一种装配式建筑智能建造平台及其施工方法与流程

本发明涉及装配式建筑施工设备，尤其涉及一种装配式建筑智能建造平台及其施工方法。

背景技术：

1、装配式建筑是将传统现浇施工方式中大量的现场作业转移到工厂内完成，通过工业化生产预制件，再运输至施工现场进行机械化组装的一种建造方式，相比传统现浇施工，装配式建筑具有施工速度快、质量可控、节能环保等显著优势，已成为建筑行业转型升级的重要方向。

2、在装配式建筑施工过程中，施工平台是保障预制件吊装、安装作业顺利进行的关键设备。例如，中国专利cn106869473b公开了一种装配式建筑的可升降施工平台，其包括水平环绕在建筑物外围的工作平台和支撑工作平台的桅柱，工作平台采用标准节桁架拼接组成，利用桁架柱内的爬升系统实现平台的逐层顶升，并通过设置于工作平台上的桥式起重机完成预制件的吊装作业。

3、此外，中国专利cn216336266u还公开了一种装配式建筑构件吊装施工平台，在建筑结构上安装两组自爬升装置，在两组自爬升装置的顶部平行地固定安装两根桁架导轨，并在两根桁架导轨之间架设单梁行车，利用单梁行车在施工平面上方的灵活移动来实现预制件的精准安装，桁架导轨可通过自爬升装置随楼层逐层爬升，以完成所有楼层的构件安装工作。

4、然而，现有装配式建筑施工平台及建造技术仍存在以下不足：

5、其一，目前装配式建筑的构件安装主要依赖塔吊吊运配合人工微调，塔吊司机距离施工楼层较远，构件姿态调整困难，需要塔吊指挥员与多名安装人员协同配合，不仅施工效率低下，而且在调整过程中构件摆动容易误伤安装人员，安全隐患较大，虽然部分方案采用了桥式起重机或单梁行车辅助吊装，但构件从水平姿态翻转至竖直姿态、精确定位安装等工序仍需依赖人工操作。

6、其二，现有施工平台多针对单一施工工序设计，部分平台仅用于预制件吊装，部分平台仅用于提供墙板安装的操作工作面，缺乏将立柱、横梁等骨架构件安装与楼板浇筑、墙体安装等多工序集成于一体的综合施工平台，当需要在同一施工层完成不同类型预制件的安装作业时，往往需要更换施工设备或重新搭设作业平台，增加了施工工序的复杂性和工期。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种装配式建筑智能建造平台及其施工方法，旨在解决现有技术中预制构件的抓取、竖立与就位仍需大量人工辅助，以及施工平台功能单一，难以兼顾骨架搭建与楼板施工的多工序需求的技术问题。

2、针对上述技术问题，本发明提供了一种装配式建筑智能建造施工平台，用于搭建由立柱、横梁、预制叠合楼板和剪力墙组成的装配式建筑，包括：

3、施工平台，所述施工平台为矩形框架结构，所述施工平台上靠近四角位置处开设有开口，各所述开口处铰接有盖板；

4、四根行走轨道，分别竖直设置于建筑物四根所述立柱的外侧，各所述行走轨道的下端支撑于地面或基础，上端依靠于所述横梁内侧；

5、支撑组件，分别设置于各所述行走轨道上，所述支撑组件可伸缩设置，用于伸入层上下两根所述横梁之间，且两端分别与两根所述横梁相抵接，以对所述行走轨道进行支撑和限位；

6、四个爬升驱动组件，可滑动地设置于各所述行走轨道上，所述施工平台安装于四个所述爬升驱动组件上，用于驱动所述施工平台升降；

7、锁定组件，设置于各所述爬升驱动组件上，用于与所述立柱可释放地锁定连接，以将所述施工平台相对于所述立柱锁定或解锁；

8、四个收纳组件，分别设置于所述施工平台底部四角位置处，并与四个所述开口相对应；

9、四个抓取摆放组件，分别设置于各所述收纳组件上，并具有伸出工作位置和收回收纳位置，用于获取和安装预制件。

10、进一步的，所述支撑组件包括：第一收缩槽，开设于所述行走轨道朝向所述横梁的一侧；支撑杆，可滑动地连接于所述第一收缩槽相对两侧内壁上，所述支撑杆高度与上下两层的所述横梁之间的距离一致，以支撑于该层上下两根所述横梁之间，对所述行走轨道进行支撑和限位；第一直线驱动机构，安装于所述行走轨道上位于背离所述横梁一侧，且输出端一端穿过所述行走轨道延伸至所述第一收缩槽中并与所述支撑杆相连接，用于驱动所述支撑杆伸出和收回。

11、进一步的，所述爬升驱动组件包括：驱动块，可滑动地连接于所述行走轨道上；齿条，竖直安装于所述行走轨道一侧，并沿所述行走轨道长度方向延伸；主动齿轮，可转动地连接于所述行走轨道上，且位于所述齿条相对一侧，所述主动齿轮与所述齿条啮合连接；减速电机，安装于所述驱动块上，其输出端与所述主动齿轮驱动连接，用于驱动所述主动齿轮转动，以带动所述驱动块沿所述齿条升降。

12、进一步的，所述锁定组件包括：第二收缩槽，开设于所述驱动块朝向所述立柱的一侧；锁定块，可滑动地设置于所述第二收缩槽相对两侧内壁上，可沿所述第二收缩槽往复移动；第二直线驱动机构，安装于所述驱动块上并位于所述第二收缩槽相对一侧，其输出端穿过所述驱动块延伸至所述第二收缩槽中并与所述锁定块一侧相连接。

13、进一步的，所述锁定块上开设有多个第一锁定孔，所述立柱上靠近顶部位置处均开设有与所述第一锁定孔配套使用的第二锁定孔，通过螺栓或插杆依次穿过所述第一锁定孔和所述第二锁定孔，将所述锁定块与所述驱动块锁定连接，以将所述施工平台相对于所述立柱锁定。

14、进一步的，所述收纳组件包括：收纳框架，安装于所述施工平台底部并与所述开口相对应，所述收纳框架为上下贯通的矩形结构；升降机构，安装于所述收纳框架底部，所述升降机构的升降台可滑动地连接于所述收纳框架内壁上，并可沿所述收纳框架内部上下移动。

15、进一步的，所述抓取摆放组件为液压驱动的多关节机械臂，其末端执行器安装有用于抓取所述立柱和所述横梁预制件的夹持机构，所述夹持机构上设有用于检测所述立柱和横梁垂直度以及水平度的检测装置。

16、进一步的，所述夹持机构包括两个相对设置的夹爪以及驱动元件，所述驱动元件驱动两个所述夹爪相向或背向移动，以夹紧或释放预制件。

17、进一步的，所述检测装置为水平仪和倾角传感器。

18、进一步的，所述施工平台底部设置有备用电源，所述备用电源用于断电时作为应急供电使用，以将所述施工平台降下；所述施工平台底部设置有电气控制柜，所述电气控制柜分别与各所述支撑组件、所述爬升驱动组件、所述锁定组件、所述收纳组件和抓取摆放组件电连接，用于控制各组件的时序动作。

19、本发明还提供了一种装配式建筑骨架的搭建方法，采用上述的所述装配式建筑智能建造施工平台，包括以下步骤：

20、s1、通过塔吊将首层搭建用的所述立柱和所述横梁预制件吊装就位，手动完成首层骨架的搭建；

21、s2、将四根竖直所述行走轨道分别设置于首层骨架内侧的四角处，各所述行走轨道的下端支撑于地面，上端竖直向上延伸形成支撑结构，将所述施工平台滑动安装于四根所述行走轨道上；

22、s3、启动所述爬升驱动组件，驱动所述施工平台沿所述行走轨道向上爬升至首层顶部；

23、s4、通过塔吊将第二层的所述立柱和所述横梁预制件吊运至所述施工平台上；

24、s5、设置于所述施工平台四角位置处的四个所述抓取摆放组件从所述收纳组件升起，分别抓取四根所述立柱，将其竖立并移动至设计安装位置，完成定位安装；

25、s6、位于所述横梁安装位置同一侧的两个所述抓取摆放组件协同作业，分别抓取所述横梁预制件的两端，通过同步运动将所述横梁预制件保持水平姿态，并将其横向移动至安装位置，完成四根所述横梁的安装固定，重复以上步骤，完成四根横梁的安装固定，形成第二层骨架；

26、s7、通过所述支撑组件收缩，解除所述行走轨道与当前建筑骨架的支撑连接，启动所述爬升驱动组件的所述锁定组件将所述施工平台与所述立柱锁定，驱动四根所述行走轨道沿已建成的建筑骨架内侧向上爬升一个标准层高度，然后通过所述支撑组件伸出，使所述行走轨道与上层建筑骨架的所述横梁形成支撑限位；

27、s8、解除所述施工平台的固定，启动所述爬升驱动组件驱动所述施工平台沿所述行走轨道向上爬升至上层建筑骨架顶部；

28、s9、重复s4至s8，逐层完成各层骨架的搭建，直至全部楼层骨架搭建完毕。

29、本发明提供了一种装配式建筑楼板与墙体的逆向施工方法，所述逆向施工方法基于上述的所述的骨架搭建方法所搭建完成的建筑骨架实施，包括以下步骤：

30、s10、将四个所述抓取摆放组件下降收回至所述收纳组件中，闭合所述施工平台上的所述开口，形成完整的平台工作面；

31、s11、通过塔吊将所述预制叠合楼板吊运至所述施工平台上，铺设固定后浇筑现浇层混凝土，使现浇层混凝土填充所述预制叠合楼板之间的缝隙并与所述预制叠合楼板形成整体的楼板结构，完成最顶层楼板的施工；

32、s12、通过所述支撑组件收缩，解除四根所述行走轨道与当前建筑骨架的支撑连接，通过所述锁定组件将所述施工平台与所述立柱锁定，启动所述爬升驱动组件驱动四根所述行走轨道沿已搭建成的建筑骨架内侧向下爬升一个标准层高度后，通过所述支撑组件伸出，使所述行走轨道与上层建筑骨架的横梁形成支撑限位；

33、s13、解除所述施工平台的固定，启动所述爬升驱动组件驱动所述施工平台沿所述行走轨道向下爬升至下一层顶部；

34、s14、通过塔吊将所述预制叠合楼板吊运至当前的所述施工平台上，在当前施工层铺设固定所述预制叠合楼板，随后通过塔吊将四面所述剪力墙预制件从建筑外侧吊装就位，完成当前层四面所述剪力墙的安装；

35、s15、通过所述剪力墙上预留的浇筑孔或窗口，将现浇层混凝土浇筑至铺设好的所述预制叠合楼板上，完成当前层楼板的施工；

36、s16、重复s12至s15，自上而下逐层完成所有楼板与墙体的施工，直至整栋建筑全部施工完成。

37、本发明的有益效果是：

38、本发明通过支撑机构、爬升驱动装置和锁定机构的协同配合，使施工平台与行走轨道的交替式爬升，爬升行走轨道时，通过锁定机构将施工平台与立柱锁定，支撑机构收缩解除行走轨道与横梁的支撑连接，爬升驱动装置驱动行走轨道沿建筑骨架内侧爬升，行走轨道就位后支撑机构伸出与横梁抵接形成支撑限位，解除锁定机构后再驱动施工平台沿行走轨道升降，该方式无需借助塔吊等外部起重设备即可实现施工平台的逐层升降；

39、通过四个抓取摆放组件配合收纳组件，将预制件从水平存放姿态到竖直安装姿态的自动转换与就位，配合夹持机构夹持预制件并进行空间定位，同一侧两个抓取摆放组件可分别夹持横梁两端同步运动，保持横梁水平姿态完成就位，四个抓取摆放组件既能够各自独立作业、分别抓取四根立柱完成竖立安装，也能够两两协同、分别夹持横梁两端完成水平姿态下的横向平移就位，提高安装效率和质量；

40、通过开口、盖板与收纳组件的配合，实现了施工平台在不同施工阶段的功能转换，骨架搭建阶段，抓取摆放组件从开口伸出进行预制件安装，楼板施工阶段，抓取摆放组件收回至收纳组件中，盖板闭合形成工作面用于楼板铺设和混凝土浇筑；

41、在完成全部楼层骨架搭建后采用自上而下的逆向施工方法进行楼板与墙体施工，施工平台自上而下逐层下降，每到达一层即完成该层预制叠合楼板的铺设、混凝土浇筑以及剪力墙的安装，由于始终在已完成的上一层楼板下方作业，无需在楼板下方搭设满堂支撑脚手架即可完成叠合楼板的现浇层施工。