CN215631901U - 一种用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其包括多个调整架、胎架底座、固定装置和测量装置；其中调整架包括调整架底板、水平面角度调整装置、水平面位移调整装置、抗拔装置、竖向位移及水平度调整装置、竖向平面角度调整装置和工作台面。工作台面用于连接可拆卸定位板，制作装配式空间结构装配单元体时，单元体节点部分固定于调整到位的可拆卸定位板。本实用新型提供的可微调立体胎架主要依靠自身的全方位微调能力，以实现较高精度的放样，因此对于胎架自身的加工精度要求并不高，且其构成相对简单，故具有加工简易和造价低廉的特点。

Description

一种用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架

技术领域

本实用新型专利涉及装配式空间结构单元体的加工制作胎架，具体是指一种用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，属于钢结构领域。

背景技术

装配式空间结构，具有标准化设计、工厂化生产和装配化施工的优势，契合我国当前新型建筑工业化的发展趋势。对于模块单元体系的装配式空间结构，其模块单元的加工精度要求较高，是保证装配化施工顺利进行和建筑结构装配质量的关键点。

对于钢结构构件的加工，一般都需进行放样。以某一装配式空间网壳结构的单元体为例，单元体通过4个节点与其他单元体连接，因此要控制该单元体的加工尺寸，就需要对4个节点的空间位置进行放样。在对钢结构加工厂进行相关调研的基础上，发现对于装配式空间钢结构构件的加工制作精度，传统的放样模式很难保证，特别是角度的精度控制。如果某一节点的放样角度无法精确达到(例如，对于某柱面网壳的某类单元体，其上弦节点法兰盘与上弦所在平面的角度为95°)，在整体结构装配时，其装配误差就会不断累积、难以控制，导致施工效率低下，甚至无法成形，那么装配式结构便徒有虚名。因此，要保证装配化施工的顺利进行和装配质量，首先要解决的问题便是如何有效地提高单元体的加工制作精度，且应当基于当前国内钢结构的加工水平，兼顾造价和可操作性，以便于实际应用和推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对装配式空间结构装配单元体加工制作精度难以保证的问题，提供一种可微调胎架，可有效保证装配单元体的加工放样精度。其具有加工简易、造价低廉、可操作性强、适用范围广的优点。可微调胎架在设计范围内，对所有方向和角度均可进行微调整，经试验实践，对于控制点的调整精度可达0.1mm，表现出良好的微调能力。

本实用新型的目的通过下述方式实现：

本实用新型公开了一种用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其包括多个调整架、胎架底座、固定装置和测量装置；

所述的调整架包括：

调整架底板，其位于调整架的底部，通过固定装置固定在胎架底座上；

工作台面，其为预留有孔洞的组合构件，用于连接可拆卸定位板；所述的可拆卸定位板为依据需要预制的构件，所述可拆卸定位板根据实际需求布设若干用于测量装置测量坐标值的定位控制点；

竖向平面角度调整装置，其与工作台面相连，用于调整工作台面的竖向平面角度；

竖向位移及水平度调整装置，其与竖向平面角度调整装置相连，用于调整工作台面的竖向位移及水平度；

抗拔装置，其设置在水平面位移调整装置上，用于防止其上方部件的倾覆；

水平面位移调整装置，其上端与竖向位移及水平度调整装置相连，下端与水平面角度调整装置相连，用于调整工作台面的水平面位移；以及

水平面角度调整装置，其设置在调整架底板上，用于调整工作台面的水平面角度；

所述的测量装置用于测量可拆卸定位板上定位控制点的三维坐标。

优选地，所述的胎架底座包括H型钢及底板，H型钢焊接于底板上，H型钢的上翼缘用于提供固定调整架的卡槽。

优选地，所述的固定装置包括卡扣、垫块；每一个调整架由至少3个固定装置固定于胎架底座上；卡扣为垫板-螺栓组合件，垫板-螺栓组合件由2块带洞垫片和螺栓组成，上侧带洞垫片置于调整架底板和垫块的上侧，下侧带洞垫片置于H型钢上翼缘下侧，两块垫片通过螺栓连接并通过拧紧螺栓发挥紧固作用；垫块与调整架底板等厚。

优选地，所述的水平面角度调整装置包括两套螺杆装置，两套螺杆装置相对设置分别位于调整架的两侧，螺杆装置由焊接于上侧粗钢管的带螺孔小钢板、穿过该螺孔的长螺杆、焊接于下侧粗钢管的小挡板构成。

优选地，所述的螺杆装置的上侧粗钢管伸入到下侧粗钢管内部；下侧粗钢管设两道带有与上侧粗钢管外径相等尺寸圆孔的肋板，其中一道肋板作为下侧粗钢管的上端封板；上侧粗钢管焊有一道圆环，圆环内径与上侧粗钢管的外径相同，该圆环的下侧表面与下侧粗钢管的上端封板上表面接触，并可相对滑移；上侧粗钢管通过以上部位卡在下侧粗钢管中，并可实现相对转动，防止上侧粗钢管及以上的胎架部分发生倾覆。

优选地，所述的水平面位移调整装置包括四个方向的螺杆、带有螺孔的挡板和带有4个预留孔洞的底板构成的凹形底槽、带有4个预留孔洞的顶板；旋出所要移动方向一侧的螺杆，用以固定位移移动量；旋松所要移动方向两侧的螺杆降低移动阻力；旋进所要移动方向反侧的螺杆，起到主动作动作用；带有4个预留孔洞的凹形底槽和带有4个预留孔洞的顶板的接触面涂以润滑剂。

优选地，所述的抗拔装置由4套垫板-螺栓组合件构成；每套垫板-螺栓组合件均由螺栓、两个垫板和螺母组成，每套垫板-螺栓组合件的螺杆依次穿过垫板、水平面位移调整装置顶板的预留孔洞、垫板和螺母；其中预留孔洞的尺寸大于螺栓直径，小于垫板尺寸；垫板上的预留穿孔大于螺杆直径，小于螺母和螺帽直径。

优选地，所述的竖向位移及水平度调整装置包含2块带有3个预留孔洞的顶板和底板、3根长螺杆和螺母；预留孔洞的尺寸大于长螺杆直径；长螺杆依次穿过预留孔洞的顶板、第一螺母、第二螺母—、预留孔洞的底板、第三螺母，第一螺母和第三螺母起固定作用，第二螺母接触预留孔洞的底板的上侧，旋拧第二螺母可调整长螺杆穿过顶板和底板之间的距离；3个长螺杆控制的距离同步调整时，实现竖向位移的调整；不同步调整时，实现水平度调整。

优选地，所述的竖向平面角度调整装置，包含1根全螺纹长螺杆、预制开洞组合构件、连接轴；预制开洞组合构件与竖向位移及水平度调整装置的顶板焊接；连接轴用于连接工作台面；全螺纹长螺杆穿过预制开洞组合构件，顶住工作台面，通过旋进和旋出全螺纹长螺杆实现竖向平面角度的调整。

优选地，所述的工作台面含有1个为便于操作的预留大孔洞，4个预留螺栓孔洞，预留螺栓孔洞用以连接可拆卸定位板。

优选的，所述的工作台面含有1个为便于操作的预留大孔洞，4个预留螺栓孔洞，预留螺栓孔洞用以连接可拆卸定位板。

所述的测量装置用于测量可拆卸定位板上定位控制点的三维坐标，根据设计信息指导各个调整架的调整；测量装置使用激光跟踪测量仪、绝对激光跟踪仪或具有类似测量功能的仪器。

加工制作装配式空间结构装配单元体时，辅以临时支撑装置用以传递竖向荷载并减小变形；装配单元体在胎架上以点焊的方式固定，取下后，进行尺寸复核后，将焊缝焊满。

本实用新型为有效保证装配式空间结构装配单元体的加工放样精度，提供一种可微调胎架，其有益效果为：

a.本实用新型提供的可微调立体胎架主要依靠自身的全方位微调能力，以实现较高精度的放样，因此对于胎架自身的加工精度要求并不高，且其构成相对简单，故具有加工简易和造价低廉的特点。

b.本实用新型胎架的调整架对位移和角度的调节直接由手动实现，因此其具有较强的可操作性。

c.本实用新型胎架的调整架上定位板是可拆卸的，故只要根据需求的不同，设计相应的定位板，就可以将这一胎架应用于其他工程或试验构件的加工制作。具有适用范围广的特点。

d.本实用新型胎架在设计范围内，对所有方向和角度均可进行微调整，对于控制点的调整精度可达0.1mm，具有良好的调节精度，从而有效保证了六杆四面体装配单元的加工放样精度。

附图说明

图1为用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架的结构示意图；

图2为调整架的结构示意图；

图3为可微调胎架的工作状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实用新型的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其包括4个调整架1、胎架底座2、固定装置3和测量装置4；4个调整架1两两相对，分别设置在胎架底座2东南西北四个方向上。

所述的测量装置4使用激光跟踪测量仪、绝对激光跟踪仪或具有类似测量功能的仪器，其用于测量可拆卸定位板上定位控制点的三维坐标，根据设计信息指导各个调整架的调整。

本实施例的调整架1包括调整架底板5、水平面角度调整装置6、水平面位移调整装置7、抗拔装置8、竖向位移及水平度调整装置9、竖向平面角度调整装置10和工作台面11。

调整架底板5，其位于调整架1的底部，通过固定装置3固定在胎架底座2上；

工作台面11，其为预留有孔洞的组合构件，用于连接可拆卸定位板21；所述的可拆卸定位板21为依据需要预制的构件，可拆卸定位板21上布有若干定位点，用于测量装置4定位，制作装配式空间结构装配单元体时，单元体节点部分固定于调整到位的可拆卸定位板21

竖向平面角度调整装置10，与工作台面11相连，用于调整工作台面11的竖向平面角度；

竖向位移及水平度调整装置9，与竖向平面角度调整装置10相连，用于调整工作台面11的竖向位移及水平度；

抗拔装置8，设置在水平面位移调整装置7上，用于防止其上方部件的倾覆；

水平面位移调整装置7，其上端与竖向位移及水平度调整装置9相连，下端与水平面角度调整装置6相连，用于调整工作台面11的水平面位移。

水平面角度调整装置6，其设置在调整架底板5上，用于调整工作台面11的水平面角度。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述的胎架底座2包括H型钢12及底板13，H型钢12焊接于底板13上，H型钢的上翼缘用于提供固定调整架1的卡槽。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述的固定装置3包括卡扣14、垫块15；每一个调整架1由至少3个固定装置固定于胎架底座2上；卡扣14为垫板-螺栓组合件，垫板-螺栓组合件由2块带洞垫片和螺栓组成，上侧带洞垫片置于调整架底板5和垫块15的上侧，下侧带洞垫片置于H型钢12上翼缘下侧，两块垫片通过螺栓连接并通过拧紧螺栓发挥紧固作用；垫块15与调整架底板等厚。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述的水平面角度调整装置6通过两套螺杆装置实现，两套螺杆装置相对设置分别位于调整架的两侧；旋出一侧螺杆，作为固定角度用，旋进另一侧螺杆，起到主动作动作用。

具体的，所述的水平面角度调整装置6包括两套螺杆装置，两套螺杆装置相对设置分别位于调整架的两侧，螺杆装置由焊接于上侧粗钢管的带螺孔小钢板、穿过该螺孔的长螺杆、焊接于下侧粗钢管的小挡板构成，旋出一侧螺杆，螺杆端部与小挡板形成空隙，旋进另一侧螺杆，起到主动作动作用，推动螺杆装置以上的部分发生水平转动，然后再旋进之前旋出的螺杆消除螺杆端部与小挡板形成的空隙，起到固定角度的作用。

所述的螺杆装置的上侧粗钢管伸入到下侧粗钢管内部；下侧粗钢管设两道带有与上侧粗钢管外径相等尺寸圆孔的肋板，其中一道肋板作为下侧粗钢管的上端封板；上侧粗钢管焊有一道圆环，圆环内径与上侧粗钢管的外径相同，该圆环的下侧表面与下侧粗钢管的上端封板上表面接触，并可相对滑移；上侧粗钢管通过以上部位卡在下侧粗钢管中，并可实现相对转动，防止上侧粗钢管及以上的胎架部分发生倾覆。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述的水平面位移调整装置7通过四套螺杆装置实现，即所述的水平面位移调整装置7包括四个方向的螺杆、带有螺孔的挡板和带有4个预留孔洞的底板构成的凹形底槽、带有4个预留孔洞的顶板；旋出所要移动方向一侧的螺杆，用以固定位移移动量；旋松所要移动方向两侧的螺杆降低移动阻力；旋进所要移动方向反侧的螺杆，起到主动作动作用；水平面位移调整装置7下侧为带有4个预留孔洞的凹形底槽，上侧为带有4个预留孔洞的顶板，两者接触面涂以润滑剂。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述的抗拔装置8由4套垫板-螺栓组合件构成；每套垫板-螺栓组合件均由螺栓、两个垫板和螺母组成，每套垫板-螺栓组合件的螺杆依次穿过垫板、水平面位移调整装置7顶板的预留孔洞、垫板和螺母；其中预留孔洞的尺寸大于螺栓直径，小于垫板尺寸；垫板上的预留穿孔大于螺杆直径，小于螺母和螺帽直径。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述的竖向位移及水平度调整装置9包含2块带有3个预留孔洞的顶板和底板16、3根长螺杆17和螺母；通过旋拧螺母实现顶板和底板的相对位置变化。预留孔洞的尺寸大于长螺杆直径；长螺杆依次穿过预留孔洞的顶板、第一螺母、第二螺母—、预留孔洞的底板、第三螺母，第一螺母和第三螺母起固定作用，第二螺母接触预留孔洞的底板的上侧，旋拧第二螺母可调整长螺杆穿过顶板和底板之间的距离；3个长螺杆控制的距离同步调整时，实现竖向位移的调整；不同步调整时，实现水平度调整。

在本实用新型的一个具体实施例中，竖向平面角度调整装置10，包含1根全螺纹长螺杆18、预制开洞组合构件19、连接轴20；预制开洞组合构件19与竖向位移及水平度调整装置9的顶板焊接；连接轴20用于连接工作台面11；全螺纹长螺杆18穿过预制开洞组合构件19，顶住工作台面11，通过旋进和旋出全螺纹长螺杆18实现竖向平面角度的调整。

优选地，工作台面11含有1个为便于操作的预留大孔洞，4个预留螺栓孔洞，预留螺栓孔洞用以连接可拆卸定位板21。

加工制作装配式空间结构装配单元体22时，辅以临时支撑装置用以传递竖向荷载并减小变形；装配单元体22在胎架上以点焊的方式固定，取下后，进行尺寸复核后，将焊缝焊满。

使用本实用新型的可微调胎架时，具体操作步骤如下：

(1)根据所要加工的单元体的尺寸需求，确定调整架的个数并制作可拆卸定位板(如有必要需要根据需求调整调整架的加工尺寸)，将可这些定位板固定于调整架的工作台面，根据所需加工的单元体尺寸，大致固定调整架于胎架底座上；

(2)放置测量装置，测量各调整架上可拆卸定位板定位控制点的三维坐标，如所测坐标值偏差超出调整架微调范围，则根据需要移动调整架。

(3)若定位控制点偏差范围在调整架调节范围内，则拧紧调整架与地座的固定装置，根据控制点坐标的偏差值调节调整架。其中，为了最快地逼近理论坐标值，减少“测量—调整”的循环次数，应当先将定位板在竖直平面内的空间角度(实际转化为相应控制点之间的坐标差值)调整到位，然后再调节竖向位置和水平位置。

(4)调节至满足要求后，通过长度测量工具抽测各胎架间可拆卸定位板上控制点间的距离，以进行复核。

(5)在可拆卸定位板上固定单元体的节点部分，将单元体的杆件与节点部分点焊连接，必要时辅以临时支撑装置用以传递竖向荷载并减小变形。

(6)解除单元体的节点部分与可拆卸定位板的固定连接，取下单元体，进行尺寸复核，并将焊缝焊满。完成单元体的制作。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于包括多个调整架(1)、胎架底座(2)、固定装置(3)和测量装置(4)；

所述的调整架(1)包括：

调整架底板(5)，其位于调整架(1)的底部，通过固定装置(3)固定在胎架底座(2)上；

工作台面(11)，其为预留有孔洞的组合构件，用于连接可拆卸定位板(21)；所述的可拆卸定位板(21)为依据需要预制的构件，所述可拆卸定位板(21)根据实际需求布设若干用于测量装置(4)测量坐标值的定位控制点；

竖向平面角度调整装置(10)，其与工作台面(11)相连，用于调整工作台面(11)的竖向平面角度；

竖向位移及水平度调整装置(9)，其与竖向平面角度调整装置(10)相连，用于调整工作台面(11)的竖向位移及水平度；

抗拔装置(8)，其设置在水平面位移调整装置(7)上，用于防止其上方部件的倾覆；

水平面位移调整装置(7)，其上端与竖向位移及水平度调整装置(9)相连，下端与水平面角度调整装置(6)相连，用于调整工作台面(11)的水平面位移；以及

水平面角度调整装置(6)，其设置在调整架底板(5)上，用于调整工作台面(11)的水平面角度；

所述的测量装置(4)用于测量可拆卸定位板(21)上定位控制点的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的胎架底座(2)包括H型钢(12)及底板(13)，H型钢(12)焊接于底板(13)上，H型钢的上翼缘用于提供固定调整架(1)的卡槽。

3.根据权利要求2所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的固定装置(3)包括卡扣(14)、垫块(15)；每一个调整架(1)由至少3个固定装置固定于胎架底座(2)上；卡扣(14)为垫板-螺栓组合件，垫板-螺栓组合件由2块带洞垫片和螺栓组成，上侧带洞垫片置于调整架底板(5)和垫块(15)的上侧，下侧带洞垫片置于H型钢(12)上翼缘下侧，两块垫片通过螺栓连接并通过拧紧螺栓发挥紧固作用；垫块(15)与调整架底板等厚。

4.根据权利要求1所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的水平面角度调整装置(6)包括两套螺杆装置，两套螺杆装置相对设置分别位于调整架的两侧，螺杆装置由焊接于上侧粗钢管的带螺孔小钢板、穿过该螺孔的长螺杆、焊接于下侧粗钢管的小挡板构成。

5.根据权利要求4所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于，所述的螺杆装置的上侧粗钢管伸入到下侧粗钢管内部；下侧粗钢管设两道带有与上侧粗钢管外径相等尺寸圆孔的肋板，其中一道肋板作为下侧粗钢管的上端封板；上侧粗钢管焊有一道圆环，圆环内径与上侧粗钢管的外径相同，该圆环的下侧表面与下侧粗钢管的上端封板上表面接触，并可相对滑移；上侧粗钢管通过以上部位卡在下侧粗钢管中，并可实现相对转动，防止上侧粗钢管及以上的胎架部分发生倾覆。

6.根据权利要求1所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的水平面位移调整装置(7)包括四个方向的螺杆、带有螺孔的挡板和带有4个预留孔洞的底板构成的凹形底槽、带有4个预留孔洞的顶板；旋出所要移动方向一侧的螺杆，用以固定位移移动量；旋松所要移动方向两侧的螺杆降低移动阻力；旋进所要移动方向反侧的螺杆，起到主动作动作用；带有4个预留孔洞的凹形底槽和带有4个预留孔洞的顶板的接触面涂以润滑剂。

7.根据权利要求1所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的抗拔装置(8)由4套垫板-螺栓组合件构成；每套垫板-螺栓组合件均由螺栓、两个垫板和螺母组成，每套垫板-螺栓组合件的螺杆依次穿过垫板、水平面位移调整装置(7)顶板的预留孔洞、垫板和螺母；其中预留孔洞的尺寸大于螺栓直径，小于垫板尺寸；垫板上的预留穿孔大于螺杆直径，小于螺母和螺帽直径。

8.根据权利要求1所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的竖向位移及水平度调整装置(9)包含2块带有3个预留孔洞的顶板和底板(16)、3根长螺杆(17)和螺母；预留孔洞的尺寸大于长螺杆直径；长螺杆依次穿过预留孔洞的顶板、第一螺母、第二螺母—、预留孔洞的底板、第三螺母，第一螺母和第三螺母起固定作用，第二螺母接触预留孔洞的底板的上侧，旋拧第二螺母可调整长螺杆穿过顶板和底板之间的距离；3个长螺杆控制的距离同步调整时，实现竖向位移的调整；不同步调整时，实现水平度调整。

9.根据权利要求1所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的竖向平面角度调整装置(10)，包含1根全螺纹长螺杆(18)、预制开洞组合构件(19)、连接轴(20)；预制开洞组合构件(19)与竖向位移及水平度调整装置(9)的顶板焊接；连接轴(20)用于连接工作台面(11)；全螺纹长螺杆(18)穿过预制开洞组合构件(19)，顶住工作台面(11)，通过旋进和旋出全螺纹长螺杆(18)实现竖向平面角度的调整。

10.根据权利要求1所述的用于加工制作装配式空间结构装配单元体的可微调胎架，其特征在于所述的工作台面(11)含有1个为便于操作的预留大孔洞，4个预留螺栓孔洞，预留螺栓孔洞用以连接可拆卸定位板(21)。

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