[發明專利]基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法

有效

• 申請號: 202010588972.2
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111847243B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 劉占省;曹存發;趙玉紅;史國梁;張安山;邢澤眾
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B66C13/08
• 分類號: B66C13/08;B66C13/16;E04G21/14;E04G21/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：基于LoRa技術進行施工現場的信息傳輸，利用LoRa技術建立現場信息傳輸網絡，實現信息上傳；利用慣性測量單元IMU進行預制構件吊裝過程中構件的姿態監測信息收集；將慣性測量單元IMU收集到的姿態監測信息通過LoRa技術上傳至云端平臺，在云端平臺監控吊裝過程中預制構件的實際姿態；

吊裝控制流程如下：LoRa網絡現場布置；預制構件信息確認及核對；LoRaIMU模塊安裝；LoRaIMU模塊激活及核對；吊裝過程姿態監控；吊裝結束模塊關閉及拆卸。

2.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的利用LoRa技術建立現場信息傳輸網絡，首先利用LoRa網關在施工現場建立LoRa技術的傳輸網絡，在施工現場根據需求按規劃在相應位置布設LoRa網關，LoRa網關將LoRa模塊發送的信息傳輸到云端平臺上，云端平臺上運行的軟件系統將吊裝預制構件的實際位置以及姿態信息呈現出來；LoRa技術在整個吊裝控制中起無線傳輸作用，通過LoRa技術進行整個吊裝過程的信息傳輸。

3.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的利用IMU收集構件姿態信息，利用IMU單元對構件在吊裝過程的實時的擺動姿態進行監控，從而分辨吊裝過程的風險；IMU單元包括有內置的坐標軸，稱之為相對坐標系，同時建立以沿豎直方向向上為Z軸正向，以正北方向為X軸正向，以正東方向為Y軸正向的絕對坐標系；同時通過慣性測量單元實際測量得到的數據得出吊裝過程中物體的傾斜角度以及推算出吊裝過程中的擺動幅度。

4.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的將IMU收集到的信息通過LoRa網絡傳輸到云端平臺，通過慣性測量單元實際測量得到的數據得出吊裝過程中物體的傾斜角度以及推算出吊裝過程中吊索的擺動幅度；利用IMU監控構件在吊裝過程中的姿態信息，通過LoRaIMU模塊將IMU得到的姿態信息利用LoRa傳輸模塊傳輸到現場預先布置的網關中，再由LoRa網關上傳至云端服務器。

5.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的LoRa網絡現場布置，基于LoRaWAN的網絡架構進行組網，在施工現場布置好LoRa組網的網關，通過終端接收到的信息數據先傳輸到網關，再由網關傳輸到云端服務器；根據施工現場情況，結合施工現場物料堆放情況布置LoRa網關，在施工現場建立好LoRa的信息傳輸網絡。

6.根據權利要求1或5所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的預制構件信息確認及核對，通過手持設備掃描RFID標簽確定吊裝構件的信息，同時查看BIM模型中所需該構件的相應位置，與現場圖紙、BIM模型比對查看進行吊裝前的信息核對，從而確定被吊裝構件的吊裝的位置地點，規劃吊裝路徑，查看現場并確保構件與吊裝位置一一對應。

7.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的LoRaIMU模塊安裝，在施工現場將信息確認無誤的構件進行模塊安裝，基于LoRa開發了LoRaIMU姿態監控模塊；通過現場相應的安裝設備將該模塊安裝在被吊裝構件的中心處，模塊的方向與預先規定的方向一致。

8.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的LoRaIMU模塊激活及核對，利用手持設備激活LoRaIMU模塊，激活后LoRa模塊進行預制構件的實時信息傳輸，由塔吊操作人員核對預制構件的姿態信息，核對無誤后準備進行吊裝。

9.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的吊裝過程姿態監控，塔吊操作人員在設備上查看構件的實際姿態信息，查看預制構件在吊裝過程中的偏轉、傾斜角度和吊索的偏角；根據實時預制構件監控狀態確保整個吊裝過程安全。

10.根據權利要求1所述的基于LoRa技術的預制構件吊裝姿態控制方法，其特征在于：所述的吊裝結束模塊關閉及拆卸，預制構件在塔吊的協助下安裝固定完成后，核對安裝位置是否正確，確認無誤后通過手持設備確認預制構件安裝完畢，上傳相關信息至云端服務器的數據庫中進行保存以備后續查看和驗收，信息上傳后將模塊拆除并重置ID信息，供后面吊裝使用。