预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法
阅读说明：本技术 预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法 (The voice guidance hanging apparatus and method of prefabricated building components ) 是由 李坚磊 李厚伟 张明辉 宋震 于 2019-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法,该装置包括计算机,与所述计算机连接的预制建筑构件传感器、位置传感器和语音指导装置；计算机发出吊装预制建筑构件的指令通过所述语音指导装置对所述预制建筑构件进行语音播报指导安装,计算机根据设置在预制建筑构件上的所述预制建筑构件传感器和设置在建筑物上的所述位置传感器定位预制建筑构件与建筑物的相对安装位置关系,计算机根据建立的BIM三维模型实时展示预制建筑构件与建筑物的安装进度信息。本发明能够解决定位不准和吊装效率低的问题。(The invention discloses the voice guidance hanging apparatus and method of a kind of prefabricated building components, which includes computer, prefabricated building components sensor, position sensor and the voice guidance device connecting with the computer；The instruction that computer issues hoisting prefabricated building element carries out voice broadcast guidance installation to the prefabricated building components by the voice guidance device, computer is according to the relative mounting location relationship of the prefabricated building components sensor being arranged on prefabricated building components and the position sensor being arranged on building positioning prefabricated building components and building, and computer is according to the BIM threedimensional model real-time exhibition prefabricated building components of foundation and the installation progress information of building.The present invention is able to solve the problem of inaccurate positioning and lifting low efficiency.)
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，特别涉及一种预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法。
背景技术
在建筑领域，预制建筑构件按照材料可以分为钢结构预制构件、木结构预制构件、混凝土预制构件和石材预制构件。其中钢筋混凝土预制构件，也称预制混凝土(PrecastConcrete，PC)，其应用范围最为广泛。预制建筑构件通常需要吊装设备进行吊装。以钢筋混凝土预制楼梯吊装为例，起吊时所有检查工序准备完毕后方可开始吊装。吊装时应注意风向及风速，应在地面及楼面分别设置两个指挥，通过对讲机或手机等通讯设备联系，并派专职安全员全程监督。起吊先将吊点旋紧，然后吊至离地约0.5m处检查，检查无误后进行吊装，吊装时通过电动葫芦连接预制建筑构件，以用于调整预制楼梯倾斜角度，然后用钢管做导管，引导预制楼梯安装定位，然后进行定位尺寸检查。上述吊装方法不仅工序繁琐、定位不准确、而且需要很多作业人员进行吊装，需要反复核对定位信息，人工成本较大，由于吊装工序都是通过作业人员人工定位以及各信息通过作业人员口头传递信息，因此存在吊装误差，并且存在着信息不能及时正确输送等的吊装风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供一种预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法，以解决定位不准和吊装效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种预制建筑构件的语音指导吊装装置，包括计算机，与所述计算机连接的预制建筑构件传感器、位置传感器和语音指导装置；计算机发出吊装预制建筑构件的指令通过所述语音指导装置对所述预制建筑构件进行语音播报指导安装，计算机根据设置在预制建筑构件上的所述预制建筑构件传感器和设置在建筑物上的所述位置传感器定位预制建筑构件与建筑物的相对安装位置关系，计算机根据建立的BIM三维模型实时展示预制建筑构件与建筑物的安装进度信息。
进一步的，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置，还包括与所述计算机连接的摄像头，所述摄像头与计算机构成的机器视觉系统对所述预制建筑构件与建筑物的相对位置关系进行测量和判断，并将位置偏差信息通过计算机发送给所述语音指导装置进行位置调整的语音播报指导。
进一步的，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置，还包括与所述计算机连接的信息监视平台，所述信息监视平台用于监视BIM三维模型实时展示的预制建筑构件与建筑物的安装进度信息和/或所述预制建筑构件的编号。
进一步的，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置，所述摄像头为CCD或者CMOS器件。
进一步的，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置，所述语音指导装置为耳机或音箱。
进一步的，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置，所述信息监视平台为手机、平板电脑、笔记本电脑或台式计算机。
为了解决上述技术问题，本发明的另一种技术方案是：一种预制建筑构件的语音指导吊装方法，采用如上述的预制建筑构件的语音指导吊装装置；
计算机发出吊装预制建筑构件的指令通过所述语音指导装置对所述预制建筑构件进行语音播报指导安装；
计算机根据设置在预制建筑构件上的所述预制建筑构件传感器和设置在建筑物上的所述位置传感器定位预制建筑构件与建筑物的相对安装位置关系；
计算机建立BIM三维模型，通过所述BIM三维模型实时展示预制建筑构件与建筑物的安装进度信息。
进一步的，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装方法，还包括与计算机连接的摄像头，所述摄像头与计算机构成的机器视觉系统对所述预制建筑构件与建筑物的相对位置关系进行测量和判断，并将位置偏差信息通过计算机发送给所述语音指导装置进行位置调整的语音播报指导。
进一步的，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装方法，还包括与计算机连接的信息监视平台，通过所述信息监视平台显示所述BIM三维模型实时展示预制建筑构件与建筑物的安装进度信息和/或所述预制建筑构件的编号。
与现有技术相比，本发明提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法，通过语音指导装置对预制建筑构件进行语音播报指导吊装，无需通过施工作业人员通过对讲机进行沟通，从而提高了安装信息传递的可靠性和准确性。通过预制建筑构件传感器与位置传感器准确地定位预制建筑构件与建筑物的相对安装位置，无需通过施工作业人工反复核查后通过钢管等插件进行定位，从而简化了工序，提高了预制建筑构件定位精度和吊装施工效率。本发明无需单独安排定位的施工作业人员，通过两个传感器进行定位，从而降低了人工成本和工程成本。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置的方框原理图；
图2是本发明实施例二提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置的方框原理图；
图3是本发明实施例三提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置的方框原理图；
图4是本发明实施例四提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置的方框原理图；
图5至图6是根据本发明实施例安装预制楼梯的过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
请参考图1，本发明实施例一提供一种预制建筑构件的语音指导吊装装置，包括计算机1，与所述计算机1连接的预制建筑构件传感器3、位置传感器4和语音指导装置5。计算机1发出吊装预制建筑构件的指令通过所述语音指导装置5对所述预制建筑构件进行语音播报指导安装，计算机1根据设置在预制建筑构件上的所述预制建筑构件传感器3和设置在建筑物上的所述位置传感器4定位预制建筑构件与建筑物的相对安装位置关系，计算机1根据建立的建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)三维模型实时展示预制建筑构件与建筑物的安装进度信息。
其中语音指导装置5可以为耳机或音箱。在建筑工程中涉及多个预制建筑构件吊装时，建筑物上至少设置一个位置传感器4，以总领并定位各个预制建筑构件的位置信息。预制建筑构件传感器3设置有保护壳体等保护装置，以防止吊装过程中损坏。
本发明实施例一提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置，通过语音指导装置5对预制建筑构件进行语音播报指导吊装，无需通过施工作业人员通过对讲机进行沟通，从而提高了安装信息传递的可靠性和准确性。通过预制建筑构件传感器3与位置传感器4准确地定位预制建筑构件与建筑物的相对安装位置，无需通过施工作业人工反复核查后通过钢管等插件进行定位，从而简化了工序，提高了预制建筑构件定位精度和吊装施工效率。本发明实施例一无需单独安排定位的施工作业人员，通过两个传感器进行定位，从而降低了人工成本和工程成本。
实施例二
请参考图2，本发明实施例二提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置是在实施例一的基础上改进而成，其区别在于，还包括与所述计算机1连接的摄像头2，计算机1与所述摄像头2构成的机器视觉系统对所述预制建筑构件与建筑物的相对位置关系进行测量和判断，并将位置偏差信息通过计算机1发送给所述语音指导装置5进行位置调整的语音播报指导。其中摄像头2可以为电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或者互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)器件。本发明实施例二的摄像头2一方面为吊装设备的施工作业人员提供视觉参考，避免视觉盲区；摄像头2另一方面与计算机1构成机器视觉系统以用于对预制建筑构件进行辅助定位以及提供偏差信息给计算机1并通过语音指导装置5进行语音播报提醒。
实施例三
请参考图3，本发明实施例三提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置是在实施例一的基础上改进而成，其区别在于，还包括与所述计算机1连接的信息监视平台6，其中信息监视平台6可以为手机、平板电脑、笔记本电脑或台式计算机1。所述信息监视平台6用于监视BIM三维模型实时展示的预制建筑构件与建筑物的安装进度信息和/或所述预制建筑构件的编号。本发明实施例三增加的信息监视平台6能够方便建筑工程管理人员及时了解吊装施工进度。
实施例四
请参考图4，本发明实施例四提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置是在实施例一的基础上改进而成，其区别在于，包括与所述计算机1连接的摄像头2和信息监视平台6。计算机1与所述摄像头2构成的机器视觉系统对所述预制建筑构件与建筑物的相对位置关系进行测量和判断，并将位置偏差信息通过计算机1发送给所述语音指导装置5进行位置调整的语音播报指导。信息监视平台6用于监视BIM三维模型实时展示的预制建筑构件与建筑物的安装进度信息和/或所述预制建筑构件的编号。也就是说，本发明实施例四是实施例二和实施例三的组合，同时具有实施例二和实施例三的上述技术效果。
实施例五
本发明实施例五提供一种预制建筑构件的语音指导吊装方法，采用如上述实施例的预制建筑构件的语音指导吊装装置。包括以下步骤：
步骤一，计算机1建立BIM三维模型。
步骤二，计算机1发出吊装预制建筑构件的指令通过所述语音指导装置5对所述预制建筑构件进行语音播报指导安装；吊装作业人员通过吊装设备对预制建筑构件进行起吊。
步骤三，计算机1根据设置在预制建筑构件上的所述预制建筑构件传感器3和设置在建筑物上的所述位置传感器4定位预制建筑构件与建筑物的相对安装位置关系。
步骤四，计算机通过所述BIM三维模型实时展示预制建筑构件与建筑物的安装进度信息。
为了辅助定位以及为吊装作业人员提供视觉参考，本发明实施例五提供的预制建筑构件的语音指导吊装方法，还包括与计算机1连接的摄像头2，计算机1与所述摄像头2构成的机器视觉系统对所述预制建筑构件与建筑物的相对位置关系进行测量和判断，并将位置偏差信息通过计算机1发送给所述语音指导装置5进行位置调整的语音播报指导。其中位置偏差信息可以是偏差信号，也可以是位置偏差量。当为偏差信号时，计算机1控制语音指导装置5语音播报位置偏差等内容，以提醒吊装作业人员进行修正。当为位置偏差量时，可以将偏差量通过计算机1控制语音指导装置5进行播报，以提醒吊装作业人员调整预制建筑构件的位置幅度大小。
为了方便建筑工程管理人员及时了解施工进度，本发明实施例五提供的预制建筑构件的语音指导吊装方法，还包括与计算机1连接的信息监视平台6，通过所述信息监视平台6显示所述BIM三维模型实时展示预制建筑构件与建筑物的未安装、安装中、已安装等安装进度信息和/或所述预制建筑构件的编号。
本发明上述实施例的语音指导装置5的语音播报指导的内容包括吊装预制建筑构件的编号、位置、顺序、步骤、方向和吊装高度，以及根据机器视觉系统测量的位置偏差信号，计算机收到偏差信号后控制语音指导装置5播报偏差提醒，以使吊装作业人员进行对位置进行修正。当然，语音指导装置5的播报内容，还包括未安装、安装中、已安装等安装进度的语音播报。其中语音指导装置5的播报内容可以是预先录制，也可以是根据机器视觉系统测量和判断后，由文字转换为语音数据的内容。本发明上述实施例的机器视觉系统为人工智能的一种，因此能够实现预制建筑构件安装的智能化。
本发明上述实施例的预制建筑构件传感器3存储有预制建筑构件的编号和位置信息。通过预制建筑构件传感器3对预制建筑构件进行编号，其目的是识别预制建筑构件，以对某一编号的预制建筑构件进行安装。当完成一件预制建筑构件的安装后，再通过编号进行下一件预制建筑构件的安装。
请参考图5和图6，采用本发明上述实施例提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法吊装预制楼梯701时，在预制楼梯701的顶层梯阶和/或底层梯阶固定设置预制建筑构件传感器3，以建筑物700的每层楼板703或者其上方的墙体702上预埋位置传感器4，语音指导装置5对预制楼梯701进行语音播报指导吊装，语音指导播报包括安装步骤、水平竖直距离、完成度，以及与周围的脚手架或建筑物700的距离等信息，吊装作业人员通过吊装设备(未图示)采用绳索801、钢扁担802和电动葫芦(未图示)等吊具对预制楼梯701进行起吊，通过预制建筑构件传感器3与对应层上的位置传感器4对预制楼梯701进行定位。通过摄像头2规避视觉盲区以及辅助定位，当预制楼梯701只需要进行顶层梯阶或底层梯阶定位时，可以仅在定位梯阶所在层设置预制建筑构件传感器3和位置传感器4。其中摄像头2包括但不限于安装在吊装设备、线索和/或吊具上。在预制楼梯701吊装前，需要对上下层楼板703之间设置临时支撑901，并在预制楼梯701下方设置辅助支撑902。采用本发明上述实施例提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置及方法，通过语音指导装置5对预制楼梯701进行语音播报指导吊装，无需通过施工作业人员通过对讲机进行沟通，从而提高了预制楼梯701安装信息传递的可靠性和准确性。通过预制建筑构件传感器3与位置传感器4准确地定位预制楼梯701与建筑物700的相对安装位置，无需通过施工作业人工反复核查后通过钢管等插件进行定位，从而简化了工序，提高了预制建筑构件定位精度和吊装施工效率。
本发明上述实施例提供的预制建筑构件的语音指导吊装装置可以重复利用，具有减少建筑垃圾，有利于环境保护的效果。
本发明不限于上述具体实施例，本领域技术人员根据上述内容做的任何变形和修饰，均属于本发明权利要求书的保护范围。