CN113585470A - 一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法 - Google Patents

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连珍
朱家佳
崔杰
冯伟
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Abstract

本发明涉及一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，该顶升装置由底部支撑、顶部支撑两部分组成，顶部支撑安装在底部支撑上方，顶部支撑包括支撑板，支撑板可相对底部支撑进行高度和角度调节；包括以下步骤：S1、在三维建模软件中进行曲面造型空间模型建造，确定曲面造型空间每个节点位置的三维坐标；S2、在根据节点投影绘制平面网格图，根据绘制的平面网格图在施工地面放线得到施工网格；S3、将顶升装置初步定位在施工网格中，根据节点三维坐标调节顶升装置的位置。通过本发明的定位方法对顶升装置进行定位，既可以满足非刚性骨架支撑的效果，还可以满足非刚性骨架定位的效果；最终在支撑面上进行非刚性骨架的安装，降低了安装的难度。

Description

一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法
技术领域
本发明涉及曲面造型空间建造领域，具体涉及一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法。
背景技术
在曲面造型空间建造时，一般需要搭设骨架，通过骨架将曲面造型的基本形状搭设出来，在骨架的下方需要对骨架进行支撑，传统的骨架均为刚性结构，在刚性骨架的下方选择节点设置支撑即可。
而当前为了实现曲面造型的复杂化、多样化，存在非刚性的骨架形式，如网状结构，通过若干节点之间的连接形成片，载由片组成面，节点之间在连接时存在一定的形变量；支撑既要满足造型的需要，又要起到承重的效果，传统的支撑方式无法满足要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，对曲面造型骨架的节点位置进行支撑定位，本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：
一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，该方法基于一种顶升装置，该顶升装置由底部支撑、顶部支撑两部分组成，顶部支撑安装在底部支撑上方，顶部支撑包括支撑板，支撑板呈多边形平板，支撑板可相对底部支撑进行高度和角度调节；该方法包括以下步骤：
S1、顶升装置定位前，在三维建模软件中进行曲面造型空间模型建造，确定曲面造型空间每个节点位置的三维坐标，节点位置置于支撑板的边角位置；
S2、在根据节点投影在三维建模软件中绘制曲面造型空间模型的平面网格图，根据绘制的平面网格图在施工地面放线，得到施工网格；
S3、根据地面放线绘制的施工网格图将若干顶升装置放置在施工网格中，根据每个节点的三维坐标调节顶升装置的位置。
进一步地，顶升装置位置调节包括底部支撑的位置调节和顶部支撑位置调节；先根据节点的三维坐标对底部支撑在施工网格中的位置，再根据节点三维坐标进行支撑板的高度及角度调整。
进一步地，顶部支撑还包括连接支撑柱、球形轴，球形轴安装在支撑板下端，支撑柱下端垂直安装在底部支撑上方，支撑柱上端通过球形轴连接在支撑板下方，支撑柱的长度可调节；调节支撑柱的长度对支撑板的高度进行调节，相对支撑柱转动支撑板实现支撑板角度调节。
进一步地，底部支撑的上方还设有定位支撑，定位支撑下端安装固定在底部支撑上方，定位支撑的上方为自由端，定位支撑的长度可以调节，调节定位支撑的长度使得定位支撑的上端抵住支撑板下端面，通过定位支撑对支撑板的角度进行定位。
进一步地，底部支撑下端设有移动轮。
进一步地，底部支撑包括若干段支撑单元，支撑单元至少包括一个，同一底部支撑的支撑单元堆叠设置。
进一步地，根据节点的三维坐标的纵向坐标选择支撑单元的数量。
进一步地，水平方向移动底部支撑位置的同时借助全站仪测量支撑板的边角位置的平面坐标，直至支撑板边角位置平面坐标满足该位置节点的平面坐标。
进一步地，待底部支撑的位置定位完成后，调节支撑板的角度，对边角位置的高度逐个调节，通过全站仪测量其中一个支撑板边角的纵向坐标，使得该边角位置的纵向坐标等于该位置节点的纵向坐标，调节完成一个边角位置的做标后调整靠近该边角位置的定位支撑的长度使得定位支撑的上端抵住支撑板下端；然后依照此方法调节剩余边角位置的高度。
进一步地，支撑板之间拼接成面，定位完成后检查相邻支撑板邻接位置是否存在支撑板之间起翘，若有则需重新调整该位置的支撑板角度。
相比现有技术，本发明的有益效果在于，通过本发明的定位方法对顶升装置进行定位，最终在施工场地由支撑板片接形成支撑面，直接在支撑面上进行后续建造即可，既可以满足非刚性骨架支撑的效果，还可以满足非刚性骨架定位的效果；最终在支撑面上进行非刚性骨架的安装，降低了安装的难度。
附图说明
图1是本发明的复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位流程图。
图2是本发明中的顶升装置结构示意图。
图3是本发明中的顶升装置使用状态图。
图中，1、底部支撑；2、移动轮；3、支撑柱；4、定位支撑；5、球形轴；6、支撑板；7、支撑单元；8、限位孔；9、限位销；10、节点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步描述：
一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，用于复杂曲面造型空间建造中非刚性骨架的定位、支撑；将顶升装置阵列排布最终形成骨架支撑面，在骨架支撑面上搭设骨架。
其中，顶升装置包括底部支撑1和顶部支撑两大部分，如图2所示，顶部支撑安装在底部支撑1上方；顶部支撑包括支撑板6、支撑柱3、球形轴5、定位支撑4，球形轴5安装在支撑板6的下端，支撑柱3下端垂直安装在底部支撑1的上端，支撑柱3上端与球形轴5连接，支撑柱3通过球形轴5连接支撑板6，支撑板6可相对支撑柱3进行角度调节；在支撑柱3的外围设置若干定位支撑4，以四个定位支撑4为例，四个定位支撑4下端垂直安装在底部支撑1上端，定位支撑4的上端为自由端，定位支撑4的长度可以调节，调节定位支撑4的长度使得定位支撑4的自由端可以从下方抵住支撑板6，进而实现对支撑板6的角度定位。支撑板6为多边形平板，常见的如四边形、三角形等，若干顶升装置阵列排布，最终支撑板6之间拼接形成支撑面，如图3所示，支撑板6的边角位置形成节点10。
支撑柱3长度可以调节，本实施例中支撑柱包括两段，两段支撑柱之间承插连接，两段支撑柱上均设有限位孔8，下部的支撑柱连接固定底部支撑，上部的支撑柱连接固定球形轴5，相对下部的支撑柱向上或者向下移动上部的支撑柱实现高度调节，调节完成后可以在限位孔8内插入限位销9将上下两段支撑柱的位置进行临时固定；同样，定位支撑也可以包括两段，两段定位支撑上下分布，两段定位支撑之间承插设置，下部的定位支撑连接固定在底部支撑上端，上部的定位支撑可相对下部的定位支撑上移或者下移，在两段定位支撑上也设有限位孔8，限位孔8内插入限位销9，通过插入限位孔8中的限位销9对上下两段限位柱的相对位置进行临时固定。当然，定位支撑和支撑柱也可以采用电动伸缩电机、液压油缸、气缸等，只是相对成本有所提高。
底部支撑1由若干段支撑单元7组成，如图3所示，最少包括一个支撑单元7，支撑单元7如钢架、脚手架；根据需要将支撑单元7堆叠放置，支撑单元之间连接固定形成一体；为了方便移动，还可以底部支撑下方安装移动轮2，使用过程中直接推动底部支撑进行水平位置调节。
调节时，包括以下步骤：
S1、顶升装置定位前，在三维建模软件中建立曲面造型空间的三维模型，三维建模软件如Rhino(犀牛软件)、SketchUP(草图大师)等，在三维建模软件中确定每个节点位置的三维坐标(X,Y,Z)，节点的坐标即最终支撑板的边角位置坐标，以四边形的支撑板为例，四边形支撑板的四角分别有一个节点，每个节点位置有一个确定的三维坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4)；
S2、根据节点投影在三维建模软件中绘制曲面造型空间的平面网格图，每个节点的从上往下进行投影，每个节点在平面内的节点投影连接形成曲面造型空间的平面网格图；根据该平面网格图在施工场地进行放线，划制施工网格；
根据每个网格位置处顶升装置的纵向坐标Z确定所需的支撑单元的数量，保证最终支撑单元堆叠后支撑板的高度接近节点的纵向坐标Z，后续通过支撑柱进行支撑板的高度微调。
S3、根据施工网格，将对应的顶升装置初步移入网格中，根据节点的平面坐标(X,Y)对每个顶升装置进行水平方向调整；借助全站仪测量支撑板的四个角的水平坐标，移动顶升装置使得支撑板的四个角的水平坐标满足该网格位置节点的平面坐标。
待水平方向的位置调整完毕后，进行支撑板的高度调节和角度调节：
对支撑板的四个角的高度逐个调节，借助全站仪测量一个边角的高度坐标，此次支撑板的高度和角度可以自由调节，不断调整该边角的坐标直至满足该边角对应的节点的纵向坐标，然后调节靠近该位置的定位支撑的高度使得该定位支撑的上端抵住支撑板的下端面，然后插入限位销对该位置的定位支撑进行固定；然后按照同样的方法确定其它几个边角的高度，四个边角的高度都确定以后，支撑板的角度调节也就完成了；当支撑板的四个边角的高度调整完成后，通过限位销对支撑柱的高度进行限定，完成一个顶升装置的定位。
按照上述方法完成其余顶升装置的定位，完成后还可以对支撑板拼接的支撑面进行检查，主要是观察相邻的支撑板之间是否存在起翘的问题，若无则说明定位准确，若有起翘则该位置的定位支撑的支撑板角度定位存在问题，需要重新调节。
本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，该方法基于一种顶升装置，该顶升装置由底部支撑、顶部支撑两部分组成，顶部支撑安装在底部支撑上方，顶部支撑包括支撑板，支撑板呈多边形平板，支撑板可相对底部支撑进行高度和角度调节；该方法包括以下步骤：
S1、顶升装置定位前，在三维建模软件中进行曲面造型空间模型建造，确定曲面造型空间每个节点位置的三维坐标，节点位置置于支撑板的边角位置；
S2、在根据节点投影在三维建模软件中绘制曲面造型空间模型的平面网格图，根据绘制的平面网格图在施工地面放线，得到施工网格；
S3、根据地面放线绘制的施工网格图将若干顶升装置放置在施工网格中，根据每个节点的三维坐标调节顶升装置的位置。
2.根据权利要求1所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，顶升装置位置调节包括底部支撑的位置调节和顶部支撑位置调节；先根据节点的三维坐标对底部支撑在施工网格中的位置，再根据节点三维坐标进行支撑板的高度及角度调整。
3.根据权利要求2所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，所述顶部支撑还包括连接支撑柱、球形轴，所述球形轴安装在支撑板下端，所述支撑柱下端垂直安装在底部支撑上方，所述支撑柱上端通过球形轴连接在支撑板下方，所述支撑柱的长度可调节；调节支撑柱的长度对支撑板的高度进行调节，相对支撑柱转动支撑板实现支撑板角度调节。
4.根据权利要求3所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，所述底部支撑的上方还设有定位支撑，所述定位支撑下端安装固定在底部支撑上方，所述定位支撑的上方为自由端，定位支撑的长度可以调节，调节定位支撑的长度使得定位支撑的上端抵住支撑板下端面，通过定位支撑对支撑板的角度进行定位。
5.根据权利要求2所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，所述底部支撑下端设有移动轮。
6.根据权利要求4所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，所述底部支撑包括若干段支撑单元，支撑单元至少包括一个，同一底部支撑的支撑单元堆叠设置。
7.根据权利要求6所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，根据节点的三维坐标的纵向坐标选择支撑单元的数量。
8.根据权利要求7所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，水平方向移动底部支撑位置的同时借助全站仪测量支撑板的边角位置的平面坐标，直至支撑板边角位置平面坐标满足该位置节点的平面坐标。
9.根据权利要求8所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，待底部支撑的位置定位完成后，调节支撑板的角度，对边角位置的高度逐个调节，通过全站仪测量其中一个支撑板边角的纵向坐标，使得该边角位置的纵向坐标等于该位置节点的纵向坐标，调节完成一个边角位置的做标后调整靠近该边角位置的定位支撑的长度使得定位支撑的上端抵住支撑板下端；然后依照此方法调节剩余边角位置的高度。
10.根据权利要求1所述的一种复杂曲面造型空间建造的顶升装置定位方法，其特征在于，支撑板之间拼接成面，定位完成后检查相邻支撑板邻接位置是否存在支撑板之间起翘，若有则需重新调整该位置的支撑板角度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115059312A (zh) * 2022-07-06 2022-09-16 中国五冶集团有限公司 适用于大型钢结构定位安装及卸载的工装及施工方法

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CN114218649B (zh) * 2021-12-20 2023-03-24 江苏扬建集团有限公司 一种空间曲面网格结构制作方法
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