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专利号: 2017111626559
申请人: 北京建筑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种精确定位吊钩位置的GNSS双吊绳段建筑施工塔吊机,其特征在于,所述建筑施工塔吊机包括塔臂、第一吊绳段、第二吊绳段、位于所述第一吊绳段和所述第二吊绳段之间的动滑轮,和在所述第二吊绳段末端的吊钩,所述建筑施工塔吊机与一吊装定点放样辅助系统配合,所述吊装定点放样辅助系统包括GNSS基准站和监控装置,其中,所述建筑施工塔吊机还包括:设置在塔臂上的风速测量装置和风加速度测量装置,用于测量塔臂处的风速和风的加速度;

设置在所述塔臂上的移动车,所述第一吊绳段从所述移动车上下垂,

设置在所述动滑轮上的GNSS流动站;

所述GNSS流动站从所述GNSS基准站处接收导航卫星差分改正信号,获得自身的平面坐标信息和高程信息,并将所述平面坐标信息和所述高程信息发送给所述监控装置,所述监控装置根据塔臂处的风速及风的加速度和建筑施工塔吊机的移动车的切线速度及正常制动加速度计算所述吊钩的高程,所述监控装置根据以下公式计算所述吊钩的高程:

式中,Hg是所述吊钩的高程,H1是所述GNSS流动站天线相位中心的高程,H2是所述GNSS流动站的天线相位中心至天线的底部的垂高,H3是所述天线的底部到所述动滑轮的中心的高度差,R是所述动滑轮的半径,L是所述第二吊绳段的长度,vq为所述移动车的切线速度,aq为所述移动车的正常制动加速度,vf为风速,a是风的加速度,G为所述吊钩的长度。

2.根据权利要求1所述的建筑施工塔吊机,其特征在于,所述监控装置计算所述GNSS流动站在一定时间内测量出的三维坐标的平滑滤波值,将所述平滑滤波值在高斯投影下进行坐标转换,获得所述GNSS流动站的平面坐标和高程,使用所述平面坐标确定所述吊钩的平面位置,使用所述高程和所述第二吊绳段的长度确定所述吊钩的高程位置。

3.根据权利要求1所述的建筑施工塔吊机,其特征在于,所述监控装置计算所述GNSS流动站在一定时间内测量出的三维坐标数据的不确定度,当所述GNSS流动站的三维坐标数据的不确定度超过预定数值时,进行报警,提示暂缓进行吊装作业。

4.根据权利要求2所述的建筑施工塔吊机,其特征在于,如下地确定所述吊钩的平面位置:首先将所述GNSS流动站天线相位中心的WGS-84系坐标 在高斯投影下进行坐标转换,获得所述GNSS流动站即所述吊钩的平面坐标;

然后,根据以下公式获得所述吊钩在塔吊系下的平面位置:

其中, 和 分别为所述吊钩在塔吊系和WGS-84系下的平面坐标;Tx、Ty为由WGS-84系转换到塔吊系的平移参数;α为由WGS-84系转换到塔吊系的旋转参数。

5.根据权利要求2所述的建筑施工塔吊机,其特征在于,如下地确定所述吊钩的平面位置:首先将所述GNSS流动站天线相位中心的WGS-84系坐标 在高斯投影下进行坐标转换,获得所述GNSS流动站即所述吊钩的平面坐标,然后,根据以下公式获得所述吊钩在塔吊系下的平面位置:

其中, 和 分别为所述吊钩在塔吊系和WGS-84系下的平面坐标;Tx、Ty为由WGS-84系转换到塔吊系的平移参数;α为由WGS-84系转换到塔吊系的旋转参数;m为由WGS-84系转换到塔吊系的尺度参数。

6.根据权利要求2所述的建筑施工塔吊机,其特征在于,如下地确定所述吊钩的平面位置:首先将所述GNSS流动站天线相位中心的WGS-84系坐标 在高斯投影下进行坐标转换,获得所述GNSS流动站即吊钩的平面坐标,然后,根据以下公式获得所述吊钩在塔吊系下的平面位置:

式中,

其中, 和 分别为所述吊钩在塔吊系和WGS-84系下的平面坐标;Tx、Ty为由WGS-84系转换到塔吊系的平移参数;αx为由WGS-84系转换到塔吊系的x旋转参数;αy为由WGS-84系转换到塔吊系的y旋转参数;mx为由WGS-84系转换到塔吊系的x尺度参数;my为由WGS-84系转换到塔吊系的y尺度参数。

7.根据权利要求2所述的建筑施工塔吊机,其特征在于,如下地确定所述吊钩的高程位置:首先将所述GNSS流动站的WGS-84系坐标 在高斯投影下进行坐标转换,获得所述GNSS流动站天线相位中心的高程,并根据如下公式计算所述吊钩的高程:式中,Hg是所述吊钩的高程,H1是所述GNSS流动站天线相位中心的高程,H2是所述GNSS流动站的天线相位中心至天线的底部的垂高,H3是所述天线的底部到所述动滑轮的中心的高度差,R是所述动滑轮的半径,L是所述第二吊绳段的长度,vq为所述移动车的切线速度,aq为所述移动车的正常制动加速度,vf为风速,a是风的加速度,G为所述吊钩的长度,然后,根据以下公式获得所述吊钩在塔吊系下的高程位置:H塔吊系=HWGS-84系-TH

其中,H塔吊系为所述吊钩在塔吊系下的高程;HWGS-84系为所述吊钩在WGS-84系下的高程;TH为由WGS-84系转换到塔吊系的垂移参数。

8.根据权利要求2所述的建筑施工塔吊机,其特征在于,如下地确定所述吊钩的高程位置:首先将所述GNSS流动站的WGS-84系坐标 在高斯投影下进行坐标转换,获得所述GNSS流动站天线相位中心的高程,并根据如下公式计算所述吊钩的高程:式中,Hg是所述吊钩的高程,H1是所述GNSS流动站天线相位中心的高程,H2是所述GNSS流动站的天线相位中心至天线的底部的垂高,H3是所述天线的底部到所述动滑轮的中心的高度差,R是所述动滑轮的半径,L是所述第二吊绳段的长度,vq为所述移动车的切线速度,aq为所述移动车的正常制动加速度,vf为风速,a是风的加速度,G为所述吊钩的长度,然后,根据以下公式获得所述吊钩在塔吊系下的高程位置:H塔吊系=(1+m)·HWGS-84系-TH

其中,H塔吊系为所述吊钩在塔吊系下的高程;HWGS-84系为所述吊钩在WGS-84系下的高程;TH为由WGS-84系转换到塔吊系的垂移参数;m为由WGS-84系转换到塔吊系的尺度参数。