[發明專利]一種用于吊掛看臺的三向定位高精度控制方法

有效

• 申請號: 201910529508.3
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110362872B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 鄧星河;張曄;李鵬;李鴻;唐威;薛銳
• 申請（專利權）人: 中建一局集團建設發展有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G05B13/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 晁璐松

本發明提供了一種用于吊掛看臺的三向定位高精度控制方法，基于吊掛看臺和周邊已安裝結構的有限元模型，對監測點進行優化；并根據實際的位移量，計算理論空間坐標和實際空間坐標的差值，獲取實際偏移量，進而對吊掛看臺的三向位移進行調整和控制；本發明通過將吊掛看臺及其周邊結構進行網格化處理，并建立相關有限元模型，由此實現吊掛看臺的數據化處理，其中對于監測點上傳感器的布置，采用了三維曲面節點插值方法和二重結構編碼遺傳算法優化位移傳感器布置點，可極大的減少傳感器布置的數量且保證符合偏移量調整所需，進而確保調整精度和節省施工設備；提升過程中的實時監測和調整，可最大程度的保證吊掛看臺拼裝和提升后空間位置的準確性。

技術領域

本發明屬于吊掛看臺的定位施工領域，特別涉及一種吊掛看臺的三向定位高精度控制方法。

背景技術

由于吊掛看臺自身重量、體積較大，且受施工現場復雜環境因素影響，在安裝過程中會存在階段性偏差，吊掛看臺拼裝階段偏差過大，其偏心作用也會增大，進而會降低結構的剛度和承載能力，另外一方面，在較大的偏心作用下，將會導致局部節點或主要受力構件出現裂縫、構件變形等問題，長期使用過程中裂縫寬度增大，更會導致鋼筋的銹蝕、縮短結構的使用年限，因而，對吊掛看臺吊裝過程中的定位精度控制進行研究具有重要的工程意義。

傳統的吊掛看臺拼接過程中定位精度控制方法主要是采用人工量尺、經緯儀、全站儀等設備進行自主標定施工，但這些方法由于人為主觀因素較大，且施工現場容易受光線、粉塵等因素影響下，導致其所能測得的精度范圍受限，且上述方法只能在看臺吊裝至目標范圍附近時，并保持絕對靜止時才能獲取精確的觀測值，實際應用中不僅需要較大的機械消耗，同時容易產生測量偏差。另外，由于吊掛看臺的施工過程需要時間較長，通常無法一次性吊裝到位，無法實現實時的自動測量測點的偏移量，也無法實現實時的三向精度控制，因此，需要提供一種可通過智能計算并實時高精度調整控制的用于吊掛看臺的三向定位方法。

發明內容

本發明提出一種用于吊掛看臺的三向定位高精度控制方法，用以解決吊掛看臺在拼裝、提升時的三向定位以及位置調整糾偏等技術問題，具體技術方案如下：

一種用于吊掛看臺的三向定位高精度控制方法，包括以下步驟：

步驟一、根據吊掛看臺和周邊已安裝結構的結構圖、建立吊掛看臺和已安裝結構的有限元模型，并進一步開展有限元分析，其中建立有限元模型時需將吊掛看臺和安裝結構分割成有限單元，進行網格化處理，并結合已安裝既有結構受力狀況，分析吊掛看臺的初始受力狀態；

步驟二、在吊掛看臺網格化單元的節點上布置監測點，并基于吊掛看臺的初始受力狀態，采用三維曲面節點插值方法和二重結構編碼遺傳算法優化位移傳感器布置點；根據已安裝結構有限元模型的初始受力狀態，采用有效獨立算法優化應力傳感器和應變傳感器的布置位置；

步驟三、根據已安裝結構的傳感器優化布置結果，進一步標定吊掛看臺上位移傳感器的初始空間坐標，安裝并標定倒鏈的初始受力狀態；基于吊掛看臺結構的初始受力和空間位移的有限元分析結果設計理論提升點，并記錄理論提升點空間坐標，進行分階段提升；

步驟四、在提升至各理論提升點過程中，吊掛看臺的位移傳感器實時采集數據，并計算提升至理論提升點時的位移量與傳感器初始空間坐標之和，獲得位移傳感器的當前實際空間坐標，根據位移傳感器的理論空間坐標和實際空間坐標的差值，進一步獲取實際偏移量；

步驟五、將實際偏移量作為外荷載帶入吊掛看臺有限元模型中，并提取吊掛看臺吊點處的三向反力；將提取的吊點反力輸出至中央控制器，中央控制器指揮控制機構調整倒鏈施加至吊掛看臺上，由此完成實際偏移量的三向調整。

進一步的，對于步驟一中建立吊掛看臺的有限元模型，在考慮外界條件、結構自重等情況下進行靜態變形分析，由此獲取有限元模型的位移等值線分布情況，再根據區域梯度理論，將結構劃分為若干區域，其中等值線密集的區域表明其梯度大，位移變化速率大，則配置相應的測點數目。