CN112983016A - 基于bim的装配式绿色建筑吊装***及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，包括龙门架、集装箱式建筑模块以及拼接装置；其中，集装箱式建筑模块的外表面安装有太阳能板。具体地，拼接装置包括上插接机构以及与上插接机构配合的下锁合座；上插接机构安装在集装箱式建筑模块的底部，下锁合座安装在集装箱式建筑模块的顶部。上插接机构包括：机构基座、滑动锁销、主动转件、从动转件以及伸缩弹性组件；滑动锁销滑动设于机构基座上，主动转件与从动转件转动安装于机构基座上，伸缩弹性组件连接主动转件与从动转件。本发明的一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***及其安装方法，有利于使装配式绿色建筑在拼装过程中更加便捷，且拼装后不易拆解。

Description

基于BIM的装配式绿色建筑吊装***及其安装方法

技术领域

本发明涉及吊装***技术领域，特别是涉及一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***及其安装方法。

背景技术

BIM，即Building Information Modeling(中文译名：建筑信息模型)是广泛应用于是建筑学、工程学及土木工程的计算机工具。BIM实现了数字技术对工程***的管理，其通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，可以大大提高建筑工程的信息集成化程度，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础。BIM在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

装配式建筑又可以称为模块建筑，是一种在工厂完成初步制作的新型建筑，其运输至施工现场完成吊装、拼装工作，最终成为可入住的建筑整体。绿色建筑指该建筑能够起到节约资源、保护环境、减少污染的作用。现实中，在一些场合经常需要运用到装配式建筑，并且将装配式建筑与绿色建筑相结合。目前的装配式绿色建筑仍存在着不足之处，比如，建筑模块在拼装过程中不够便捷等。

因此，如何设计一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，使装配式绿色建筑在拼装过程中更加便捷，且拼装后不易拆解，确保建筑足够稳定，这是该领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***及其安装方法，可以使装配式绿色建筑在拼装过程中更加便捷，且拼装后不易拆解，确保建筑足够稳定。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，包括龙门架、集装箱式建筑模块以及拼接装置；

所述集装箱式建筑模块之间通过所述拼接装置连接，所述龙门架用于将所述集装箱式建筑模块吊起与拼装；

其中，所述集装箱式建筑模块的外表面安装有太阳能板。

在其中一个实施例中，所述拼接装置包括上插接机构以及与所述上插接机构配合的下锁合座；所述上插接机构安装在所述集装箱式建筑模块的底部，所述下锁合座安装在所述集装箱式建筑模块的顶部；

所述上插接机构包括：机构基座、滑动锁销、主动转件、从动转件以及伸缩弹性组件；

所述机构基座安装于所述集装箱式建筑模块的底部，所述滑动锁销滑动设于所述机构基座上，所述主动转件与所述从动转件转动安装于所述机构基座上，所述从动转件与所述滑动锁销驱动连接，所述伸缩弹性组件连接所述主动转件与所述从动转件；

所述主动转件具有主动连接端、主动绕转杆、主动顶持面以及主动压持面；

所述从动转件具有从动连接端、从动绕转杆、从动顶持面以及从动压持面；

所述伸缩弹性组件连接所述主动连接端与所述从动连接端，所述主动绕转杆与所述从动绕转杆穿设于所述机构基座。

在其中一个实施例中，所述从动转件的所述从动绕转杆上设有伴转齿轮，所述滑动锁销设有与所述伴转齿轮配合的驱动齿。

在其中一个实施例中，所述伸缩弹性组件包括：连接套筒、伸缩杆以及蓄力弹簧；

所述连接套筒连接所述从动连接端，所述伸缩杆连接所述主动连接端，所述连接套筒套接于所述伸缩杆上，所述蓄力弹簧为所述连接套筒与所述伸缩杆提供弹性力。

在其中一个实施例中，所示上插接机构还包括单向限制组件以及解锁钥匙；

所述单向限制组件包括：单向棘轮环、复位弹性件以及单向卡钉；

所述单向棘轮环通过所述复位弹性件活动设于所述从动绕转杆上，所述单向卡钉通过压缩弹性件设于所述机构基座上，所述单向卡钉压持或脱离所述单向棘轮环；

所述解锁钥匙具有与所述从动绕转杆配合的解锁槽。

在其中一个实施例中，所述复位弹性件与所述压缩弹性件均为弹簧结构。

在其中一个实施例中，所述主动绕转杆上设于拨动杆，所述拨动杆设于所述机构基座的外部。

在其中一个实施例中，所述滑动锁销的数量为两个，两个所述滑动锁销的滑动方向相反。

在其中一个实施例中，所述下锁合座上开设有解锁避让槽和锁销锁合槽；所述滑动锁销卡持或脱离所述锁销锁合槽。

一种基于BIM的装配式绿色建筑的安装方法，包括以下步骤：

使用所述龙门架将第一个所述集装箱式建筑模块吊起，移动至指定位置后将其放下；

再次使用所述龙门架吊起第二个所述集装箱式建筑模块，将其移动至第一个所述集装箱式建筑模块的上方；

使两个所述集装箱式建筑模块的所述拼接装置相互对应，并放下第二个所述集装箱式建筑模块；

锁合所述拼接装置，即完成对两个所述集装箱式建筑模块的拼装；

重复上述步骤直至叠加到所需的层数。

综上，本发明的一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***及其安装方法，可以使装配式绿色建筑在拼装过程中更加便捷，且拼装后不易拆解，确保建筑足够稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***的结构示意图；

图2为两个集装箱式建筑模块通过拼接装置连接的结构示意图；

图3为拼接装置的拼接过程的状态示意图(一)；

图4为拼接装置的拼接过程的状态示意图(二)；

图5为上插接机构在解锁状态的局部剖视图；

图6为主动转件与从动转件的结构示意图；

图7为上插接机构在上锁状态的局部剖视图；

图8为上插接机构上锁或解锁过程的变化状态示意图；

图9为单向限制组件与解锁钥匙的结构示意图；

图10为单向限制组件与解锁钥匙在解锁状态的局部剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本发明公开一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***10，包括龙门架20、集装箱式建筑模块30以及拼接装置40。其中，集装箱式建筑模块30之间通过拼接装置40连接，龙门架20用于将集装箱式建筑模块30吊起以完成拼装或拆卸。

此外，集装箱式建筑模块30的外表面安装有太阳能板31。一般的箱房的内部供电需要连接电网或者采用发电机发电，而本发明的集装箱式建筑模块30具有太阳能板31，可以将太阳能转化为电能，为集装箱式建筑模块30内进行供电，能够在起到一定程度节约资源、减少污染的作用。

本发明的集装箱式建筑模块30可以根据需要进行多层拼装，拼接装置40将上下两层的集装箱式建筑模块30连接在一起，拼接装置40可以实现快速拼装，当需要拆解时，操作人员需要借助外部工具才能解锁拼接装置40。这样，可以确保集装箱式建筑模块30拼装后足够牢靠。

具体地，如图3所示，拼接装置40包括上插接机构100以及与上插接机构100配合的下锁合座200。上插接机构100安装在集装箱式建筑模块30的底部，下锁合座200安装在集装箱式建筑模块30的顶部。如图3及图4所示，拼装时，将其中一个集装箱式建筑模块30的上插接机构100插接入另一个集装箱式建筑模块30的下锁合座200，并将上插接机构100与下锁合座200锁合，便可以通过拼接装置40将上下两层集装箱式建筑模块30连接在一起。

如图5所示，上插接机构100包括：机构基座110、滑动锁销120、主动转件130、从动转件140以及伸缩弹性组件150。

机构基座110安装于集装箱式建筑模块30的底部，滑动锁销120滑动设于机构基座110上，主动转件130与从动转件140转动安装于机构基座110上，从动转件140与滑动锁销120驱动连接，伸缩弹性组件150连接主动转件130与从动转件140。

如图6所示，主动转件130具有主动连接端131、主动绕转杆132、主动顶持面133以及主动压持面134；从动转件140具有从动连接端141、从动绕转杆142、从动顶持面143以及从动压持面144。其中，伸缩弹性组件150连接主动连接端131与从动连接端141，主动绕转杆132与从动绕转杆142穿设于机构基座110。

在本实施例中，如图7所示，从动转件140的从动绕转杆142上设有伴转齿轮145，滑动锁销120设有与伴转齿轮145配合的驱动齿121。在其中一个实施例中，滑动锁销120的数量为两个，两个滑动锁销120分别啮合于伴转齿轮145的两侧，且两个滑动锁销120的滑动方向相反。

在本实施例中，如图3、图4及图7所示，下锁合座200上开设有解锁避让槽210和锁销锁合槽220，解锁避让槽210用于为解锁时驱动从动绕转杆142提供避让空间，锁销锁合槽220用于配合滑动锁销120实现锁合。当滑动锁销120卡持锁销锁合槽220时，拼接装置40处于锁合状态；当滑动锁销120脱离锁销锁合槽220时，拼接装置40处于解锁状态。

如图4及图7所示，要使拼接装置40锁合，操作人员只需要转动主动绕转杆132，便可以使主动转件130通过伸缩弹性组件150驱动从动转件140转动，从而带动伴转齿轮145一起旋转，并最终驱动滑动锁销120伸出机构基座110并卡持于锁销锁合槽220，实现上插接机构100与下锁合座200相互锁合，拼接装置40处于锁合状态。这种状态下，上插接机构100与下锁合座200无法分离，且上插接机构100内的主动转件130与从动转件140相互卡持，上插接机构100稳定保持在上锁状态。只有解锁操作后，才能使滑动锁销120重新收容至机构基座110内，则上插接机构100与下锁合座200才能分离。拼接装置40的工作原理将在下文进行阐述说明。

在其中一个实施例中，如图7所示，伸缩弹性组件150包括：连接套筒151、伸缩杆152以及蓄力弹簧153。其中，连接套筒151连接从动连接端141，伸缩杆152连接主动连接端131，连接套筒151套接于伸缩杆152上，蓄力弹簧153为连接套筒151与伸缩杆152提供弹性力。

下面结合本实施例，对拼接装置40的具体工作原理进行说明：

如图3及图4所示，进行拼装时，将上插接机构100插接入下锁合座200，并使滑动锁销120伸出机构基座110并卡持于锁销锁合槽220，即完成拼接装置40的锁合。同理，使滑动锁销120收容于机构基座110内，上插接机构100便可从下锁合座200分离，实现拆解。可见，拼接装置40的核心在于上插接机构100；

为了详细说明拼接装置40的工作原理，如图8所示，将上插接机构100上锁或解锁的过程细分为三个状态，并用数字标记1至3表示；

上锁过程中，上插接机构100的状态从数字标记1变化至数字标记3。初始时，上插接机构100处在解锁状态，即数字标记1所示状态，此时，主动顶持面133抵持在从动压持面144上，滑动锁销120收容在机构基座110内。接着，如数字标记2所示，操作人员驱动主动转件130按如图8所示的顺时针方向旋转，随着主动转件130的转动，主动顶持面133开始脱离从动压持面144，且主动连接端131与从动连接端141的距离逐渐变远。期间，伸缩弹性组件150被不断拉长，其内被压缩的蓄力弹簧153不断积蓄弹性势能。紧接着，当主动顶持面133完全脱离从动压持面144时，失去了主动转件130的抵持，从动转件140在伸缩弹性组件150的拉力作用下开始做顺时针转动，如图8的数字标记3所示，此时，从动顶持面143抵持在主动压持面134上。转动的从动转件140将带动伴转齿轮145一起旋转，从而驱动滑动锁销120伸出机构基座110，实现上插接机构100的上锁；

解锁过程中，上插接机构100的状态从数字标记3变化至数字标记1。初始时，如数字标记3所示，从动顶持面143抵持在主动压持面134上，主动转件130受到从动转件140和机构基座110上限位柱111的卡持而无法转动，操作人员只能通过驱动从动连接端141，使从动转件140按如图8所示的逆时针方向转动。如数字标记2所示，伴转齿轮145随着从动转件140一起逆时针转动，从而带动两个滑动锁销120缩回机构基座110内。与此同时，从动顶持面143开始脱离主动压持面134，伸缩弹性组件150被拉伸并积蓄弹性势能。紧接着，当从动顶持面143完全脱离主动压持面134，失去了从动转件140的抵持，主动转件130在伸缩弹性组件150的拉动下逆时针旋转，如数字标记1所示，使得主动顶持面133再次抵持在从动压持面144上，实现上插接机构100的解锁。

要说明的是，无论处在上锁状态还是解锁状态，由于伸缩弹性组件150的弹性拉力，主动转件130和从动转件140总是卡持在一起。当上插接机构100解锁后，主动顶持面133抵持在从动压持面144上；当上插接机构100上锁后，从动顶持面143抵持在主动压持面134上。如图6所示，主动转件130和从动转件140上还设有防脱挡块160，可以防止主动转件130和从动转件140在卡持时出现错位越位的现象。在没有人为介入的情况下，上插接机构100能够稳定保持在上锁状态或者解锁状态。这样使得上插接机构100的工作过程更加安全可靠。

要强调的是，主动绕转杆132与从动绕转杆142穿设于机构基座110，且主动绕转杆132要长于从动绕转杆142，操作人员容易转动较长的主动绕转杆132。在其中一个实施例中，如图5所示，主动绕转杆132上设有拨动杆135，使得操作人员可以更便捷地转动主动转件130。如此，当需要锁合时，操作人员只需要顺时针转动拨动杆135，便能完成上插接机构100的上锁操作；而需要解锁时，借助外部工具，比如扳手等，才能转动从动绕转杆142。

在实际应用中，为了增加集装箱式建筑模块30拼接后的稳定性，使拼接装置40锁合后不容易被解锁，即锁合后从动绕转杆142不容易被扭动。在其中一个实施例中，如图9所示，上插接机构100还包括单向限制组件170以及解锁钥匙180。

具体地，如图9所示，单向限制组件170包括：单向棘轮环171、复位弹性件172以及单向卡钉173。单向棘轮环171通过复位弹性件172活动设于从动绕转杆142上，单向卡钉173通过压缩弹性件174设于机构基座110上，单向卡钉173压持或脱离单向棘轮环171。解锁钥匙180具有与从动绕转杆142配合的解锁槽181。在其中一个实施例中，复位弹性件172与压缩弹性件174均为弹簧结构。

如图10所示，安装单向限制组件170后，上锁过程中，从动绕转杆142按图7顺时针方向转动，由于单向卡钉173具有单向倾斜面，当单向棘轮环171顺时针转动时，单向卡钉173会做出避让动作，从而不影响单向棘轮环171随着从动绕转杆142的顺时针转动。但是，若单向棘轮环171想要逆时针转动，则单向卡钉173会将其卡持，即受到单向棘轮环171的影响，解锁时，从动绕转杆142无法顺畅地逆时针转动。如此，解锁时，需要运用到解锁钥匙180才能实现解锁。具体地，解锁过程中，操作人员将解锁钥匙180的解锁槽181与从动绕转杆142相互对应，使从动绕转杆142没入解锁槽181中，此时，单向棘轮环171会被解锁钥匙180顶持并推开，使得单向卡钉173不再压持在单向棘轮环171上，这样，从动绕转杆142便不会再受到单向限制组件170的影响，从动绕转杆142可以逆时针转动，实现上插接机构100的解锁操作。

综上所述，本发明的一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***10，可以实现装配式绿色建筑更加便捷地拼装，且拼装后不易拆解，确保拼装后整体建筑足够稳定。

本发明还提供一种基于BIM的装配式绿色建筑的安装方法，其基于上述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***10实现，具体的安装包括以下步骤：

1、使用龙门架20将第一个集装箱式建筑模块30吊起，移动至指定位置后将其放下；

2、再次使用龙门架20吊起第二个集装箱式建筑模块30，将其移动至第一个集装箱式建筑模块30的上方；

3、使两个集装箱式建筑模块30的拼接装置40相互对应，并放下第二个集装箱式建筑模块30；

4、锁合所述拼接装置，具体地，手动转动拨动杆135，使得拼接装置40的上插接机构100与下锁合座200完成锁合，即实现对两个集装箱式建筑模块30的拼装；

5、重复上述操作对集装箱式建筑模块30进行叠加，直至叠加到所需的层数即可。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，包括龙门架、集装箱式建筑模块以及拼接装置；

所述集装箱式建筑模块之间通过所述拼接装置连接，所述龙门架用于将所述集装箱式建筑模块吊起与拼装；

其中，所述集装箱式建筑模块的外表面安装有太阳能板。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，

所述拼接装置包括上插接机构以及与所述上插接机构配合的下锁合座；所述上插接机构安装在所述集装箱式建筑模块的底部，所述下锁合座安装在所述集装箱式建筑模块的顶部；

所述上插接机构包括：机构基座、滑动锁销、主动转件、从动转件以及伸缩弹性组件；

所述机构基座安装于所述集装箱式建筑模块的底部，所述滑动锁销滑动设于所述机构基座上，所述主动转件与所述从动转件转动安装于所述机构基座上，所述从动转件与所述滑动锁销驱动连接，所述伸缩弹性组件连接所述主动转件与所述从动转件；

所述主动转件具有主动连接端、主动绕转杆、主动顶持面以及主动压持面；

所述从动转件具有从动连接端、从动绕转杆、从动顶持面以及从动压持面；

所述伸缩弹性组件连接所述主动连接端与所述从动连接端，所述主动绕转杆与所述从动绕转杆穿设于所述机构基座。

3.根据权利要求2所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，所述从动转件的所述从动绕转杆上设有伴转齿轮，所述滑动锁销设有与所述伴转齿轮配合的驱动齿。

4.根据权利要求2所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，所述伸缩弹性组件包括：连接套筒、伸缩杆以及蓄力弹簧；

所述连接套筒连接所述从动连接端，所述伸缩杆连接所述主动连接端，所述连接套筒套接于所述伸缩杆上，所述蓄力弹簧为所述连接套筒与所述伸缩杆提供弹性力。

5.根据权利要求2所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，所示上插接机构还包括单向限制组件以及解锁钥匙；

所述单向限制组件包括：单向棘轮环、复位弹性件以及单向卡钉；

所述单向棘轮环通过所述复位弹性件活动设于所述从动绕转杆上，所述单向卡钉通过压缩弹性件设于所述机构基座上，所述单向卡钉压持或脱离所述单向棘轮环；

所述解锁钥匙具有与所述从动绕转杆配合的解锁槽。

6.根据权利要求5所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，所述复位弹性件与所述压缩弹性件均为弹簧结构。

7.根据权利要求2所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，所述主动绕转杆上设于拨动杆，所述拨动杆设于所述机构基座的外部。

8.根据权利要求2所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，所述滑动锁销的数量为两个，两个所述滑动锁销的滑动方向相反。

9.根据权利要求8所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***，其特征在于，所述下锁合座上开设有解锁避让槽和锁销锁合槽；所述滑动锁销卡持或脱离所述锁销锁合槽。

10.一种基于BIM的装配式绿色建筑的安装方法，其特征在于，基于权利要求1至9中任意一项所述的基于BIM的装配式绿色建筑吊装***实现，包括以下步骤：

使用所述龙门架将第一个所述集装箱式建筑模块吊起，移动至指定位置后将其放下；

再次使用所述龙门架吊起第二个所述集装箱式建筑模块，将其移动至第一个所述集装箱式建筑模块的上方；

使两个所述集装箱式建筑模块的所述拼接装置相互对应，并放下第二个所述集装箱式建筑模块；

锁合所述拼接装置，即完成对两个所述集装箱式建筑模块的拼装；

重复上述步骤直至叠加到所需的层数。

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