12，且接触片12均与控制器13电性连接，第二电机702底部与第一线性电机701顶部设有相互配合的接触片12，且接触片12均与控制器13接触，第一线性电机701与第二电机702与控制器13电性连接。第一线性电机701启动，带动第二电机702向前移动，同时第二电机702输出轴旋转带动螺丝703旋转，带动螺丝703拧进钢管1中，当螺丝703全部拧进钢管1中，电磁铁上的接触片12与钢管1上接触片12接触，电路导通，控制器13控制第二电机702停止，且第二电磁铁704断电，使第二电磁铁704失去磁性，故而第二电机702在第一线性电机701的带动下反向移动。

吸附组件8内底部设有第二线性电机801，第二线性电机801输出轴上设有固定连接第一电磁铁802，第一电磁铁802底部与第二线性电机801顶部设有相互配合的接触片12，且接触片12均与控制器13接触，第二线性电机801和第一电磁铁802均与控制器13电性连接。第二线性电机801启动，带动第一电磁铁802移动，同时第一电磁铁802通电具有磁性，当第一电磁铁802移动至第一螺钉2表面时，第一电磁铁802吸附第一螺钉2，而后第二线性电机801带动第一电磁铁802反向移动，第一电磁铁802吸附第一螺钉2移动出钢管1，钢管1内部此时剩余螺丝703固定支撑。

更换组件9内底部设有第三线性电机901，第三线性电机901输出轴上设有固定连接的第三电机902，第三电机902的输出轴上设有转动连接的第二螺钉903，螺钉尺寸与螺丝703内螺纹尺寸相配合。第三电机902端面上设有固定连接的第三电磁铁904，第三电磁铁904形状为环形，且套在第三机的输出轴上，第三电磁铁904的外圆直径大于第二螺钉903外圆直径，且第三电磁铁904端面上设有固定连接的接触片12，同时螺钉端面设有与之配合的接触片12，且接触片12均与控制器13电性连接，第三电机902底部与第三线性电机901顶部设有相互配合的接触片12，且接触片12均与控制器13接触，第三线性电机901与第三电机902与控制器13电性连接。第三线性电机901启动，带动第三电机902向前移动，同时第三电机902输出轴旋转带动第二螺钉903旋转，带动第二螺钉903拧进螺丝703中，当第二螺钉903全部拧进螺丝703中，第三电磁铁904上的接触片12与螺丝703上接触片12接触，电路导通，控制器13控制第三电机902停止，且第三电磁铁904断电，使第三电磁铁904失去磁性，故而第三电机902在第三线性电机901的带动下反向移动，第二螺钉903留在螺丝703内。

机架5上设有转动连接的挡板10，挡板10设置在与第一螺钉2直线相对的位置。挡板10与机架5之间设有扭簧11，挡板10上设有接触片12，且钻孔组件7、吸附组件8和更换组件9的外部均设有与之配合的接触片12，所有接触片12均与控制器13电性连接。挡板10对钻孔组件7、吸附组件8和吸附组件9起到限位的作用，限制钻孔组件7、吸附组件8和吸附组件9反向旋转。钻孔组件7、吸附组件8和更换组件9在同一水平面上设置，且中心线平分圆周。

如图5所示：

具体操作时，气缸3产生气体，推动第一活塞301与第二活塞302移动，将钢管1放置第一连杆304上，第一活塞301继续向前移动至气缸3口，从而卡住，空气由支撑板303上的通孔向第二活塞302挤压，第二活塞302继续向前移动，使挡块306顶住钢管1，从而夹紧钢管1。

第一电机6启动（L1亮起表示第一电机6启动）带动钻孔组件7、吸附组件8和更换组件9旋转，当钻孔组件7与挡板10接触时，第一电机6停止（L1不亮表示第一电机6停止），控制器13控制第一线性电机701启动、第二电机702启动和第二电磁铁704通电（L2亮起表示第一线性电机701启动，L3亮起表示第二电机702启动和第二电磁铁704通电），第二电机702带动螺丝703旋转，当第二电磁铁704上接触片12与钢管1接触时，控制器13控制电路短路，第二电机702停止以及第二电磁铁704断电（L3不亮表示第二电机702停止和第二电磁铁704断电），第二电机702在第一线性电机701的带动下回复原位，第二电机702底部接触片12与第一线性电机701顶部上接触片12接触时，控制器13控制电路断开，第一线性电机701停止（L2不亮表示第一线性电机701停止）、第二电机702停止（L3不亮表示第二电机702停止），同时第一电机6启动（L1亮起表示第一电机6启动），第一输出轴601继续旋转。

当继续旋转至吸附组件8与挡板10接触时，第一电机6停止（L1不亮表示第一电机6停止），控制器13控制第二线性电机801启动和第一电磁铁802通电（L4亮起表示第二线性电机801启动，第一电磁铁802通电），第一电磁铁802吸附第一螺钉2移出钢管1后，第二线性电机801带动第一电磁铁802回复，第一电磁铁802底部接触片12与第二线性电机801顶部上接触片12接触时，控制器13控制电路断开，第二线性电机801停止（L4不亮表示第二线性电机801停止），同时第一电机6启动（L1亮起表示第一电机6启动），第一输出轴601继续旋转。

当继续旋转至更换组件9与挡板10接触时，第一电机6停止（L1不亮表示第一电机6停止），控制器13控制第三线性电机901启动、第三电机902启动和第三电磁铁904通电（L5亮起表示第三线性电机901启动，L6亮起表示第三电机902启动和第三电磁铁904通电），第三电机902带动第二螺钉903旋转，当第三电磁铁904上接触片12与钢管1接触时，控制器13控制电路短路，第三电机902停止以及第三电磁铁904断电（L6不亮表示第二电机702停止和第二电磁铁704断电），第三电机902在第三线性电机901的带动下回复，第三电机902底部接触片12与第三线性电机901顶部上接触片12接触时，控制器13控制电路断开，第三线性电机901停止（L5不亮表示第一线性电机701停止）、第三电机902停止（L3不亮表示第三电机902停止），进而使第二螺钉903留在螺丝703内，从而达到替换新螺钉的目的。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (4)

1.一种装配式智能建筑，包括：建筑本体和建筑本体外的支撑架；所述支撑架由钢管（1）组成；所述钢管（1）上设有第一螺钉（2）；其特征在于：还包括：第一电机（6）、钻孔组件（7）、吸附组件（8）、更换组件（9）和控制器（13）；所述第一电机（6）放置在钢管（1）一侧；所述钻孔组件（7）、吸附组件（8）和更换组件（9）分别转动安装在第一电机（6）上，且钻孔组件（7）、吸附组件（8）和更换组件（9）设置在同一水平面上，且钻孔组件（7）、吸附组件（8）和更换组件（9）之间两两各成120°；所述钻孔组件（7）内底部设有固定连接的第一线性电机（701）；所述第一线性电机（701）输出轴上设有固定连接的第二电机（702）；所述第二电机（702）输出轴上设有转动连接的螺丝（703），且螺丝（703）为内外牙螺丝（703）；所述第二电机（702）端面设有固定连接的第二电磁铁（704）；所述吸附组件（8）内底部设有固定连接的第二线性电机（801）；所述第二线性电机（801）输出轴上设有固定连接的第一电磁铁（802）；所述更换组件（9）内底部设有固定连接的第三线性电机（901）；所述第三线性电机（901）输出轴上设有固定连接的第三电机（902）；所述第三电机（902）输出轴上设有转动连接的第二螺钉（903），且第二螺钉（903）与螺丝（703）内牙螺纹配合；所述第三电机（902）端面设有固定连接的第三电磁铁（904）；所述第一电机（6）、第二电机（702）、第三电机（902）、第一线性电机（701）、第二线性电机（801）和第三线性电机（901）均与控制器（13）连接。

2.根据权利要求1所述的一种装配式智能建筑，其特征在于：所述第一电机（6）底部设有固定连接的气缸（3）；所述气缸（3）内部设有支撑板（303），且支撑板（303）底部设有通孔；所述支撑板（303）两侧设有滑动连接的第一活塞（301）与第二活塞（302）；所述第一活塞（301）上设有固定连接的第一连杆（304），且第一连杆（304）自由端设有弯折；所述第二活塞（302）上设有固定连接的第二连杆（305），且第一连杆（304）自由端设有固定连接的挡块（306）；所述气缸（3）底部设有溢流阀（4）。

3.根据权利要求2所述的一种装配式智能建筑，其特征在于：所述气缸（3）外壁设有固定连接的机架（5），且机架（5）为“T”型管状；所述第一电机（6）固定设置在机架（5）内部；所述钻孔组件（7）、吸附组件（8）和更换组件（9）设置的水平面高于机架（5）端面的高度；所述机架（5）上设有铰接的挡板（10），且挡板（10）与机架（5）之间设有扭簧（11），且扭簧（11）扭转方向与第一电机（6）转动方向一致；所述挡板（10）设置在第一螺钉（2）轴向相对位置。

4.根据权利要求3所述的一种装配式智能建筑，其特征在于：所述挡板（10）上设有接触片（12）；所述钻孔组件（7）、吸附组件（8）和更换组件（9）侧壁上分别设有与挡板（10）接触片（12）配合的接触片（12），且所有接触片（12）均与控制器（13）电性连接；所述第二电磁铁（704）端面设有接触片（12）；所述钢管（1）的第一螺钉（2）固定处设有与之配合的接触片（12）；所述接触片（12）均与控制器（13）电性连接；所述第三电磁铁（904）端面设有接触片（12）；所述螺丝（703）端面上设有与之配合的接触片（12）；所述接触片（12）均与控制器（13）电性连接；所述第二电机（702）底部与第一线性电机（701）顶部设有相互配合的接触片（12）；所述第一电磁铁（802）底部与第二线性电机（801）顶部设有相互配合的接触片（12）；所述第三电机（902）底部与第三线性电机（901）顶部设有相互配合的接触片（12）；所述所有接触片（12）均与控制器（13）电性连接。

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