本發(fā)明涉及的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，特別是涉及應(yīng)用于吊裝對(duì)位相關(guān)的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置。
背景技術(shù)：
1、在核電站建設(shè)領(lǐng)域，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)因其卓越的抗震性能、承載能力和剛度，被廣泛應(yīng)用于反應(yīng)堆廠房、安全殼屏蔽廠房、汽輪機(jī)廠房等關(guān)鍵構(gòu)筑物中。這類結(jié)構(gòu)通過在混凝土內(nèi)嵌入型鋼（如h型鋼、工字鋼、箱型柱等），形成協(xié)同受力體系，能有效抵御極端荷載（如地震、飛機(jī)撞擊等），滿足核設(shè)施對(duì)結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的超高要求。
2、型鋼在吊裝安裝時(shí)，一般是工作人員控制吊機(jī)的懸臂來調(diào)整型鋼混凝土的位置，在整個(gè)吊裝過程中，現(xiàn)有技術(shù)更關(guān)注吊裝時(shí)的穩(wěn)定性，平衡度等，例如中國專利cn119038365a的說明書公開的異形型鋼柱吊裝方法、以及中國專利cn117486044a的說明書公開的一種大型鋼件吊裝的可調(diào)式機(jī)械手等，而忽略了吊裝過程中，型鋼與目標(biāo)點(diǎn)之間的對(duì)位難度。
3、現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于對(duì)位一般采取下述方法，在型鋼靠近混凝土基座時(shí)，縱橫方向其他工作人員再通過專業(yè)設(shè)備進(jìn)行輔助測(cè)量，并將信息反饋給吊機(jī)內(nèi)工作人員，輔助其對(duì)型鋼混凝土位置的調(diào)整，但是在上述過程中，首先需要多個(gè)工作人員配合，其次型鋼混凝土體量均較大，需要實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)位調(diào)整后才能安裝，導(dǎo)致操作難度很大，影響吊裝效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在吊裝最后階段的型鋼與混凝土基座之間的對(duì)位難度很大，導(dǎo)致吊裝效率相對(duì)較低。
2、為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，包括安裝在型鋼底部的定輔助單元、安裝在帶有地腳螺栓的混凝土基座上邊緣的動(dòng)輔助單元以及與吊車操作控制系統(tǒng)信號(hào)連接的子控制系統(tǒng)，定輔助單元和動(dòng)輔助單元均與子控制系統(tǒng)信號(hào)連接；
3、動(dòng)輔助單元包括通過螺栓與混凝土基座邊緣固定連接的外延底板、通過電動(dòng)滑軌連接在外延底板上的小型機(jī)械臂以及連接在小型機(jī)械臂末端的找點(diǎn)球桿，定輔助單元包括通過螺絲與型鋼底部固定連接的安裝板、固定連接在安裝板上端的定位臺(tái)，定位臺(tái)上端開鑿有球形長槽，找點(diǎn)球桿包括與小型機(jī)械臂連接的電動(dòng)推桿以及固定連接在電動(dòng)推桿端部的參照球，參照球的直徑與定位臺(tái)的內(nèi)徑保持一致，球形長槽內(nèi)底端開鑿有兩個(gè)檢測(cè)孔，兩個(gè)檢測(cè)孔內(nèi)均設(shè)置有位置檢測(cè)單元；
4、子控制系統(tǒng)包括安裝在外延底板上的子控制中心、安裝在找點(diǎn)球桿上的視覺單元，視覺單元包括微型攝像頭和雷達(dá)、鑲嵌在找點(diǎn)球桿球心處的gps定位模塊以及搭載在子控制中心的路徑規(guī)劃模塊；
5、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置的使用方法包括以下步驟：
6、s1、首先通過螺絲將定輔助單元安裝至待吊裝安裝的型鋼底板上，并通過螺栓將動(dòng)輔助單元安裝在混凝土基座的邊緣上，在安裝時(shí)，球形長槽球形內(nèi)壁的球心記為目標(biāo)點(diǎn)，并在吊車操作控制系統(tǒng)以及子控制系統(tǒng)內(nèi)均輸入目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)；
7、s2、按照常規(guī)的吊裝技術(shù)，通過吊車將型鋼吊裝至靠近混凝土基座的位置上；
8、s3、子控制系統(tǒng)控制動(dòng)輔助單元啟動(dòng)，在視覺單元的配合下，控制參照球靠近球形長槽并嵌入其內(nèi)部，而后微調(diào)找點(diǎn)球桿的位置直至兩個(gè)位置檢測(cè)單元均被觸發(fā)，此時(shí)將參照球的球心處記為一次參照點(diǎn)，并通過gps定位模塊獲取一次參照點(diǎn)的坐標(biāo)，并將一次參照點(diǎn)的坐標(biāo)反饋給子控制系統(tǒng)，而后動(dòng)輔助單元再次啟動(dòng)，使動(dòng)輔助單元與定輔助單元分離；
9、s4、子控制系統(tǒng)內(nèi)的路徑規(guī)劃模塊根據(jù)一次參照點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)參照球從一次參照點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的路徑進(jìn)行規(guī)劃，并將規(guī)劃后的路徑反饋給吊車的操作控制系統(tǒng)；
10、s5、吊車內(nèi)的工作人員根據(jù)獲取的路徑對(duì)型鋼進(jìn)行位置的微調(diào)操作，使型鋼位于混凝土基座的正上方；
11、s6、重復(fù)步驟s3-s4，將參照球與球形長槽球面內(nèi)壁貼合時(shí)的球心記為二次參照點(diǎn)，并獲取二次參照點(diǎn)的坐標(biāo)，對(duì)比二次參照點(diǎn)的坐標(biāo)與目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)是否僅z軸坐標(biāo)存在差異；
12、s61、當(dāng)僅z軸坐標(biāo)存在差異時(shí)，是的話即可控制型鋼直接垂直下落，從而與地腳螺栓匹配，完成吊裝的對(duì)位；
13、s62、當(dāng)不止z軸坐標(biāo)存在差異時(shí)，可再次重復(fù)步驟s3-s6，直至僅z軸坐標(biāo)存在差異；
14、s7、吊裝完成后，通過螺母以及地腳螺栓將型鋼與混凝土基座固定，并澆注混凝土即完成型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位。
15、在上述型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置中，通過本固定定位裝置的設(shè)置，在吊裝過程中，可將對(duì)型鋼混凝土的位置微調(diào)轉(zhuǎn)換成參照球的位置調(diào)整，相較于現(xiàn)有技術(shù)中直接對(duì)型鋼位置進(jìn)行調(diào)整的方式，大幅度降低型鋼對(duì)位時(shí)難度。
16、作為本申請(qǐng)的進(jìn)一步改進(jìn)，位置檢測(cè)單元包括安裝在檢測(cè)孔內(nèi)底端的壓力傳感器、插設(shè)在檢測(cè)孔內(nèi)的感知觸桿以及連接在感知觸桿底部與檢測(cè)孔內(nèi)底端之間的兩個(gè)彈性伸縮桿，兩個(gè)彈性伸縮桿分別位于壓力傳感器的兩側(cè)。
17、作為本申請(qǐng)的進(jìn)一步改進(jìn)，其中一個(gè)檢測(cè)孔的中軸線與定位臺(tái)球面內(nèi)壁的球心相交，且球心高度與定位臺(tái)上表面高度一致。
18、作為本申請(qǐng)的進(jìn)一步改進(jìn)，兩個(gè)感知觸桿的上端均延伸至檢測(cè)孔上方，且兩個(gè)感知觸桿的高度不同，二者之間的高度差剛好為電動(dòng)推桿伸長端與參照球的外徑差。
19、作為本申請(qǐng)的又一種改進(jìn)，參照球外表面鑲嵌有一圈鐵環(huán)片，鐵環(huán)片低于電動(dòng)推桿的下端，且鐵環(huán)片表面與參照球表面相互平齊，球形長槽的球面內(nèi)壁固定鑲嵌有與鐵環(huán)片相互磁吸的定位帶。
20、作為本申請(qǐng)的又一種改進(jìn)的補(bǔ)充，電動(dòng)推桿的伸長端包括主離段、與主離段端部通過電磁力吸附的副離段，副離段與參照球固定連接，主離段內(nèi)部開鑿有開口的嵌繩孔，嵌繩孔的豎直內(nèi)壁與副離段之間固定連接有牽引繩，牽引繩為彈性結(jié)構(gòu)，且牽引繩處于伸直狀態(tài)。
21、作為本申請(qǐng)的再一種改進(jìn)，固定定位裝置在使用時(shí)設(shè)置兩組，且兩組固定定位裝置相互對(duì)稱，兩個(gè)電動(dòng)推桿的外端均固定連接有測(cè)偏單元，測(cè)偏單元包括與電動(dòng)推桿固定端固定連接的側(cè)板以及安裝在側(cè)板靠近混凝土基座一端的激光測(cè)距儀，激光測(cè)距儀遠(yuǎn)離找點(diǎn)球桿設(shè)置，且兩個(gè)側(cè)板相互平行但朝向相反。
22、綜上，通過由定輔助單元和動(dòng)輔助單元獨(dú)立兩部分組成的固定定位裝置的設(shè)置，在吊裝時(shí)，定輔助單元安裝在待吊裝型鋼的底部，動(dòng)輔助單元安裝在目標(biāo)混凝土基座邊緣，吊裝時(shí)將型鋼混凝土調(diào)整至靠近目標(biāo)混凝土基座的大致位置即可，而后啟動(dòng)動(dòng)輔助單元，使其在視覺單元的配合下與定輔助單元對(duì)接，然后找點(diǎn)球桿到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)的路徑進(jìn)行規(guī)劃，并將該路徑反饋給吊車內(nèi)的操作控制系統(tǒng)，工作人員根據(jù)該路徑微調(diào)型鋼的位置直至找點(diǎn)球桿到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，相較于現(xiàn)有技術(shù)，可將對(duì)型鋼混凝土的位置微調(diào)轉(zhuǎn)換成參照球的位置調(diào)整，相較于現(xiàn)有技術(shù)中直接對(duì)型鋼位置進(jìn)行調(diào)整的方式，大幅度降低型鋼對(duì)位時(shí)難度。
1.一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：包括安裝在型鋼底部的定輔助單元（1）、安裝在帶有地腳螺栓的混凝土基座上邊緣的動(dòng)輔助單元（2）以及與吊車操作控制系統(tǒng)信號(hào)連接的子控制系統(tǒng)，所述定輔助單元（1）和動(dòng)輔助單元（2）均與子控制系統(tǒng)信號(hào)連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：所述位置檢測(cè)單元包括安裝在檢測(cè)孔（102）內(nèi)底端的壓力傳感器（32）、插設(shè)在檢測(cè)孔（102）內(nèi)的感知觸桿（31）以及連接在感知觸桿（31）底部與檢測(cè)孔（102）內(nèi)底端之間的兩個(gè)彈性伸縮桿（33），兩個(gè)所述彈性伸縮桿（33）分別位于壓力傳感器（32）的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：其中一個(gè)所述檢測(cè)孔（102）的中軸線與定位臺(tái)（12）球面內(nèi)壁的球心相交，且球心高度與定位臺(tái)（12）上表面高度一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：兩個(gè)所述感知觸桿（31）的上端均延伸至檢測(cè)孔（102）上方，且兩個(gè)感知觸桿（31）的高度不同，二者之間的高度差剛好為電動(dòng)推桿（231）伸長端與參照球（232）的外徑差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：所述參照球（232）外表面鑲嵌有一圈鐵環(huán)片（203），所述鐵環(huán)片（203）低于電動(dòng)推桿（231）的下端，且鐵環(huán)片（203）表面與參照球（232）表面相互平齊，所述球形長槽（101）的球面內(nèi)壁固定鑲嵌有與鐵環(huán)片（203）相互磁吸的定位帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：所述電動(dòng)推桿（231）的伸長端包括主離段（2301）、與主離段（2301）端部通過電磁力吸附的副離段（2302），所述副離段（2302）與參照球（232）固定連接，所述主離段（2301）內(nèi)部開鑿有開口的嵌繩孔，所述嵌繩孔的豎直內(nèi)壁與副離段（2302）之間固定連接有牽引繩（2303），所述牽引繩（2303）為彈性結(jié)構(gòu)，且牽引繩（2303）處于伸直狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：所述固定定位裝置在使用時(shí)設(shè)置兩組，且兩組固定定位裝置相互對(duì)稱，兩個(gè)所述電動(dòng)推桿（231）的外端均固定連接有測(cè)偏單元，所述測(cè)偏單元包括與電動(dòng)推桿（231）固定端固定連接的側(cè)板（41）以及安裝在側(cè)板（41）靠近混凝土基座一端的激光測(cè)距儀（42），所述激光測(cè)距儀（42）遠(yuǎn)離找點(diǎn)球桿（23）設(shè)置，且兩個(gè)側(cè)板（41）相互平行但朝向相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的固定定位裝置，其特征在于：其使用方法包括以下步驟：