一种钢结构立柱智能辅助固定与倾斜监测装置及其控制方法与流程

本发明属于钢结构厂房建造，具体属于一种钢结构立柱智能辅助固定与倾斜监测装置及其控制方法。

背景技术：

1、钢结构厂房因强度高、施工周期短、环保性好等优势被广泛应用于工业建筑领域，其建造过程中需通过固定装置对钢梁、立柱等构件进行临时或永久固定，确保施工精度和结构稳定性。现有设备在对厂房立柱进行固定时，往往仅通过单一的固定夹紧，这种固定方式仅能实现初步的限位，无法在固定的过程中实时监测立柱的倾斜度；现有的对立柱倾斜度测量往往需要人工进行，但厂房立柱一般较高，人工测量的精准度会受到影响，且无法实时反馈调整。此外，传统施工中固定与检测工序分离，夹紧后若检测不合格需松开调整，效率低下；人工测量依赖经验，高空作业风险大；无法记录立柱倾斜变化轨迹，难以追溯施工质量；发现问题时往往已产生累积误差，增加返工成本。本技术通过集成夹持组件与检测组件，并引入倾角传感器、位移传感器、角度传感器及控制单元，实现了在固定立柱的同时实时监测倾斜度、自动校准和闭环控制，解决了现有技术中固定与检测分离、人工测量精度低、无法实时调整和追溯的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种钢结构立柱智能辅助固定与倾斜监测装置及其控制方法，要解决的第一个技术问题是：实现立柱固定与倾斜监测的同步进行，解决传统施工中固定与检测工序分离、效率低下的问题；要解决的第二个技术问题是：提高倾斜检测的精度，避免单点接触误判，解决人工测量精度低的问题；要解决的第三个技术问题是：消除装置本身安装误差和地面不平对检测结果的影响，解决检测数据失真的问题；要解决的第四个技术问题是：实现施工过程的数据记录和追溯，解决后期验收无据可依的问题；要解决的第五个技术问题是：根据检测结果自动调整夹持状态，解决调整滞后、人工干预多的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种钢结构立柱智能辅助固定与倾斜监测装置，包括钢结构厂房立柱，其特征在于，还包括：

4、支撑底板，所述支撑底板的顶部开设有用于钢结构厂房立柱竖向穿过的u型槽；

5、夹持组件，所述夹持组件安装在支撑底板上，用于支撑钢结构厂房立柱；

6、检测组件，所述检测组件包括固定在支撑底板后侧外壁处的侧边固定底座，所述侧边固定底座内部为中空设计，所述侧边固定底座的内部居中处固定连接有电动伸缩装置，所述伸缩杆的输出端固定连接有检测支撑座，所述检测支撑座的内部安装有两个检测底座，两个所述检测底座围成用于钢结构厂房立柱通过的矩形空间，矩形空间内部相向一面等距固定有若干个压力检测底座，若干个所述压力检测底座的内部均设置有一个压力传感器，若干个所述压力检测底座远离检测底座、且向矩形空间内延神的一端安装有一个触块，触块与压力传感器电性相连，两个所述检测底座的顶部等距固定有若干个警示灯，若干个所述警示灯与若干个压力检测底座一一对应且电性连接。

7、进一步优选地，还包括倾角传感器，安装在支撑底板上，用于检测装置本身的倾斜状态；控制单元，分别与伸缩杆、夹持组件、压力传感器、警示灯及倾角传感器电性连接；所述压力检测底座内还设有位移传感器，用于检测触块的压缩位移量；所述检测底座与检测支撑座之间设有角度传感器，用于检测检测底座的转动角度；倾角传感器、位移传感器、角度传感器均自带警报器。

8、进一步地，电动伸缩装置包括与侧边固定底座内部空间随形设置的内部隔板，所述内部隔板的底部固定连接有气缸，所述气缸的输出端固定连接有底板，所述内部隔板顶面设有伸缩杆。

9、进一步地，所述检测支撑座的内部为中空设计，所述检测支撑座的内部对称固定连接有两个转轴，两个所述检测底座的左端均对称开设有贯穿孔，两个转轴与两个贯穿孔一一对应，转轴穿过所述贯穿孔，使检测底座可绕转轴旋转；检测底座整体呈u形设置，贯穿孔开设于u形结构的竖部。

10、进一步地，两个所述检测底座远离检测支撑座的一端均固定连接有一个第二固定板，两所述第二固定板的表面对称开设有两个螺栓孔，所述螺栓孔的内壁螺纹连接有螺栓，右侧所述第二固定板的外壁固定连接有螺栓套筒，所述螺栓螺纹连接在螺栓套筒的内壁。

11、进一步地，所述夹持组件包括固定在支撑底板所处矩形空间四个角部的四个第一固定板，位于后侧的两个所述第一固定板相向一面转动连接有一个双向丝杆，所述双向丝杆的外壁对称螺纹连接有两个螺纹块，两个所述螺纹块的前侧外壁均固定连接有一个连接杆；位于前侧的两个所述第一固定板分别串接有一个滑杆，两个所述滑杆相互靠近的一端固定连接有一个固定块，两个所述滑杆远离固定连接有一个限位块，与固定块与其对应的螺纹块通过连接杆连接，后侧左向所述第一固定板的外壁固定连接有电机，所述电机的输出端与双向丝杆固定连接，两个所述连接杆的顶部居中处均固定连接有一个夹板支撑柱，两个所述夹板支撑柱相向一面对称固定连接有两个u型夹板，两个所述u型夹板与钢结构厂房立柱适配。

12、 一种钢结构立柱智能辅助固定与倾斜监测装置的控制方法，采用权利要求1-6任一项所述的固定装置，其特征在于，包括以下步骤：

13、步骤s1：初始化与自检

14、控制单元上电后，首先检测各传感器是否正常通信，并读取初始数据。若任一传感器异常，则通过报警器发出故障提示。

15、步骤s2：装置定位与固定

16、操作人员将装置推至待固定立柱旁，使u型槽卡入立柱底部，锁死万向轮。控制单元启动气缸，推动底板下压地面，增强装置稳定性。

17、步骤s3：夹持组件动作

18、控制单元驱动电机正转，带动双向丝杆旋转，使两u型夹板同步靠近立柱，直至夹紧力达到设定阈值。电机编码器记录夹持行程位置作为基准。

19、步骤s4：检测组件校准

20、将校准块安装在检测底座上，控制伸缩杆使检测底座移动预定高度，触块与校准块的垂直面接触，且接触压力达到预设值。此时控制单元记录所有压力传感器的读数作为零位压力f0、所有位移传感器的读数作为零位位移d0、所有角度传感器的读数作为零位角度a0。校准完成后，拆除校准块。

21、步骤s5：多点倾斜监测

22、控制单元依次将检测底座移动至立柱的多个高度（如底部、中部、顶部），在每个高度处使触块接触立柱表面，采集压力、位移和角度数据。通过多点拟合计算立柱的实际倾斜方向和倾斜量。

23、步骤s6：数据分析与闭环控制

24、若某高度处倾斜量超过第一预设阈值（如2mm），控制单元驱动夹持组件微调，施加纠正力矩；若超过第二预设阈值（如5mm），则触发声光报警并暂停自动调整，提示人工干预。

25、步骤s7：数据记录与追溯

26、控制单元以设定频率（如1hz）记录所有传感器数据及时间戳，生成立柱倾斜变化曲线，并上传至本地存储或云端平台，便于后期质量追溯。

27、步骤s8：施工完成与复位

28、施工完成后，控制单元动夹持组件松开，收回检测组件，解锁万向轮，装置可移动至下一施工位置。

29、与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

30、本技术通过将夹持组件与检测组件集成于同一装置，并设置控制单元统一协调，实现了在固定立柱的同时实时监测倾斜状态，解决了传统施工中固定与检测分离、工序繁琐的问题。

31、本技术通过在压力检测底座内增设位移传感器，并配合角度传感器多点采集数据，能够精确计算立柱的倾斜方向和倾斜量，避免了单点接触的误判，解决了人工测量精度低的问题。

32、本技术通过设置校准块和倾角传感器，实现了检测组件的零位校准和装置本身水平状态的自检，消除了安装误差和地面不平对检测结果的影响，解决了检测数据失真的问题。

33、本技术通过控制单元实时记录传感器数据并生成立柱倾斜变化曲线，实现了施工质量的可追溯性，解决了后期验收无据可依的问题。

34、本技术通过闭环控制根据倾斜监测结果自动微调夹持组件，实现了智能化施工，减少了人工干预，解决了调整滞后、效率低下的问题。