(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211471096.0 (22)申请日 2022.11.23 (71)申请人 山东高速德建集团有限公司 地址 253000 山东省德州市经济技 术开发 区三八东路东城国际大厦 (72)发明人 付志新　胡兆文　唐志勃　梁艺　 (74)专利代理 机构 济南智本知识产权代理事务 所(普通合伙) 37301 专利代理师 张平平 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 附着升降脚手架Robot力学建模方法、 装置、 终端 (57)摘要 本发明提供一种附着升降脚手架Robot力学 建模方法、 装置、 终端， 属于建筑施工安全管 理数 字化技术领域， 在Robot中执行的附着升降脚手 架的水平支承桁架、 架 体构架、 竖向主框架、 导轨 架、 升降辅助装置、 附墙支座、 升降支座及其结构 的建模过程， 生成了整体式全构件力学计算模 型， 甚至在识别水平悬挑突出构件条件下， 优先 以标准尺 寸单元精确建立， 能够实现快速准确建 模， 可以将建模得到的模型用于验算结构安全 性， 提升了安全管理风险管控能力， 同时本发明 还提供方法对应的装置、 执行该方法的终端。 此 外本发明生成的整体式全构 件力学计算模型， 有 利于完成不同工况 下荷载施加 和内力分析计算。 权利要求书4页 说明书13页 附图6页 CN 115526007 A 2022.12.27 CN 115526007 A 1.一种附着升降脚手架Robot力学建模方法， 附着升降脚手架包括： 水平支承桁架、 架 体构架、 竖向主框架、 导轨架、 升降辅助装置、 附墙支 座、 升降支 座及其结构， 其特征在于， 所 述建模方法在Robot中执 行， 具体包括以下步骤： S1： 根据预设的楼层外轮廓转折点及附着升降脚手架分区位置， 在Robot软件中的用户 交互界面里创建出楼层外轮廓的转折节点及附着升降脚手架分区节点， 连接转折节点和分 区节点， 生成带有附着升降脚手架分区信息的楼层外轮廓； S2： 根据S1中构建的楼层外轮廓的转折节点、 附着升降脚手架分区节点及预设的附着 升降脚手架参数， 通过节点偏移复制的方式创建附着升降脚手架架体的转折点及分区点； 相邻两个转折点之间的线段通过标准单元长度分割， 可用非标准单元长度 弥补； 调整分区 点的位置， 保证被同一对分区点间隔开的两段直线段， 至少有一段只用标准单元长度进行 分割， 得到分割节点； 将转折点、 分区点和分割节点作为附着升降脚手架架体杆件节点， 依 次连接分区内的杆件节点， 生成附着升降脚手架的水平 支承桁架及架体构架； S3： 根据S2中生成的附着升降脚手架水平支承桁架及架体构架节点位置， 依据规范规 定， 确定竖向主框架及导轨架的立面布置位置； 根据预设的竖向主框架的结构形式及预设 的设计参数， 对S2中已确定竖向主框架及导轨架布置位置的水平支承桁架、 架体构架进行 偏移、 复制、 重建得到竖向主框架， 根据预设的导轨架的结构形式及预设的设计参数， 通过 偏移复制的方式得到导轨架； S4： 根据预设升降辅助装置结构形式及预设的参数， 以S3中确定的竖向主框架及导轨 架的立面布置位置为基础， 创建升降辅助装置的模 型， 包括升降辅助结构、 升降支 座悬挑结 构， 其中， 升降辅助装置的拉杆 单元或索单 元在升降工况分析计算时增 加； S5： 根据预设的工况、 附墙支座、 升降支座结构的位置及楼层标高， 依据规范规定， 在建 筑结构的外立 面楼层标高处设定附墙支座、 升降支座。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， S1包括： 根据楼层外轮廓转折处及附着升降脚手架分区处的X轴、 Y轴节点坐标， 在用户界面里 创建出楼层外轮廓的各个转折节点及附着升降脚手架分区节点， 连接相 邻的转折节点和分 区节点， 创建出 带有附着升降脚手架分区信息的楼层外轮廓。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 预设的附着升降脚手架参数包括： 搭设总 高度、 水平支承桁架高度、 水平支承桁架标准单元长度、 架体宽度、 架体内侧离墙距离、 架体 架构水平杆步距与数量、 各类杆件的材 料属性和截面 规格； S2包括： 步骤1， 竖向坐标的确立： 根据附着升降脚手架架体搭设总高度， 水平支承桁架高度、 架 体架构水平杆步距与数量， 以水平支承桁架底层杆件中心线标高为Z轴原点， 确定附着 升降 脚手架的每层架体杆件中心线的Z轴坐标； 步骤2， 附着升降脚手架底层转折点及分区点X、 Y轴坐标的确定： 从楼型外轮廓左下角 的转折节点开始， 逆时针方向依次遍历楼层外轮廓的转折节点和附着升降脚手架的分区节 点， 若遍历 到转折节点， 则比较此转折节点与其前后相 邻的楼层外轮廓线 上两个节点的X、 Y 轴数值大小， 若为分区节点， 则比较此分区节点与其相邻的转折节点的X、 Y轴数值大小， 通 过比较数值大小从而确定楼层外轮廓线上节点之间的相对位置， 获得此处的楼层外轮廓， 并根据楼层外轮廓、 架体内侧离墙距离， 偏移复制此节点生成附着升降脚手架内侧 转折点 及分区点的X、 Y轴坐标， 以相同的方式将附着升降脚手架内侧转折点及分区点以架体宽度权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115526007 A 2的距离进行偏移复制， 建立附着升降脚手架的外侧转 折点及分区点X、 Y轴坐标； 步骤3， 附着升降脚手架底层杆件节点X、 Y轴坐标确定： 从附着升降脚手架左下角内侧 转折点， 逆时针方向依 次遍历附着升降脚手架的内侧 转折点及分区点， 并按照以下分割原 则分割： 对于位于相 邻两个转折点之间的直线段， 通过标准单元长度分割， 不 足标准单元长 度的部分可用非标准单元长度弥补； 对于某一对分区点之前的第一直线段和之后的第二直 线段， 首先按照标准单元长度模拟分割第一直线段和第二直线段， 不足标准单元长度的部 分可用非标准单元长度 弥补， 判断模拟分割后第一直线段和第二直线段是否存在剩余， 若 都存在剩余， 则调整这一对分区点的位置， 使得第一直线段和/或第二直线段恰好被标准单 元长度分割， 按照调整后的分区点的位置， 对第一直线段和 第二直线段进 行实际分割； 最 终 得到利用标准单元长度分割的分割节点， 将转折点、 分区点和分割节点坐标作为附着升降 脚手架杆件节点X、 Y轴坐标； 步骤4， 水平支承桁架、 架体构架杆件的创建： 循环遍历每层架体的Z轴坐标， 以分区为 单位提取分区内确定的附着升降脚手架杆件节点X、 Y轴坐标， 创建分区内附着升降脚手架 的每层架体内侧杆件节点和外侧杆件节点； 根据预设的材料属 性和截面规格， 依 次连接分 区内的杆件节点， 形成带材料属 性和截面规格的杆件， 创建出附着升降脚手架水平支承桁 架、 架体构架。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 预设的竖向主框架结构形式包括： 平面桁 架结构、 平 面刚架结构、 空间桁架结构、 空间刚架结构； 预设的竖向主框架设计参数包括： 各 类杆件的材料属 性和截面规格、 竖向主框架平面尺寸及竖向结构； 预设的导轨架结构形式 包括： 品字型结构、 格构式结构、 组合式结构； 预设的导轨架设计参数包括导轨架总高度、 导 轨架平面尺寸及竖向结构、 各类杆件的材 料属性和截面 规格； S3包括： 确定竖向主框架及导轨架的立面布置位置： 以S2中创建的附着升降脚手架左下角内侧 杆件节点为起始点， 循环遍历附着升降脚手架的内侧杆件节点， 累加计算相邻两杆件节点 间的直线长度， 按照规范中关于直线布置长度、 折线或者 曲线布置相邻两主框架支撑点之 间的距离、 水平悬挑段长度的规定， 确定竖向主框架及导轨架的立 面布置位置； 竖向主框架 的模型建立： 根据预设的竖向主框架结构形式， 通过将附着升降脚手架竖 向主框架处每层架体的内侧或外侧杆件节点偏移复制的方式， 创建竖向主框架， 删除竖向 主框架位置处的原有杆件， 根据预设的各类杆件的材料属 性和截面规格， 连接竖向主框架 的各个节点， 形成带 材料属性和截面 规格的杆件， 创建出 竖向主框架； 导轨架模型的建立： 根据导轨架总高度、 导轨架平面尺寸及结构形式， 循环遍历S3中确 定竖向主框架及导轨架的立面布置位置， 通过将竖向主框架 最底层内侧杆件节点向架体内 侧偏移复制导轨杆与竖向主框架内侧 立杆间距， 得到防坠档杆中心节点， 将防坠档杆中心 节点向垂直于竖向主框架的方向偏移复制得到两侧导轨杆节点； 根据预设的各类杆件的材 料属性和截面规格， 连接防坠档杆中心节点、 导轨杆节点， 形成带材料属性和截面规格的导 轨架的杆件， 创建出导轨架。 5.根据权利要求1所述的方法， 所述升降辅助装置包括： 升降辅助结构、 升降支座悬挑 结构； 升降辅助结构包括偏心式升降辅助结构、 中心式升降辅助结构； 偏心式升降辅助结构 形式包括： 下部辅助装置及升降工况计算分析的拉杆单元； 中心式升降辅助结构形式包括： 上部承重装置、 下部承重装置及升降工况计算分析的索单元； 升降支 座悬挑结构形式包括：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115526007 A 3