专利名称：空间定位工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢结构空间网壳制作的定位。
背景技术：
网壳类钢结构通常是大量的管件相互联接而成，这些管件的联接交汇点即 结点。在施工中常常是将网壳分成小单元、管件组对施焊、制作后再整体拼装。 由于没有一种可调的工装，以适用于不同位置定位，每次制作形状不同的单元， 都要重新作定位工装。特别是对于一些大型的不规则空间曲面，由于每个部分 的形状都各不相同，使转换后各个部分的结点坐标也都各不相同，每个管件的 定位也不一样，单元数量很大，如果每个都作工装和话，不仅工作效率低，而 且增加了成本。
实用新型内容
针对上述弊端，本实用新型提供一种空间定位工装，其原理如下对于空间
管件而言，共有6个自由度，即三个轴向和三个轴转自由度，n=6。在图1中， 共加入了5根链杆，即5个约束，消除了5个自由度，自由度『6-5=1，管件的 两端在空间的位置确定。此外由于与管件联接的固定铰为共用球铰，无法控制 管件的横侧翻转，还剩余一个轴转自由度。
根据上述原理，本实用新型提供一种空间定位工装如图2所示由钢平台1、 二支杆链杆组2和三支杆链杆组3组成，其中二支杆链杆组2由2根支杆5和1 个卡环4组成，2根支杆5的一端分别销接在卡环4上，另一端固定在钢平台1 上；三支杆链杆组3由3根支杆5和1个卡环4组成，3根支杆5的一端分别销接在卡环4上，另一端固定在钢平台1上。两组链杆组可以在钢平台上移动到
节点x、 y座标的位置，将管件放到链杆组上后再通过调整各杆件组的高度到节
点z座标的位置。
进一步的方式是，支杆5通过磁座6固定在钢平台1上，以方便链杆组的 移动和定位。
进一歩的方式是，如图3所示，卡环4由上半环12和下半环13组成，两 个半环一端通过圆柱梢7连接，另一端通过螺钉固定，以方便将管件装入卡环4中。
进一步的方式是，如图3、 4所示，卡环4的下半环13上有1个纵向双耳 座8和2个横向双耳座9，用于销接支杆5;两种双耳座内凹槽的夹角b小于支 杆5的单耳销榫14纵剖面的夹角a，以便于支杆5可以相对于卡环4在平行于 耳座的方向作较大弧度的摆动时，还可以在垂直于耳座的面上作较小的方向调整。
进一步的方式是，卡环4内装有3只定位钢球10，定位钢球10由钢球保持 压片11定位在卡环4内。装入卡环4中的管件可由定位钢球10支撑，当有间 隙时，钢球滚动，可以使管件作轴向移动，以调整各个管件之间的装配间隙。 另外由于各根管件不是在同一直线上，管件两端往往有相贯线，圆周上母线对 位也需要固定，当两半环压紧时，三只钢球将管件压紧，就可以使之不能转动 了。
进一步的方式是，所述的定位钢球10均匀分布在卡环4内，其中一只钢球 在卡环4的正上方，此只钢球与卡环4的接触面为圆锥面，另外两只钢球与卡 环4的接触面为圆柱面。当三只钢球将管件压紧后，内锥面产生很大的分力， 以足够的摩擦力限制该球体的滚动，在另外两只钢球的共同作用下，使管件的锁紧固定更加可靠，方便施工。
进一步的方式是，支杆5的杆体部分由上内丝杆15、中外丝杆16、中内丝
杆17和下外丝杆18组成。上内丝杆15与中外丝杆16、中内丝杆17与下外丝 杆18以螺纹联接，中外丝杆16与中内丝杆17固定联接，通过这两个螺纹联接 可以调节支杆5的长度。此外，中外丝杆16和下外丝杆18的螺纹旋向相反， 当旋转中内丝杆17时，中外丝杆16和下外丝杆18同时转动，两个螺纹同时调 节长度，达到普通调节的双倍速度。单耳销榫14固定在上内丝杆15的另一端， 以便与卡环4上的双耳座销接。通过调整各根丝杆的长度和相对位置来调整链 杆组从而调整结点高度z和水平面上的x、 y座标。下外丝杆18还固定有一球 铰19，用于与磁座6铰接。
进--步的方式是，如图6、 7所示，磁座6包括壳体20、铰靴21、磁铁22、 永磁体23和橡胶24。永磁体23在磁铁22中，橡胶24在壳体20和磁铁22之 间，将磁铁22与壳体20完全隔开，有悬浮固定磁铁22和绝缘作用，使焊接操 作时电流不通过磁铁，防止烧坏磁铁22与钢平台的吸合面。铰靴21固定在壳 体20的上方，用于装配支杆的球铰19。
本实用新型工装结构简单，操作方便，对于不同的坐标位置多次重复使用， 便于标准化制造，减轻了工作强度，提高了生产效率，降低了成本。
图l.本实用新型原理图 图2.本实用新型结构图 图3.卡环结构图
图4.卡环的双耳座与支杆的单耳销榫装配示意图图5.支杆的结构示意图 图6.磁座的结构示意图
.图7.磁座的A向局部剖视图具体实施方式
为了使磁座6在移动位置时轻松、固定在钢平台上时可靠，可以在磁座上 增加一个开关。如图6、 7所示，在两个永磁体23中分别联接一个手柄25，该 手柄转动带动永磁体23旋转，改变永磁体23的磁极方向当需要移动位置时， 转动两个永磁体23，断开它们与钢平台1之间的磁力线，磁座与钢平台之间的 吸合力变小，此时链杆组可以轻松移动；当需要固定时，转动两个永磁体23， 闭合它们与钢平台1之间的磁力线，磁座与钢平台之间的吸合力变大，此时链 杆组牢固地固定在钢平台上。
备好二支杆链杆组2和三支杆链杆组3，转动它们上的各个磁座6上的手柄 25，断开两个永磁体23与钢平台l之间的磁力线，将两个链杆组动到管件两端 点的x、 y座标位置；打开卡环4的上半环12，将管件的两端分别装入两个卡环 4中后，将卡环4关闭并用螺钉固定；通过调整支杆的长度调节两个杆件组的高 度到管件两对位结点z座标的位置，必要时还可以移动磁座的位置来协助调整； 转动各个磁座6上的手柄25，闭合两个永磁体23与钢平台1之间的磁力线，将 链杆组固定在钢平台上；用同样的方法将相邻的管件位置调整好，微调管件之 间的位置和圆周角度，将卡环4上的螺丝锁紧，再进行装配或焊接。
本实用新型不限于上述实施例，在本实用新型的构思范围内，根据上述说 明书的描述，本领域的普通技术人员还可作出一些显而易见的改变，但这些改 变均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内
权利要求1、一种空间定位工装，由钢平台(1)、二支杆链杆组(2)和三支杆链杆组(3)组成，其中二支杆链杆组(2)由2根支杆(5)和1个卡环(4)组成，2根支杆(5)的一端分别销接在卡环(4)上，另一端固定在钢平台(1)上；三支杆链杆组(3)由3根支杆(5)和1个卡环(4)组成，3根支杆(5)的一端分别销接在卡环(4)上，另一端固定在钢平台(1)上。
2、 按照权利要求1所述空间定位工装，其特征在于支杆(5)通过磁座(6) 固定在钢平台(1)上。
3、 按照权利要求2所述空间定位工装，其特征在于所述的卡环(4)由上 半环(12)和下半环(13)组成，两个半环一端通过圆柱梢(7)连接， 另一端通过螺钉固定。
4、 按照权利要求3所述空间定位工装，其特征在于所述的下半环(13)上 有1个纵向双耳座(8)和2个横向双耳座(9);两种双耳座内凹槽的夹 角b小于支杆(5)的单耳销榫(14)纵剖面的夹角a。
5、 按照权利要求3所述空间定位工装，其特征在于卡环(4)内装有3只 定位钢球(10)，定位钢球(10)由钢球保持压片(11)定位在卡环(4) 内。
6、 按照权利要求5所述空间定位工装，其特征在于所述的定位钢球(10)均匀分布在卡环(4)内，其中一只钢球在卡环(4)的正上方，此只钢球 与卡环(4)的接触面为圆锥面，另外两只钢球与卡环(4)的接触面为圆 柱面。
7、 按照权利要求4所述空间定位工装，其特征在于支杆(5)的杆体部分 由上内丝杆(15)、中外丝杆(16)、中内丝杆(17)和下外丝杆(18)组成，上内丝杆(15)与中外丝杆(16)、中内丝杆(17)与下外丝杆(18) 以螺纹联接，中外丝杆(16)与中内丝杆(17)固定联接，中外丝杆(16) 和下外丝杆(18)的螺纹旋向相反；单耳销榫(14)固定在上内丝杆(15) 的另一端，下外丝杆(18)固定有一球铰(19)。
8、 按照权利要求7所述空间定位工装，其特征在于磁座(6)包括壳体(20)、 铰靴(21)、磁铁(22)、永磁体(23)和橡胶(24)，永磁体(23)在磁 铁(22)中，橡胶(24)在壳体(20)和磁铁(22)之间，将磁铁(22) 与壳体(20)完全隔开，铰靴(21)固定在壳体(20)的上方。
专利摘要本实用新型涉及钢结构空间网壳制作的定位。一种空间定位工装，由钢平台(1)、二支杆链杆组(2)和三支杆链杆组(3)组成，其中二支杆链杆组(2)由2根支杆(5)和1个卡环(4)组成，2根支杆(5)的一端分别销接在卡环(4)上，另一端固定在钢平台(1)上；三支杆链杆组(3)由3根支杆(5)和1个卡环(4)组成，3根支杆(5)的一端分别销接在卡环(4)上，另一端固定在钢平台(1)上。支杆(5)通过磁座(6)固定在钢平台(1)上，以方便链杆组的移动和定位。本实用新型结构简单，操作方便，对于不同的坐标位置多次重复使用，便于标准化制造，减轻了工作强度，提高了生产效率，降低了成本。
文档编号B23K37/04GK201357301SQ20082014104
公开日2009年12月9日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年10月30日
发明者乔秀坤 申请人:中冶成工建设有限公司钢结构工程分公司