復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明所得到的復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法，摒棄了以往的由基準(zhǔn)面開(kāi)始通過(guò)各種輔助安裝板最終確定鋼梁接頭空間位置的復(fù)雜計(jì)算安裝方法。以空間節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)出發(fā)，直接根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)確定鋼梁接頭的空間位置。由于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)都是直接通過(guò)三維建模得到，所以使用本方法計(jì)算時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)的很多參數(shù)都可以得到進(jìn)一步利用，從而達(dá)到降低簡(jiǎn)化計(jì)算步驟，降低計(jì)算強(qiáng)度的效果。通過(guò)本發(fā)明設(shè)計(jì)的復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法，能迅速的通過(guò)電腦確定鋼梁接頭的空間位置，配合和空間節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備，大大縮短了空間節(jié)點(diǎn)的裝配時(shí)間，具有使用簡(jiǎn)單，安裝方便，工時(shí)短，定位精確的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑用的復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法。
【背景技術(shù)】
[0002]空間節(jié)點(diǎn)是大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑中常用組件，起到固定鋼梁接頭位置，承載重量的作用。由于現(xiàn)有的建筑物趨于復(fù)雜，所以根據(jù)不同的位置，連接在每個(gè)空間節(jié)點(diǎn)上的鋼梁接頭位置及角度都不禁相同，因此給組裝帶來(lái)了不便。現(xiàn)有的組裝方法是以空間節(jié)點(diǎn)底座為基準(zhǔn)，通過(guò)添加各種基準(zhǔn)板經(jīng)過(guò)復(fù)雜的物理計(jì)算，以及實(shí)際形態(tài)上的變化最終定位出鋼梁接頭的位置，將其安裝在節(jié)點(diǎn)底座上。這種方法極為復(fù)雜，首先要將鋼梁接頭的位置反向計(jì)算得到各個(gè)基準(zhǔn)面以及基準(zhǔn)板的位置，然后在通過(guò)基準(zhǔn)板實(shí)際安裝，對(duì)基準(zhǔn)板的安裝要求極高，由于需要多塊基準(zhǔn)板組合使用，最終得到的位置誤差較大；而且，由于每根鋼梁接頭的角度、位置都不同，所以無(wú)法重復(fù)使用，每一根鋼梁接頭安裝過(guò)程都是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，大大延長(zhǎng)了空間節(jié)點(diǎn)的裝配時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種使用方便，適用于任意數(shù)量接頭的空間節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)化程度高，使用方便的復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法，包括使用空間節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備，所述的空間節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有底座固定器和鋼梁接頭固定器，且兩者之間以底座固定器的中心做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的鋼梁接頭固定器設(shè)有五個(gè)自由度驅(qū)動(dòng)裝置；對(duì)應(yīng)空間節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備設(shè)置全局坐標(biāo)系0-XYZ，所述的五個(gè)自由度驅(qū)動(dòng)裝置分別為X軸水平位移驅(qū)動(dòng)、Y軸水平位移驅(qū)動(dòng)，Z軸上下位移驅(qū)動(dòng)、X軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和Y軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；然后通過(guò)三維軟件設(shè)計(jì)空間節(jié)點(diǎn)，并將空間節(jié)點(diǎn)建模完成，然后按以下步驟計(jì)算:
[0005]a)設(shè)定O1-X1Y1Z1為I號(hào)局部坐標(biāo)系，原點(diǎn)O1在空間節(jié)點(diǎn)中心，代表底座固定器自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)A2-X2Y2Z2為2號(hào)局部坐標(biāo)系，控制X軸、Y軸、Z軸直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；03-X3Y3Z3為3號(hào)局部坐標(biāo)系，控制X軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；04-X4Y4Z4為4號(hào)局部坐標(biāo)系，控制Y軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0006]b)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，由4號(hào)局部坐標(biāo)系繞Y4旋轉(zhuǎn)P及沿Y4平移a距離轉(zhuǎn)換到3號(hào)局部坐標(biāo)系；再經(jīng)過(guò)3號(hào)局部坐標(biāo)系繞X3旋轉(zhuǎn)a及沿X3平移b距離、沿Y3平移c距離、沿Z3平移d距離轉(zhuǎn)換到2號(hào)局部坐標(biāo)系；由2號(hào)局部坐標(biāo)系分別沿X2、Y2、Z2平移e、f、g距離轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系下，同時(shí)I號(hào)局部坐標(biāo)系通過(guò)繞Z1旋轉(zhuǎn)0及沿Z1*向平移h轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系下；空間節(jié)點(diǎn)上底面到下底面之間的距離為H，空間節(jié)點(diǎn)上底面中心到下底面中心的連線(xiàn)與Z軸之間的夾角為Y ；
[0007]c)設(shè)空間轉(zhuǎn)換求解值:
[0008]X軸旋轉(zhuǎn)量a、Y軸旋轉(zhuǎn)量P、Z軸旋轉(zhuǎn)量0、X軸水平方向平移量8 SX、Y軸水平方向平移量S sy、Z軸豎直方向平移量Ssz;[0009]d)設(shè)空間節(jié)點(diǎn)有n個(gè)鋼梁接頭，n≥2
[0010]e)由三維設(shè)計(jì)得到參數(shù)，取n-1號(hào)鋼梁接頭截面任意兩點(diǎn):[Xlri,J，[Xlri,2Yn-1,2Zn_1,2];取11 號(hào)鋼梁接頭截面任意兩點(diǎn):[XmlYmlZna], [Xn,2Yn,2Zn,2]；
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜空間節(jié)點(diǎn)裝配算法，包括使用空間節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備，所述的空間節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有底座固定器和鋼梁接頭固定器，且兩者之間以底座固定器的中心做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的鋼梁接頭固定器設(shè)有五個(gè)自由度驅(qū)動(dòng)裝置；對(duì)應(yīng)空間節(jié)點(diǎn)安裝設(shè)備設(shè)置全局坐標(biāo)系0-XYZ，所述的五個(gè)自由度驅(qū)動(dòng)裝置分別為X軸水平位移驅(qū)動(dòng)、Y軸水平位移驅(qū)動(dòng)，Z軸上下位移驅(qū)動(dòng)、X軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和Y軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)；然后通過(guò)三維軟件設(shè)計(jì)空間節(jié)點(diǎn)，并將空間節(jié)點(diǎn)建模完成，其特征是按以下步驟計(jì)算: a)設(shè)定O1-X1Y1Z1為I號(hào)局部坐標(biāo)系，原點(diǎn)O1在空間節(jié)點(diǎn)中心，代表底座固定器自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)A2-X2Y2Z2為2號(hào)局部坐標(biāo)系，控制X軸、Y軸、Z軸直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)A3-X3Y3Z3為3號(hào)局部坐標(biāo)系，控制X軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)A-X4Y4Z4為4號(hào)局部坐標(biāo)系，控制Y軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； b)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，由4號(hào)局部坐標(biāo)系繞Y4旋轉(zhuǎn)P及沿Y4平移a距離轉(zhuǎn)換到3號(hào)局部坐標(biāo)系；再經(jīng)過(guò)3號(hào)局部坐標(biāo)系繞X3旋轉(zhuǎn)a及沿X3平移b距離、沿Y3平移c距離、沿Z3平移d距離轉(zhuǎn)換到2號(hào)局部坐標(biāo)系；由2號(hào)局部坐標(biāo)系分別沿X2、Y2、Z2平移e、f、g距離轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系下，同時(shí)I號(hào)局部坐標(biāo)系通過(guò)繞Z1旋轉(zhuǎn)0及沿Z1*向平移h轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系下；空間節(jié)點(diǎn)上底面到下底面之間的距離為H，空間節(jié)點(diǎn)上底面中心到下底面中心的連線(xiàn)與Z軸之間的夾角為Y ； c)設(shè)空間轉(zhuǎn)換求解值: X軸旋轉(zhuǎn)量a、￥軸旋轉(zhuǎn)量P 3軸旋轉(zhuǎn)量0、X軸水平方向平移量5 sx、Y軸水平方向平移量S Sy、Z軸豎直方向平移量5 sz ； d)設(shè)空間節(jié)點(diǎn)有n個(gè)管口，n≥2 e)由三維設(shè)計(jì)得到參數(shù)，取n-1號(hào)管口截面任意兩點(diǎn):[Xlri,Jlri,^1, J，[Xh2Y1^2Zlri,2];取11 號(hào)管口截面任意兩點(diǎn) JXnaYnaZna], [Xn,2Yn,2Zn,2]；
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103530497SQ201310362326
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】孫占利, 壽建軍, 周青青, 許波, 陳志平, 章立佳, 曹浩明, 齊建軍, 周海鋒, 周堅(jiān) 申請(qǐng)人:浙江八達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司