CN216006629U - 装配式桥梁智能安装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种装配式桥梁智能安装系统，包括：吊装场地、智能全站仪、移动终端、控制平台、通信组件、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备；智能全站仪、控制平台、通信组件、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备均与移动终端相连；通信组件用于建立智能全站仪、移动终端、控制平台、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备的通信；智能全站仪用于通过构件位置跟踪组件获取吊装场地内的目标吊装构件的位置信息；移动终端用于通过控制平台控制吊装对象调整设备对目标吊装构件进行位置移动调整，以实现对桥梁的智能安装，有效地提高了装配式桥梁安装的智能化水平和自动化水平。

Description

装配式桥梁智能安装系统

技术领域

本实用新型属于桥梁安装技术领域，具体涉及一种装配式桥梁智能安装系统。

背景技术

装配式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，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，尤其是桥梁施工建造领域应用广泛，装配式桥梁安装也逐渐的占据了主要的角色。目前，在对墩柱、盖梁等进行移动安装的时，多采用人工配合的方式完成，不仅存在一定的安全隐患，而且建造成本高，自动化水平相对较低。

因此，如何提高装配式桥梁安装系统的智能化水平和自动化水平成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

为了至少解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种装配式桥梁智能安装系统，以提高装配式桥梁安装的智能化水平和自动化水平。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种装配式桥梁智能安装系统，包括：吊装场地、智能全站仪、移动终端、控制平台、通信组件、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备；

所述通信组件用于建立所述智能全站仪、所述移动终端、所述控制平台、所述构件位置跟踪组件和所述吊装对象调整设备的通信；

所述智能全站仪用于通过所述构件位置跟踪组件获取所述吊装场地内的目标吊装构件的位置信息；

所述移动终端用于通过所述控制平台控制所述吊装对象调整设备对所述目标吊装构件进行位置移动调整，以实现对桥梁的智能安装。

可选的，上述所述构件位置跟踪组件包括贴片和360度棱镜；

所述360度棱镜设置于所述目标吊装构件的测量位置，所述贴片设置于所述目标吊装构件面向所述智能全站仪的侧面上。

可选的，上述所述构件位置跟踪组件还包括：贴片模板；

所述贴片设置于所述贴片模板的中心位置，所述贴片模板设置于所述目标吊装构件面向所述智能全站仪的侧面上。

可选的，上述所述吊装对象调整设备包括：吊车和多个千斤顶；

所述吊车用于对所述目标吊装构件进行位置粗调，以使所述目标吊装构件移动至槽口；

多个所述千斤顶用于对位于所述槽口的目标吊装构件进行位置细调，以使所述目标吊装构件的位置和姿态调整至目标状态。

可选的，上述多个所述千斤顶围绕所述槽口设置，控制平台通过控制不同的千斤顶控制所述目标吊装构件的位置和姿态。

可选的，上述所述的装配式桥梁智能安装系统，还包括测量组件；

所述测量组件与所述移动终端相连；

所述测量组件用于测量目标吊装构件的尺寸信息，所述移动终端根据所述尺寸信息调整所述多个千斤顶的设置位置。

可选的，上述所述移动终端包括数据处理模块和坐标系建立模块；

所述坐标系建立模块用于以槽口为原点建立所述吊装场地的放样坐标系；

所述数据处理模块用于根据所述构件位置跟踪组件读取所述目标吊装构件的坐标信息。

可选的，上述所述数据处理模块还包括配置单元；

所述配置单元用于写入构件位置跟踪组件和所述目标吊装构件的坐标信息。

可选的，上述所述通信组件采用TCPIP协议建立无线通信局域网；

所述智能全站仪、所述移动终端、所述控制平台、所述构件位置跟踪组件和所述吊装对象调整设备在所述无线通信局域网内进行数据交互。

可选的，上述所述移动终端通过GeoCOM命令与所述智能全站仪进行信息交互。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种装配式桥梁智能安装系统，包括：吊装场地、智能全站仪、移动终端、控制平台、通信组件、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备；智能全站仪、控制平台、通信组件、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备均与移动终端相连；通信组件用于建立智能全站仪、移动终端、控制平台、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备的通信；智能全站仪用于通过构件位置跟踪组件获取吊装场地内的目标吊装构件的位置信息；移动终端用于通过控制平台控制吊装对象调整设备对目标吊装构件进行位置移动调整，以实现对桥梁的智能安装，通过移动终端控制智能全站仪以获取目标吊装构件的的位置信息，然后通过控制平台控制吊装对象调整设备的方式，可以实现自动化的操作，实现对桥梁的自动化装配，不仅仅解决了安全隐患问题，还有效的节约了成本，提高了装配式桥梁安装的智能化水平和自动化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的装配式桥梁智能安装系统的一种结构示意图；

图2是吊装场地及槽口的结构示意图；

图3是墩柱的结构示意图；

图4是千斤顶与槽口位置的安装示意图；

图5是贴片模板的示意图；

图6是贴片布置的结构示意图；

图7是装配式桥梁智能安装系统的自动化装配流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1是本实用新型实施例提供的装配式桥梁智能安装系统的一种结构示意图；图2是吊装场地及槽口的结构示意图；图3是墩柱的结构示意图；图4是千斤顶与槽口位置的安装示意图；图5是贴片模板的示意图；图6是贴片布置的结构示意图；图7是装配式桥梁智能安装系统的自动化装配流程图。

如图1所示，本实施例提供的一种装配式桥梁智能安装系统，包括：吊装场地、智能全站仪2、移动终端3、控制平台4、通信组件6、构件位置跟踪组件1和吊装对象调整设备5，其中，通信组件6用于建立智能全站仪2、移动终端3、控制平台4、构件位置跟踪组件1和吊装对象调整设备5的通信；智能全站仪2用于通过构件位置跟踪组件1获取吊装场地内的目标吊装构件的位置信息；移动终端3用于通过控制平台4控制吊装对象调整设备5对目标吊装构件进行位置移动调整，以实现对桥梁的智能安装。

在一个具体的实现过程中，构件位置跟踪组件1包括贴片和360度棱镜， 360度棱镜设置于目标吊装构件的测量位置，贴片设置于目标吊装构件面向智能全站仪2的侧面上。构件位置跟踪组件1还包括：贴片模板，贴片设置于贴片模板的中心位置，贴片模板设置于目标吊装构件面向智能全站仪2的侧面上。吊装对象调整设备5包括：吊车和多个千斤顶；吊车用于对目标吊装构件进行位置粗调，以使目标吊装构件移动至槽口；多个千斤顶用于对位于槽口的目标吊装构件进行位置细调，以使目标吊装构件的位置和姿态调整至目标状态，多个千斤顶围绕槽口设置，控制平台4通过控制不同的千斤顶控制目标吊装构件的位置和姿态。为了便于对千斤顶位置的设置，还包括有测量组件，测量组件与移动终端3相连，测量组件用于测量目标吊装构件的尺寸信息，移动终端3 根据尺寸信息调整多个千斤顶的设置位置。移动终端3包括数据处理模块和坐标系建立模块；坐标系建立模块用于以槽口为原点建立吊装场地的放样坐标系；数据处理模块用于根据构件位置跟踪组件1读取目标吊装构件的坐标信息，数据处理模块还包括配置单元，配置单元用于写入构件位置跟踪组件1和目标吊装构件的坐标信息。通信组件6采用TCPIP协议建立无线通信局域网；智能全站仪2、移动终端3、控制平台4、构件位置跟踪组件1和吊装对象调整设备5 在无线通信局域网内进行数据交互了，移动终端3通过GeoCOM命令与智能全站仪2进行信息交互。

具体的工作流程可以如下：以墩柱为例进行说明，在目标吊装构件的吊装场地内建立放样坐标系；检核目标吊装构件的尺寸；在目标吊装构件上布置360 度棱镜和贴片，填写配置文件；架设智能全站仪2，布设无线局域网，并实现移动终端3与智能全站仪2控制平台4的连接，通过GeoCOM命令实现移动终端 3对智能全站仪2的控制，在建立的放样坐标系内进行自由设站；利用智能全站仪2对目标吊装构件上的360度棱镜进行实时跟踪，从而实时监测目标吊装构件位置，辅助吊车司机将目标吊装构件移动至预设位置附近，完成粗调；结合图像识别技术和智能全站仪2自动照准功能，拍照识别构件上的标志物，自动照准并测量标志物上的贴片，利用十三参坐标转换计算构件姿态和偏移，并计算和发送千斤顶调整量，完成细调，以完成对目标吊装构件的安装，进而完成装配式桥梁的智能化安装。

其中，建立放样坐标系，具体为在吊装场地内建立放样坐标系，首先检核左右承台槽口底面中心之间的水平距离和高差。沿着智能全站仪2观测方向，处于承台左侧的为左槽口，处于承台右侧的为右槽口，如图2所示。设水平距离为dh，高差为dv，则左槽口地面中心在放样系下坐标为(0,0,0)，右槽口中心在放样系中坐标为(dh,0,dv)。架设智能全站仪2，利用这两个坐标进行自由设站，获得智能全站仪2设站坐标和角度，并在此基础上，在场地内选定5-6 个通视条件较好的点作为控制点，用图钉标记并测量坐标，完成吊装场地内放样坐标系的建立。

而测量目标吊装构件的尺寸具体包括，首先检核墩柱的长宽高，以及墩柱榫头的长度、直径和中心偏移。墩柱长宽高如图3所示。测量千斤顶反力架位置，以就位的墩柱为参考，千斤顶反力架位置主要包括反力架上各千斤顶安放位置距离墩柱底面的高差以及距离各面中线的距离，示意图如图4所示。图4 为其中一层8个千斤顶的俯视示意图，其中1——8为围绕槽口一周的千斤顶放置位置，其中d1——d8即为各千斤顶距离墩柱各面中线的距离。千斤顶的位置参数需要记入配置文件，每一层千斤顶按照图4中1——8的顺序记入。

具体的，布置贴片与棱镜在墩柱上放置贴片和棱镜。棱镜用胶带捆绑在榫头顶端，量取棱镜到墩柱各边的距离，计算并记录棱镜安放位置，包括XYZ三个参数，分别为棱镜在放样坐标系下的预设坐标。用A4纸打印贴片模板，模板如图5所示。将贴片贴在模板中心，然后将贴有贴片的A4纸模板贴在墩柱面对全站仪的一面，并记录每张贴片中心的位置，包括两个参数，分别为贴片中心距离墩柱面中线的距离以及贴片中心距离墩柱底面的距离。贴片位置示意如图6所示。其中，d为贴片中心距离墩柱面中线的距离，h为贴片中心距离墩柱底面的高度。贴片位置需要写入配置文件，其顺序按照图6中1——4的顺序依次记入。

具体的，填写配置文件包括，将测得的构件尺寸以及贴片和棱镜位置等记入配置文件。配置文件中，所需记录的数据依次为墩柱尺寸、左墩柱底面中心坐标、右墩柱底面中心坐标、棱镜设计位置、盖梁设计位置、贴片设计位置和千斤顶设计位置。

具体的，架设智能全站仪2包括在场地内架设全站仪，全站仪面对墩柱贴有贴片的一面，并且与至少两个控制点具有良好的通视条件，并完成移动终端 3和智能全站仪2、控制平台4的连接。移动终端3可以是PC端，PC端通过无线局域网可以与手机移动端和智能全站仪2连接，在PC端和智能全站仪2、PC 端和手机APP之间建立TCP/IP连接，通过串口与千斤顶的控制平台4连接，PC 端向智能全站仪2发送GeoCom命令，实现对智能全站仪2的远程控制。选择两个以上控制点架设360度棱镜，控制点在放样坐标系下的坐标已知，并测量棱镜高，智能全站仪2配合PC端系统测量各个控制点斜距、高度角和方位角，并通过平差计算测站坐标和定向角，将计算结果发送至智能全站仪2，完成自由设站。

具体的，墩柱粗调就位包括，粗调就是引导吊车将墩柱放入槽口之中，墩柱粗调就位后，墩柱位置和姿态基本正确，贴有贴片的一面面向全站仪。利用智能全站仪2的跟踪功能对360度棱镜进行持续跟踪，由跟踪数据计算当前墩柱与墩柱预设位置的偏移，偏移结果将在PC端显示，并传送至手机移动端。吊车操作人员和地面指挥在安卓手机中安装“桥梁吊装助手”APP后，即可配合测量系统进行粗调。移动端APP根据接受到的当前墩柱与墩柱预设位置的偏移数据，计算吊车调整量，辅助吊车司机进行操作。吊车司机完成吊装后通过移动端APP向地面指挥人员发出下放请求，经确认后完成下方，粗调阶段结束。

具体的，墩柱细调就位包括，粗调之后，墩柱位置和姿态大致正确，细调就是借助千斤顶和测量系统将墩柱的位置和姿态调整到位。测量系统对墩柱进行拍照，并通过图像识别技术识别四张贴片所在的A4纸模板，通过摄影测量方法计算四张贴片的概略方位，全站仪根据识别结果依次测量四张贴片的坐标，根据测量得到的坐标值与四张贴片的设计坐标进行十三参坐标转换，计算转换关系，并计算千斤顶的调整量，并将调整量传送至千斤顶控制平台4，控制千斤顶进行调整。每次调整完成后，测量系统重新拍照并计算调整量，若调整量小于误差，则细调结束。

图7为装配式桥梁智能安装系统的工作流程图。

如图7所示，具体的流程为建立放样坐标系，布设无线局域网，全站仪、移动终端3、控制平台4等的连接，校验构件尺寸，放置贴片和360度棱镜，填写配置文件，此部分均为前期的准备工作。在完成准备工作以后，便是智能全站仪2与移动终端3的配合工作，移动终端3完成自由设站，然后开始粗调，获取吊车位置，发送跟踪命令，开启360度棱镜跟踪，测量棱镜坐标，获取棱镜坐标并发送至移动终端3的app上，移动终端3接收到棱镜坐标以后，给出吊车调整提示，辅助吊车操控人员进行吊车操控，然后检测偏差是否小于阈值，小于阈值则将墩柱放置于槽口，若大于等于则重复发出吊车调整提示，当下方墩柱后，表明此时的粗调完成。接下来进行细调，开始细调发送拍照命令，进行拍照，然后通过图像识别处理识别标识物，计算四张贴片的概略方位，自动照准并测量四张贴片的坐标，采用十三参坐标转换，计算目标吊装构件的当前偏移和姿态，以及得出千斤顶的调整量，然后判断偏差和调整量是否小于阈值，若是，结束细调，若否则发送调整量值千斤顶的控制平台4，然后继续重复细调的步骤，直至最终偏差和误差量小于阈值后停止细调，如图7所示，可以清晰的展示出具体的调整过程及循环流程，最后以实现对千斤顶的控制，最终实现对目标吊装构件的位置和姿态调整，从而最终完成装配式桥梁的智能安装。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列 (FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，包括：吊装场地、智能全站仪、移动终端、控制平台、通信组件、构件位置跟踪组件和吊装对象调整设备；

所述通信组件用于建立所述智能全站仪、所述移动终端、所述控制平台、所述构件位置跟踪组件和所述吊装对象调整设备的通信；

所述智能全站仪用于通过所述构件位置跟踪组件获取所述吊装场地内的目标吊装构件的位置信息；

所述移动终端用于通过所述控制平台控制所述吊装对象调整设备对所述目标吊装构件进行位置移动调整，以实现对桥梁的智能安装。

2.根据权利要求1所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，所述构件位置跟踪组件包括贴片和360度棱镜；

所述360度棱镜设置于所述目标吊装构件的测量位置，所述贴片设置于所述目标吊装构件面向所述智能全站仪的侧面上。

3.根据权利要求2所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，所述构件位置跟踪组件还包括：贴片模板；

所述贴片设置于所述贴片模板的中心位置，所述贴片模板设置于所述目标吊装构件面向所述智能全站仪的侧面上。

4.根据权利要求1所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，所述吊装对象调整设备包括：吊车和多个千斤顶；

所述吊车用于对所述目标吊装构件进行位置粗调，以使所述目标吊装构件移动至槽口；

多个所述千斤顶用于对位于所述槽口的目标吊装构件进行位置细调，以使所述目标吊装构件的位置和姿态调整至目标状态。

5.根据权利要求4所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，多个所述千斤顶围绕所述槽口设置，控制平台通过控制不同的千斤顶控制所述目标吊装构件的位置和姿态。

6.根据权利要求5所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，还包括测量组件；

所述测量组件与所述移动终端相连；

所述测量组件用于测量目标吊装构件的尺寸信息，所述移动终端根据所述尺寸信息调整所述多个千斤顶的设置位置。

7.根据权利要求1所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，所述移动终端包括数据处理模块和坐标系建立模块；

所述坐标系建立模块用于以槽口为原点建立所述吊装场地的放样坐标系；

所述数据处理模块用于根据所述构件位置跟踪组件读取所述目标吊装构件的坐标信息。

8.根据权利要求7所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括配置单元；

所述配置单元用于写入构件位置跟踪组件和所述目标吊装构件的坐标信息。

9.根据权利要求1所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，所述通信组件采用TCPIP协议建立无线通信局域网；

所述智能全站仪、所述移动终端、所述控制平台、所述构件位置跟踪组件和所述吊装对象调整设备在所述无线通信局域网内进行数据交互。

10.根据权利要求9所述的装配式桥梁智能安装系统，其特征在于，所述移动终端通过GeoCOM命令与所述智能全站仪进行信息交互。

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