CN111451758B - 一种钢管桁架结构、制作机械及制作方法 - Google Patents
一种钢管桁架结构、制作机械及制作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种钢管桁架结构、制作机械及制作方法，包括外圈、内圈、立柱与环形垫板，上述钢管桁架结构在加工时需要使用专用的制作机械，制作机械包括基板、定位机构与排布机构，基板上沿其周向方向均匀开设有滑动槽，基板中部安装有定位机构，基板外侧安装有排布机构，排布机构侧壁与定位机构侧壁相连接。本发明中的钢管桁架结构能够通过一块环形垫板代替多根钢管对桁架内外两部分进行连接，不仅提高了结构的稳定性，还能够节省安装钢管所需花费的时间，本发明中的制作机械能够代替人工方式在组装过程中对钢管桁架各部分进行支撑，仅需一名工人即可完成桁架的组装工作，有效节省了人工成本，且消除了人工支撑时存在的不稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体的说是一种钢管桁架结构、制作机械及制作方法。
背景技术
桁架是一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。
现有的桁架大部分为钢结构，零部件数量较多，为了保证组装作业的稳定、快速进行，在对桁架各部分进行连接时，需要多名工作人员配合完成，至少需要一名工作人员对桁架各部分进行固定、支撑，再由另一名工作人员使用连接配件对桁架各部分进行组装，组装作业所需负担的人工成本高，且人工作业时难免存在不确定性，容易因工作人员的操作失误导致实际安装位置与设计安装位置之间出现偏差，影响了桁架结构整体的结构强度。
为了解决上述问题，本发明提供了一种钢管桁架结构、制作机械及制作方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案来实现：
一种钢管桁架结构，包括外圈、内圈、立柱与环形垫板，所述外圈数量为二，两个外圈从上往下间隔布置，外圈内侧布置有内圈，内圈与外圈位置一一对应，上下布置的外圈以及上下布置的内圈之间均通过螺钉安装有立柱，且内外布置的立柱之间通过螺钉安装有环形垫板；
上述钢管桁架结构在加工时需要使用专用的制作机械，制作机械包括基板、定位机构与排布机构，基板上沿其周向方向均匀开设有滑动槽，基板中部安装有定位机构，基板外侧安装有排布机构，排布机构侧壁与定位机构侧壁相连接；
所述定位机构包括旋转电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、转动筒、安装环与定位杆，旋转电机通过电机座安装在基板上端，旋转电机输出轴下端与主动锥齿轮上端相连接，主动锥齿轮外侧沿其周向方向均匀布置有从动锥齿轮，从动锥齿轮位置与滑动槽位置一一对应，从动锥齿轮上端与主动锥齿轮下端相啮合，从动锥齿轮外侧壁上安装有转动筒，转动筒外壁通过轴承与安装环相连接，安装环安装在基板下端，转动筒内壁通过螺纹配合方式与定位杆一端相连接，定位杆另一端与排布机构侧壁相连接；通过旋转电机带动主动锥齿轮进行转动，主动锥齿轮带动与其啮合的从动锥齿轮上的转动筒进行转动，在转动筒转动过程中，由于定位杆一端与排布机构相连接，因此无法与转动筒进行同步转动，转动筒便与定位杆产生相对螺旋运动，使得定位杆能够带动排布机构在滑动槽内进行滑动，以对相应尺寸的外圈或内圈进行承托。
所述排布机构包括底部夹紧块、支撑板、承托模块与顶部夹紧块，底部夹紧块通过滑动配合方式安装在滑动槽内，底部夹紧块下端内侧壁与定位杆相连接，底部夹紧块上端安装有支撑板，支撑板中部内侧壁上安装有承托模块，支撑板上端通过铰链安装有顶部夹紧块，支撑板内外侧壁均为圆弧面结构；
所述底部夹紧块与顶部夹紧块结构基本相同，区别仅在于顶部夹紧块下端为开口结构，底部夹紧块包括固定部、连接部、移动部与调节螺钉，固定部通过滑动配合方式安装在滑动槽内，固定部内侧安装有连接部，连接部中部通过滑动配合方式安装有移动部，移动部侧壁与连接部侧壁之间通过调节螺钉相连接，移动部外侧与固定部内侧均开设有半圆形槽，以便从下方拧入螺栓或从上方插入立柱，移动部外侧壁为圆弧面结构，且移动部为橡胶材质；将外圈或内圈放置在固定部与移动部之间后，通过转动调节螺钉带动移动部向外移动，直至移动部能够紧贴在外圈或内圈侧壁上，达到对外圈或内圈夹紧的目的，以保证后续组装工作的稳定进行。
优选的，所述支撑板包括固定板、导向杆、升降板与定位销钉，固定板安装在固定部上端，固定板上端安装有导向杆，导向杆上端通过滑动配合方式安装有升降板，升降板侧壁上从上往下均匀开设有定位孔，定位销钉穿过定位孔对升降板与导向杆进行连接；通过对固定板与升降板之间距离的调节，达到对承托板位置进行改变的目的，以对相应位置的环形垫板进行承托。
优选的，所述承托模块包括承托块、挤压块与挤压螺钉，承托块通过滑动配合方式安装在升降板下端，承托块内侧中部开设有弧形缺口，以便立柱穿过，承托块上端内壁为从内往外高度逐渐增大的斜面结构，承托块上端内壁通过滑动配合方式与挤压块外壁相紧贴，挤压块上端通过转动方式与挤压螺钉下端相连接，挤压螺钉上端通过螺纹配合方式安装在升降板侧壁上；通过转动挤压螺钉达到对挤压块高度进行调节的目的，挤压块向下运动时，对承托块产生向外的推力，以保证承托块内侧不会超过升降板内侧，避免对外圈或内圈的放置造成阻碍，反之，当挤压块向上运动时，便对承托块产生向内的拉力，使得承托块内侧能够超过升降板内侧，以对环形垫板进行承托。
优选的，所述转动筒为多段拼接式结构，各段之间通过螺栓相连接，且转动筒前后等分为两部分，前后两部分之间通过螺栓相连接，能够根据实际需要对转动筒进行延长或缩短，以改变排布机构的调节范围。
优选的，所述基板包括底板与外扩板，底板前后两侧通过螺栓对称安装有外扩板，外扩板为半圆环形结构，底板上沿其周向方向均匀开设有基础滑槽，外扩板内侧沿其周向方向均匀开设有延长滑槽，延长滑槽与基础滑槽位置一一对应，通过在底板外侧加装不同尺寸的外扩板，以适应对不同尺寸桁架进行组装时的工作要求。
优选的，所述环形垫板内外侧壁上均沿其周向方向均匀开设有半圆形卡槽，半圆形卡槽形状与立柱形状相吻合，能够防止组装过程中立柱与环形垫板发生相对滑动。
优选的，使用上述制作机械对上述钢管桁架结构进行加工的制作方法包括以下步骤：
S1设备调节：通过定位机构根据待组装的内圈的实际尺寸对排布机构位置进行调节；
S2内圈连接：通过人工方式将第一个内圈固定在多个底部夹紧块中，再通过螺栓将立柱底端与内圈一一进行连接，接着通过螺栓将第二个内圈固定在立柱顶端；
S3再次设备调节：通过定位机构根据待组装的外圈的实际尺寸对排布机构位置进行调节；
S4外圈连接：通过人工方式将第一个外圈固定在多个底部夹紧块中，再通过螺栓将立柱底端与外圈一一进行连接，接着通过螺栓将第二个外圈固定在立柱顶端；
S5环形垫板安装：通过人工方式将环形垫板放置在承托模块上，并将组装后的内圈、外圈与立柱转动一定角度，使得立柱不会被排布机构遮挡，以便对环形垫板与立柱进行连接；
S6桁架取出：通过人工方式将组装完毕的桁架从制作机械上取下。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供的一种钢管桁架结构，能够通过一块环形垫板代替多根钢管对桁架内外两部分进行连接，不仅提高了结构的稳定性，还能够节省安装钢管所需花费的时间；
2.本发明提供的制作机械，通过定位机构配合排布机构对相应尺寸的钢管桁架进行组装，能够代替人工方式在组装过程中对内圈、外圈、立柱以及环形垫板进行支撑，仅需一名工人即可完成桁架的组装工作，有效节省了人工成本，且消除了人工支撑时存在的不稳定性，保证了组装位置的精确。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中钢管桁架的结构示意图；
图2是本发明中环形垫板的俯视图；
图3是本发明中制作机械的立体结构示意图；
图4是本发明中制作机械的俯视图；
图5是本发明中制作机械的正向剖视图；
图6是本发明转动筒与定位杆的剖视图；
图7是本发明转动筒与定位杆的俯视图；
图8是本发明图5的A向局部放大结构示意图；
图9是本发明顶部夹紧块的俯视图；
图10是本发明制作方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1到图10所示，一种钢管桁架结构，包括外圈1、内圈2、立柱3与环形垫板4，所述外圈1数量为二，两个外圈1从上往下间隔布置，外圈1内侧布置有内圈2，内圈2与外圈1位置一一对应，上下布置的外圈1以及上下布置的内圈2之间均通过螺钉安装有立柱3，且内外布置的立柱3之间通过螺钉安装有环形垫板4；
上述钢管桁架结构在加工时需要使用专用的制作机械，制作机械包括基板5、定位机构6与排布机构7，基板5上沿其周向方向均匀开设有滑动槽，基板5中部安装有定位机构6，基板5外侧安装有排布机构7，排布机构7侧壁与定位机构6侧壁相连接；
所述环形垫板4内外侧壁上均沿其周向方向均匀开设有半圆形卡槽，半圆形卡槽形状与立柱3形状相吻合，能够防止组装过程中立柱3与环形垫板4发生相对滑动。
所述基板5包括底板51与外扩板52，底板51前后两侧通过螺栓对称安装有外扩板52，外扩板52为半圆环形结构，底板51上沿其周向方向均匀开设有基础滑槽，外扩板52内侧沿其周向方向均匀开设有延长滑槽，延长滑槽与基础滑槽位置一一对应，通过在底板51外侧加装不同尺寸的外扩板52，以适应对不同尺寸桁架进行组装时的工作要求。
所述定位机构6包括旋转电机61、主动锥齿轮62、从动锥齿轮63、转动筒64、安装环65与定位杆66，旋转电机61通过电机座安装在基板5上端，旋转电机61输出轴下端与主动锥齿轮62上端相连接，主动锥齿轮62外侧沿其周向方向均匀布置有从动锥齿轮63，从动锥齿轮63位置与滑动槽位置一一对应，从动锥齿轮63上端与主动锥齿轮62下端相啮合，从动锥齿轮63外侧壁上安装有转动筒64，转动筒64外壁通过轴承与安装环65相连接，安装环65安装在基板5下端，转动筒64内壁通过螺纹配合方式与定位杆66一端相连接，定位杆66另一端与排布机构7侧壁相连接；通过旋转电机61带动主动锥齿轮62进行转动，主动锥齿轮62带动与其啮合的从动锥齿轮63上的转动筒64进行转动，在转动筒64转动过程中，由于定位杆66一端与排布机构7相连接，因此无法与转动筒64进行同步转动，转动筒64便与定位杆66产生相对螺旋运动，使得定位杆66能够带动排布机构7在滑动槽内进行滑动，以对相应尺寸的外圈1或内圈2进行承托。
所述转动筒64为多段拼接式结构，各段之间通过螺栓相连接，且转动筒64前后等分为两部分，前后两部分之间通过螺栓相连接，能够根据实际需要对转动筒64进行延长或缩短，以改变排布机构7的调节范围。
所述排布机构7包括底部夹紧块71、支撑板72、承托模块73与顶部夹紧块74，底部夹紧块71通过滑动配合方式安装在滑动槽内，底部夹紧块71下端内侧壁与定位杆66相连接，底部夹紧块71上端安装有支撑板72，支撑板72中部内侧壁上安装有承托模块73，支撑板72上端通过铰链安装有顶部夹紧块74，支撑板72内外侧壁均为圆弧面结构；
所述底部夹紧块71与顶部夹紧块74结构基本相同，区别仅在于顶部夹紧块74下端为开口结构，底部夹紧块71包括固定部711、连接部712、移动部713与调节螺钉714，固定部711通过滑动配合方式安装在滑动槽内，固定部711内侧安装有连接部712，连接部712中部通过滑动配合方式安装有移动部713，移动部713侧壁与连接部712侧壁之间通过调节螺钉714相连接，移动部713外侧与固定部711内侧均开设有半圆形槽，以便从下方拧入螺栓或从上方插入立柱3，移动部713外侧壁为圆弧面结构，且移动部713为橡胶材质；将外圈1或内圈2放置在固定部711与移动部713之间后，通过转动调节螺钉714带动移动部713向外移动，直至移动部713能够紧贴在外圈1或内圈2侧壁上，达到对外圈1或内圈2夹紧的目的，以保证后续组装工作的稳定进行。
所述支撑板72包括固定板721、导向杆722、升降板723与定位销钉724，固定板721安装在固定部711上端，固定板721上端安装有导向杆722，导向杆722上端通过滑动配合方式安装有升降板723，升降板723侧壁上从上往下均匀开设有定位孔，定位销钉724穿过定位孔对升降板723与导向杆722进行连接；通过对固定板721与升降板723之间距离的调节，达到对承托板位置进行改变的目的，以对相应位置的环形垫板4进行承托。
所述承托模块73包括承托块731、挤压块732与挤压螺钉733，承托块731通过滑动配合方式安装在升降板723下端，承托块731内侧中部开设有弧形缺口，以便立柱3穿过，承托块731上端内壁为从内往外高度逐渐增大的斜面结构，承托块731上端内壁通过滑动配合方式与挤压块732外壁相紧贴，挤压块732上端通过转动方式与挤压螺钉733下端相连接，挤压螺钉733上端通过螺纹配合方式安装在升降板723侧壁上；通过转动挤压螺钉733达到对挤压块732高度进行调节的目的，挤压块732向下运动时，对承托块731产生向外的推力，以保证承托块731内侧不会超过升降板723内侧，避免对外圈1或内圈2的放置造成阻碍，反之，当挤压块732向上运动时，便对承托块731产生向内的拉力，使得承托块731内侧能够超过升降板723内侧，以对环形垫板4进行承托。
使用上述制作机械对上述钢管桁架结构进行加工的制作方法包括以下步骤：
S1设备调节：通过定位机构6根据待组装的内圈2的实际尺寸对排布机构7位置进行调节；
S2内圈2连接：通过人工方式将第一个内圈2固定在多个底部夹紧块71中，再通过螺栓将立柱3底端与内圈2一一进行连接，接着通过螺栓将第二个内圈2固定在立柱3顶端；
S3再次设备调节：通过定位机构6根据待组装的外圈1的实际尺寸对排布机构7位置进行调节；
S4外圈1连接：通过人工方式将第一个外圈1固定在多个底部夹紧块71中，再通过螺栓将立柱3底端与外圈1一一进行连接，接着通过螺栓将第二个外圈1固定在立柱3顶端；
S5环形垫板4安装：通过人工方式将环形垫板4放置在承托模块上，并将组装后的内圈2、外圈1与立柱3转动一定角度，使得立柱3不会被排布机构7遮挡，以便对环形垫板4与立柱3进行连接；
S6桁架取出：通过人工方式将组装完毕的桁架从制作机械上取下。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种钢管桁架结构，包括外圈(1)、内圈(2)、立柱(3)与环形垫板(4)，其特征在于：所述外圈(1)数量为二，两个外圈(1)从上往下间隔布置，外圈(1)内侧布置有内圈(2)，内圈(2)与外圈(1)位置一一对应，上下布置的外圈(1)以及上下布置的内圈(2)之间均通过螺钉安装有立柱(3)，且内外布置的立柱(3)之间通过螺钉安装有环形垫板(4)；
上述钢管桁架结构在加工时需要使用专用的制作机械，制作机械包括基板(5)、定位机构(6)与排布机构(7)，基板(5)上沿其周向方向均匀开设有滑动槽，基板(5)中部安装有定位机构(6)，基板(5)外侧安装有排布机构(7)，排布机构(7)侧壁与定位机构(6)侧壁相连接；
所述定位机构(6)包括旋转电机(61)、主动锥齿轮(62)、从动锥齿轮(63)、转动筒(64)、安装环(65)与定位杆(66)，旋转电机(61)通过电机座安装在基板(5)上端，旋转电机(61)输出轴下端与主动锥齿轮(62)上端相连接，主动锥齿轮(62)外侧沿其周向方向均匀布置有从动锥齿轮(63)，从动锥齿轮(63)位置与滑动槽位置一一对应，从动锥齿轮(63)上端与主动锥齿轮(62)下端相啮合，从动锥齿轮(63)外侧壁上安装有转动筒(64)，转动筒(64)外壁通过轴承与安装环(65)相连接，安装环(65)安装在基板(5)下端，转动筒(64)内壁通过螺纹配合方式与定位杆(66)一端相连接，定位杆(66)另一端与排布机构(7)侧壁相连接；
所述排布机构(7)包括底部夹紧块(71)、支撑板(72)、承托模块(73)与顶部夹紧块(74)，底部夹紧块(71)通过滑动配合方式安装在滑动槽内，底部夹紧块(71)下端内侧壁与定位杆(66)相连接，底部夹紧块(71)上端安装有支撑板(72)，支撑板(72)中部内侧壁上安装有承托模块(73)，支撑板(72)上端通过铰链安装有顶部夹紧块(74)，支撑板(72)内外侧壁均为圆弧面结构；
所述底部夹紧块(71)与顶部夹紧块(74)结构基本相同，区别仅在于顶部夹紧块(74)下端为开口结构，底部夹紧块(71)包括固定部(711)、连接部(712)、移动部(713)与调节螺钉(714)，固定部(711)通过滑动配合方式安装在滑动槽内，固定部(711)内侧安装有连接部(712)，连接部(712)中部通过滑动配合方式安装有移动部(713)，移动部(713)侧壁与连接部(712)侧壁之间通过调节螺钉(714)相连接，移动部(713)外侧与固定部(711)内侧均开设有半圆形槽，以便从下方拧入螺栓或从上方插入立柱(3)，移动部(713)外侧壁为圆弧面结构，且移动部(713)为橡胶材质。
2.根据权利要求1所述的一种钢管桁架结构，其特征在于：所述支撑板(72)包括固定板(721)、导向杆(722)、升降板(723)与定位销钉(724)，固定板(721)安装在固定部(711)上端，固定板(721)上端安装有导向杆(722)，导向杆(722)上端通过滑动配合方式安装有升降板(723)，升降板(723)侧壁上从上往下均匀开设有定位孔，定位销钉(724)穿过定位孔对升降板(723)与导向杆(722)进行连接；通过对固定板(721)与升降板(723)之间距离的调节，达到对承托板位置进行改变的目的，以对相应位置的环形垫板(4)进行承托。
3.根据权利要求1所述的一种钢管桁架结构，其特征在于：所述承托模块(73)包括承托块(731)、挤压块(732)与挤压螺钉(733)，承托块(731)通过滑动配合方式安装在升降板(723)下端，承托块(731)内侧中部开设有弧形缺口，以便立柱(3)穿过，承托块(731)上端内壁为从内往外高度逐渐增大的斜面结构，承托块(731)上端内壁通过滑动配合方式与挤压块(732)外壁相紧贴，挤压块(732)上端通过转动方式与挤压螺钉(733)下端相连接，挤压螺钉(733)上端通过螺纹配合方式安装在升降板(723)侧壁上；通过转动挤压螺钉(733)达到对挤压块(732)高度进行调节的目的，挤压块(732)向下运动时，对承托块(731)产生向外的推力，以保证承托块(731)内侧不会超过升降板(723)内侧，避免对外圈(1)或内圈(2)的放置造成阻碍，反之，当挤压块(732)向上运动时，便对承托块(731)产生向内的拉力，使得承托块(731)内侧能够超过升降板(723)内侧，以对环形垫板(4)进行承托。
4.根据权利要求1所述的一种钢管桁架结构，其特征在于：所述转动筒(64)为多段拼接式结构，各段之间通过螺栓相连接，且转动筒(64)前后等分为两部分，前后两部分之间通过螺栓相连接，能够根据实际需要对转动筒(64)进行延长或缩短，以改变排布机构(7)的调节范围。
5.根据权利要求1所述的一种钢管桁架结构，其特征在于：所述基板(5)包括底板(51)与外扩板(52)，底板(51)前后两侧通过螺栓对称安装有外扩板(52)，外扩板(52)为半圆环形结构，底板(51)上沿其周向方向均匀开设有基础滑槽，外扩板(52)内侧沿其周向方向均匀开设有延长滑槽，延长滑槽与基础滑槽位置一一对应，通过在底板(51)外侧加装不同尺寸的外扩板(52)，以适应对不同尺寸桁架进行组装时的工作要求。
6.根据权利要求1所述的一种钢管桁架结构，其特征在于：所述环形垫板(4)内外侧壁上均沿其周向方向均匀开设有半圆形卡槽，半圆形卡槽形状与立柱(3)形状相吻合，能够防止组装过程中立柱(3)与环形垫板(4)发生相对滑动。
7.根据权利要求1所述的一种钢管桁架结构，其特征在于：使用上述制作机械对上述钢管桁架结构进行加工的制作方法包括以下步骤：
S1设备调节：通过定位机构(6)根据待组装的内圈(2)的实际尺寸对排布机构(7)位置进行调节；
S2内圈(2)连接：通过人工方式将第一个内圈(2)固定在多个底部夹紧块(71)中，再通过螺栓将立柱(3)底端与内圈(2)一一进行连接，接着通过螺栓将第二个内圈(2)固定在立柱(3)顶端；
S3再次设备调节：通过定位机构(6)根据待组装的外圈(1)的实际尺寸对排布机构(7)位置进行调节；
S4外圈(1)连接：通过人工方式将第一个外圈(1)固定在多个底部夹紧块(71)中，再通过螺栓将立柱(3)底端与外圈(1)一一进行连接，接着通过螺栓将第二个外圈(1)固定在立柱(3)顶端；
S5环形垫板4安装：通过人工方式将环形垫板(4)放置在承托模块上，并将组装后的内圈(2)、外圈(1)与立柱(3)转动一定角度，使得立柱(3)不会被排布机构7遮挡，以便对环形垫板(4)与立柱(3)进行连接；
S6桁架取出：通过人工方式将组装完毕的桁架从制作机械上取下。
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