CN114227120B - 一种钢结构虚拟预拼接工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构拼接技术领域，公开了一种钢结构虚拟预拼接工装，包括施压板和击发板。本发明通过在驱动盘转动前，承压盘随意转动，使施压板和击发板的相对面与钢件的表面相贴合，然后将钢件放置在击发板上，使施压板和击发板完成对钢件的固定，由于施压板对钢件进行施压时，使击发件进入驱动环槽内，驱动柱与击发件相接触以为完成卡接，从而实现驱动盘与承压盘的联动，此时以驱动盘与承压盘联动时的角度为初始值，从而使驱动盘进行转动，以带动钢件进行转动，从而达到调节其水平度的问题，避免了钢件焊接时钢件之间存在角度差，导致钢件的焊接连接处的强度和所承受的扭矩以及内部应力均为发生变化和拼接所形成的钢件的水平度下降的问题。

Description

一种钢结构虚拟预拼接工装

技术领域

本发明涉及钢结构拼接技术领域，具体为一种钢结构虚拟预拼接工装。

背景技术

钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。钢结构容易锈蚀，一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。而焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

钢件在施工现场进行组装焊接时，钢件之间的对接是钢结构稳固性是否达标的关键要素。钢件在进行现场施工时，由于场地环境等因素，往往会造成钢件之间的焊接面产生角度差，导致钢件的焊接连接处的强度和所承受的扭矩以及内部应力均为发生变化，对于一些较长钢件，甚至为引起拼接所形成的钢件的水平度下降。此外，现场焊接时，焊缝的宽度需要根据实际的应用场景进行有效的调整，但对钢件进行调整时，无法对钢件进行相对水平的稳定移动，导致焊缝的宽度调节较为粗糙。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢结构虚拟预拼接工装，具备钢件角度调整、焊缝调节、平移锁定等优点，解决了钢件之间的焊接面产生角度差导致钢件的焊接连接处的强度和所承受的扭矩以及内部应力均为发生变化以及拼接所形成的钢件的水平度下降和无法对钢件进行相对水平的稳定移动所导致焊缝的宽度调节较为粗糙等的问题。

（二）技术方案

为解决上述钢件之间的焊接面产生角度差导致钢件的焊接连接处的强度和所承受的扭矩以及内部应力均为发生变化以及拼接所形成的钢件的水平度下降和无法对钢件进行相对水平的稳定移动所导致焊缝的宽度调节较为粗糙等的技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种钢结构虚拟预拼接工装，包括能相互靠近的施压板和击发板，还包括能相互锁定的承压盘和驱动盘；

所述驱动盘的一侧开设有驱动柱，所述承压盘的一侧开设有与所述驱动柱相切的驱动环槽，所述驱动柱绕所述驱动环槽做圆周运动，所述承压盘内设置有击发件，通过所述击发板对所述击发件施加力使所述击发件进入所述驱动环槽能与所述驱动柱相接触而实现所述驱动盘与承压盘的联动。

优选地，所述承压盘的一侧的两端均开设有限位槽，所述限位槽滑动连接有限位块，所述限位块开设在所述击发板的两端的两侧，用以限定和安装所述击发板；

所述承压盘的一侧中部开设有导向槽，所述导向槽滑动连接有导向块，所述导向块开设在所述施压板的两端的两侧，用以限定和安装所述施压板，并引导所述施压板靠近所述击发板以完成对钢件的固定和所述击发件的运动。

优选地，所述击发件包括击发腔，所述击发腔开设在所述承压盘内，并与所述驱动环槽相通，所述击发腔贯穿并滑动连接有联动柱，所述联动柱的一端与所述击发板相接触以获得动力而发生平移，另一端与经平移进入所述驱动环槽内与所述驱动柱相接触，以实现所述驱动盘与承压盘的联动。

优选地，所述联动柱的一端为楔形，且靠近楔形端的位置开设有弹簧座，所述弹簧座的一侧固定安装有复位弹簧，所述复位弹簧的一端固定安装有限位座，所述限位座贯穿并滑动连接在所述联动柱上，且所述限位座的一侧始终与所述击发腔的内壁一侧贴合。

优选地，所述导向块贯穿并螺纹连接有紧固螺杆，所述紧固螺杆贯穿并转动连接所述导向槽，所述紧固螺杆的一端固定安装有紧固旋钮。

优选地，还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述驱动盘转动；

所述驱动组件包括安装座，所述安装座上固定安装有双轴电机，且所述安装座的上表面两侧均固定安装有转动架，所述转动架贯穿并转动连接有驱动轴，所述驱动轴的一端与所述驱动盘的一侧固定安装，另一端和所述双轴电机的输出轴上均固定安装有齿轮，所述齿轮通过链条实现动力传输。

优选地，还包括平移组件，所述平移组件包括基座和滑轨，所述滑轨分别固定安装在所述基座的上表面两侧，且所述滑轨与所述安装座滑动连接，所述安装座的下表面开设有螺纹座，所述螺纹座贯穿并螺纹连接有平移螺杆，所述平移螺杆转动连接在所述基座上。

优选地，所述安装座的两端均固定安装有卡勾，所述平移组件驱动所述安装座平移使所述卡勾与自锁组件相卡接；

所述自锁组件包括自锁座，所述自锁座滑动安装在所述滑轨上，所述自锁座的两端均设置有卡棍，所述卡棍与所述卡勾相卡接。

优选地，所述卡棍的两端均贯穿并转动连接有活动柱，所述活动柱贯穿并滑动连接有基柱，所述基柱固定安装在所述自锁座上，所述活动柱的一端位于所述基柱内并固定安装有锁定板，所述锁定板的下表面固定安装有锁定弹簧，所述锁定弹簧的一端固定安装在所述基柱的内壁底部。

优选地，所述基座的上表面中部固定安装有龙门架，所述龙门架贯穿并转动连接有调距螺杆，所述调距螺杆贯穿并螺纹连接有调距块，所述调距块的一侧转动连接有连接板，所述连接板的一端转动连接在所述自锁座的一侧；

所述调距螺杆的一端固定连接有调距旋钮。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种钢结构虚拟预拼接工装，具备以下有益效果：

1、本发明通过在驱动盘转动前，承压盘随意转动，使施压板和击发板的相对面与钢件的表面相贴合，然后将钢件放置在击发板上，并通过施压板对钢件进行挤压，使施压板和击发板完成对钢件的固定，由于施压板对钢件进行施压时，击发板挤压击发件，使击发件进入驱动环槽内，当驱动盘进行转动时，驱动柱与击发件相接触以为完成卡接，从而实现驱动盘与承压盘的联动，此时以驱动盘与承压盘联动时的角度为初始值，从而使驱动盘进行转动，以带动钢件进行转动，从而达到调节其水平度的问题，避免了钢件焊接时钢件之间存在角度差，导致钢件的焊接连接处的强度和所承受的扭矩以及内部应力均为发生变化和拼接所形成的钢件的水平度下降的问题。

2、本发明通过转动平移螺杆，使安装座在滑轨的导向作用下向自锁组件靠近，并通过卡勾与自锁组件完成锁定，实现对安装座的固定，避免在焊接的过程中，安装座发生移动，导致焊缝发生变化而引发应力和强度的改变，同时也避免了焊接过程中已经焊接的部分发生撕裂造成焊接失效。

3、本发明通过在滑轨的两端分别设置安装座，且安装座上的机构相同，对两个钢件进行调整，并相互靠近，从而通过平移组件达到焊缝稳定调节的目的，解决了无法对钢件进行相对水平的稳定移动，导致焊缝的宽度调节较为粗糙的问题。

4、本发明通过转动调距旋钮，使调距旋钮带动调距螺杆进行转动，从而使调距块沿龙门架的下表面进行移动，进而通过连接板驱动自锁座进行沿滑轨进行移动，从而达到调节卡棍和卡勾之间的距离的目的，进而实现了对焊缝距离的调节，使自锁组件满足对多种焊缝宽度情况下对安装座的锁定。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的局部结构图；

图3为本发明的局部结构爆炸图；

图4为本发明的承压盘局部剖视图；

图5为本发明的基柱的剖视简图。

图中：1、施压板；2、击发板；3、承压盘；4、驱动盘；5、驱动柱；6、驱动环槽；7、击发件；701、击发腔；702、联动柱；703、弹簧座；704、复位弹簧；705、限位座；8、限位槽；9、限位块；10、导向槽；11、导向块；12、紧固螺杆；13、紧固旋钮；14、安装座；15、双轴电机；16、转动架；17、驱动轴；18、齿轮；19、链条；20、基座；21、滑轨；22、螺纹座；23、平移螺杆；24、自锁座；25、卡棍；26、活动柱；27、基柱；28、锁定板；29、锁定弹簧；30、龙门架；31、调距螺杆；32、调距块；33、连接板；34、调距旋钮；35、卡勾。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种钢结构虚拟预拼接工装。

实施例一：

请参阅图1-3，一种钢结构虚拟预拼接工装，包括能相互靠近的施压板1和击发板2，还包括能相互锁定的承压盘3和驱动盘4；

所述驱动盘4的一侧开设有驱动柱5，所述承压盘3的一侧开设有与所述驱动柱5相切的驱动环槽6，所述驱动柱5绕所述驱动环槽6做圆周运动，所述承压盘3内设置有击发件7，通过所述击发板2对所述击发件7施加力使所述击发件7进入所述驱动环槽6能与所述驱动柱5相接触而实现所述驱动盘4与承压盘3的联动。

从而在驱动盘4转动前，承压盘3随意转动，使施压板1和击发板2的相对面与钢件的表面相贴合，然后将钢件放置在击发板2上，并通过施压板1对钢件进行挤压，使施压板1和击发板2完成对钢件的固定，由于施压板1对钢件进行施压时，击发板2挤压击发件7，使击发件7进入驱动环槽6内，当驱动盘4进行转动时，驱动柱5与击发件7相接触以为完成卡接，从而实现驱动盘4与承压盘3的联动，此时以驱动盘4与承压盘3联动时的角度为初始值，从而使驱动盘4进行转动，以带动钢件进行转动，从而达到调节其水平度的问题，避免了钢件焊接时钢件之间存在角度差，导致钢件的焊接连接处的强度和所承受的扭矩以及内部应力均为发生变化和拼接所形成的钢件的水平度下降的问题。

请参阅图3，进一步地，承压盘3的一侧的两端均开设有限位槽8，所述限位槽8滑动连接有限位块9，所述限位块9开设在所述击发板2的两端的两侧，用以限定和安装所述击发板2；

所述承压盘3的一侧中部开设有导向槽10，所述导向槽10滑动连接有导向块11，所述导向块11开设在所述施压板1的两端的两侧，用以限定和安装所述施压板1，并引导所述施压板1靠近所述击发板2以完成对钢件的固定和所述击发件7的运动。

从而通过限位槽8和限位块9为击发板2的移动提供导向作用，通过导向槽10和导向块11为施压板1提供导向作用，以提高击发板2和施压板1的移动稳定性，避免对钢件夹持产生干扰。

请参阅图3和图4，进一步地，击发件7包括击发腔701，所述击发腔701开设在所述承压盘3内，并与所述驱动环槽6相通，所述击发腔701贯穿并滑动连接有联动柱702，所述联动柱702的一端与所述击发板2相接触以获得动力而发生平移，另一端与经平移进入所述驱动环槽6内与所述驱动柱5相接触，以实现所述驱动盘4与承压盘3的联动。

优选地，所述联动柱702的一端为楔形，且靠近楔形端的位置开设有弹簧座703，所述弹簧座703的一侧固定安装有复位弹簧704，所述复位弹簧704的一端固定安装有限位座705，所述限位座705贯穿并滑动连接在所述联动柱702上，且所述限位座705的一侧始终与所述击发腔701的内壁一侧贴合。

从而通过击发板2受到钢件的压力后，挤压联动柱702，使联动柱702发生平移，从而使弹簧座703挤压复位弹簧704，同时将联动柱702的一端平移至驱动环槽6内，完成驱动盘4与承压盘3的联动的预备条件，然后随着驱动盘4带动驱动柱5的转动，从而使驱动柱5与联动柱702相卡接在一起，完成驱动盘4与承压盘3的锁定。

此外，驱动柱5与联动柱702接触后的卡接机构原理为：

驱动柱5上设置卡槽，联动柱702上设置与卡槽对应的卡环，两者相接触，使卡槽与卡环相卡接，当联动柱702复位时，卡环受到横向拉力而从卡槽内脱离，从而实现驱动柱5与联动柱702的分离，该设置也避免了驱动盘4与承压盘3在联动过程中，驱动盘4与承压盘3之间动力中断的问题。

进一步地，所述导向块11贯穿并螺纹连接有紧固螺杆12，所述紧固螺杆12贯穿并转动连接所述导向槽10，所述紧固螺杆12的一端固定安装有紧固旋钮13；

从而通过转动紧固旋钮13，使紧固螺杆12发生转动，进而使施压板1向击发板2移动，完成对钢件的固定。

请参阅图1和图2，进一步地，还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述驱动盘4转动；

所述驱动组件包括安装座14，所述安装座14上固定安装有双轴电机15，且所述安装座14的上表面两侧均固定安装有转动架16，所述转动架16贯穿并转动连接有驱动轴17，所述驱动轴17的一端与所述驱动盘4的一侧固定安装，另一端和所述双轴电机15的输出轴上均固定安装有齿轮18，所述齿轮18通过链条19实现动力传输。

从而通过双轴电机15进行转动，通过齿轮18和链条19的转速调节带动驱动轴17进行转动，进而带动驱动盘4进行转动，实现了为驱动盘4提供旋转的动力。

实施例二：

请参阅图1和图3，还包括平移组件，所述平移组件包括基座20和滑轨21，所述滑轨21分别固定安装在所述基座20的上表面两侧，且所述滑轨21与所述安装座14滑动连接，所述安装座14的下表面开设有螺纹座22，所述螺纹座22贯穿并螺纹连接有平移螺杆23，所述平移螺杆23转动连接在所述基座20上；

所述安装座14的两端均固定安装有卡勾35，所述平移组件驱动所述安装座14平移使所述卡勾35与自锁组件相卡接；

所述自锁组件包括自锁座24，所述自锁座24滑动安装在所述滑轨21上，所述自锁座24的两端均设置有卡棍25，所述卡棍25与所述卡勾35相卡接；

从而通过转动平移螺杆23，使安装座14在滑轨21的导向作用下向自锁组件靠近，并通过卡勾35与自锁组件完成锁定，实现对安装座14的固定，避免在焊接的过程中，安装座14发生移动，导致焊缝发生变化而引发应力和强度的改变，同时也避免了焊接过程中已经焊接的部分发生撕裂造成焊接失效；

此外，在滑轨的两端分别设置安装座14，且安装座14上的机构相同，对两个钢件进行调整，并相互靠近，从而通过平移组件达到焊缝稳定调节的目的，解决了无法对钢件进行相对水平的稳定移动，导致焊缝的宽度调节较为粗糙的问题。

请参阅图1、图3和图5，进一步地，所述卡棍25的两端均贯穿并转动连接有活动柱26，所述活动柱26贯穿并滑动连接有基柱27，所述基柱27固定安装在所述自锁座24上，所述活动柱26的一端位于所述基柱27内并固定安装有锁定板28，所述锁定板28的下表面固定安装有锁定弹簧29，所述锁定弹簧29的一端固定安装在所述基柱27的内壁底部。

从而在卡勾35靠近卡棍25时，卡勾35先挤压卡棍25，使活动柱26向下偏移，从而挤压锁定弹簧29，当卡勾35与自锁座24的一侧相接触时，卡棍25在压缩的锁定弹簧29的弹力作用下复位，从而完成对安装座14的锁定。

实施例三：

请参阅图1和图3，所述基座20的上表面中部固定安装有龙门架30，所述龙门架30贯穿并转动连接有调距螺杆31，所述调距螺杆31贯穿并螺纹连接有调距块32，所述调距块32的一侧转动连接有连接板33，所述连接板33的一端转动连接在所述自锁座24的一侧；

所述调距螺杆31的一端固定连接有调距旋钮34。

通过转动调距旋钮34，使调距旋钮34带动调距螺杆31进行转动，从而使调距块32沿龙门架30的下表面进行移动，进而通过连接板33驱动自锁座24进行沿滑轨21进行移动，从而达到调节卡棍25和卡勾35之间的距离的目的，进而实现了对焊缝距离的调节，使自锁组件满足对多种焊缝宽度情况下对安装座14的锁定。

请参阅图1，进一步地，若两侧均安装有安装座14，则调距块32的两侧均设置自锁座24，两侧的自锁座24的运动原理相同。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种钢结构虚拟预拼接工装，包括能相互靠近的施压板（1）和击发板（2），其特征在于：还包括能相互锁定的承压盘（3）和驱动盘（4）；

所述驱动盘（4）的一侧开设有驱动柱（5），所述承压盘（3）的一侧开设有与所述驱动柱（5）相切的驱动环槽（6），所述驱动柱（5）绕所述驱动环槽（6）做圆周运动，所述承压盘（3）内设置有击发件（7），通过所述击发板（2）对所述击发件（7）施加力使所述击发件（7）进入所述驱动环槽（6）能与所述驱动柱（5）相接触而实现所述驱动盘（4）与承压盘（3）的联动，在驱动盘（4）转动前承压盘（3）可以转动，使施压板（1）和击发板（2）的相对面与钢件的表面相贴合，当驱动盘（4）进行转动时，驱动柱（5）与击发件（7）相接触以完成卡接，从而实现驱动盘（4）与承压盘（3）的联动，以驱动盘（4）与承压盘（3）联动时的角度为初始值，从而使驱动盘（4）进行转动，进而带动钢件转动；所述承压盘（3）的一侧的两端均开设有限位槽（8），所述限位槽（8）滑动连接有限位块（9），所述限位块（9）开设在所述击发板（2）的两端的两侧，用以限定和安装所述击发板（2）；

所述承压盘（3）的一侧中部开设有导向槽（10），所述导向槽（10）滑动连接有导向块（11），所述导向块（11）开设在所述施压板（1）的两端的两侧，用以限定和安装所述施压板（1），并引导所述施压板（1）靠近所述击发板（2）以完成对钢件的固定和所述击发件（7）的运动；通过限位槽（8）和限位块（9）为击发板（2）的移动提供导向，通过导向槽（10）和导向块（11）为施压板（1）提供导向，以提高击发板（2）和施压板（1）的移动稳定性，避免对钢件夹持产生干扰；所述击发件（7）包括击发腔（701），所述击发腔（701）开设在所述承压盘（3）内，并与所述驱动环槽（6）相通，所述击发腔（701）贯穿并滑动连接有联动柱（702），所述联动柱（702）的一端与所述击发板（2）相接触以获得动力而发生平移，另一端与经平移进入所述驱动环槽（6）内与所述驱动柱（5）相接触，以实现所述驱动盘（4）与承压盘（3）的联动；所述联动柱（702）的一端为楔形，且靠近楔形端的位置开设有弹簧座（703），所述弹簧座（703）的一侧固定安装有复位弹簧（704），所述复位弹簧（704）的一端固定安装有限位座（705），所述限位座（705）贯穿并滑动连接在所述联动柱（702）上，且所述限位座（705）的一侧始终与所述击发腔（701）的内壁一侧贴合；通过击发板（2）受到钢件的压力后，挤压联动柱（702），使联动柱（702）发生平移，从而使弹簧座（703）挤压复位弹簧（704），同时将联动柱（702）的一端平移至驱动环槽（6）内，完成驱动盘（4）与承压盘（3）的联动的预备条件，然后随着驱动盘（4）带动驱动柱（5）的转动，从而使驱动柱（5）与联动柱（702）相卡接在一起，完成驱动盘（4）与承压盘（3）的锁定；所述导向块（11）贯穿并螺纹连接有紧固螺杆（12），所述紧固螺杆（12）贯穿并转动连接所述导向槽（10），所述紧固螺杆（12）的一端固定安装有紧固旋钮（13）；还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述驱动盘（4）转动；

所述驱动组件包括安装座（14），所述安装座（14）上固定安装有双轴电机（15），且所述安装座（14）的上表面两侧均固定安装有转动架（16），所述转动架（16）贯穿并转动连接有驱动轴（17），所述驱动轴（17）的一端与所述驱动盘（4）的一侧固定安装，另一端和所述双轴电机（15）的输出轴上均固定安装有齿轮（18），所述齿轮（18）通过链条（19）实现动力传输。

2.根据权利要求1所述的一种钢结构虚拟预拼接工装，其特征在于：还包括平移组件，所述平移组件包括基座（20）和滑轨（21），所述滑轨（21）分别固定安装在所述基座（20）的上表面两侧，且所述滑轨（21）与所述安装座（14）滑动连接，所述安装座（14）的下表面开设有螺纹座（22），所述螺纹座（22）贯穿并螺纹连接有平移螺杆（23），所述平移螺杆（23）转动连接在所述基座（20）上。

3.根据权利要求2所述的一种钢结构虚拟预拼接工装，其特征在于：所述安装座（14）的两端均固定安装有卡勾（35），所述平移组件驱动所述安装座（14）平移使所述卡勾（35）与自锁组件相卡接；

所述自锁组件包括自锁座（24），所述自锁座（24）滑动安装在所述滑轨（21）上，所述自锁座（24）的两端均设置有卡棍（25），所述卡棍（25）与所述卡勾（35）相卡接；通过转动平移螺杆（23），使安装座（14）在滑轨（21）的导向作用下向自锁组件靠近，并通过卡勾（35）与自锁组件完成锁定，实现对安装座（14）的固定，避免在焊接的过程中，安装座（14）发生移动，导致焊缝发生变化而引发应力和强度的改变。

4.根据权利要求3所述的一种钢结构虚拟预拼接工装，其特征在于：所述卡棍（25）的两端均贯穿并转动连接有活动柱（26），所述活动柱（26）贯穿并滑动连接有基柱（27），所述基柱（27）固定安装在所述自锁座（24）上，所述活动柱（26）的一端位于所述基柱（27）内并固定安装有锁定板（28），所述锁定板（28）的下表面固定安装有锁定弹簧（29），所述锁定弹簧（29）的一端固定安装在所述基柱（27）的内壁底部。

5.根据权利要求4所述的一种钢结构虚拟预拼接工装，其特征在于：所述基座（20）的上表面中部固定安装有龙门架（30），所述龙门架（30）贯穿并转动连接有调距螺杆（31），所述调距螺杆（31）贯穿并螺纹连接有调距块（32），所述调距块（32）的一侧转动连接有连接板（33），所述连接板（33）的一端转动连接在所述自锁座（24）的一侧；

所述调距螺杆（31）的一端固定连接有调距旋钮（34）。

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