[发明专利]复杂空间节点装配算法

权利要求书

1.一种复杂空间节点装配算法，包括使用空间节点安装设备，所述的空间节点安装设备包括机架，机架上设有底座固定器和钢梁接头固定器，且两者之间以底座固定器的中心做相对转动，所述的钢梁接头固定器设有五个自由度驱动装置；对应空间节点安装设备设置全局坐标系0-XYZ，所述的五个自由度驱动装置分别为X轴水平位移驱动、Y轴水平位移驱动，Z轴上下位移驱动、X轴旋转驱动和Y轴旋转驱动；然后通过三维软件设计空间节点，并将空间节点建模完成，其特征是按以下步骤计算：

a)设定O₁-X₁Y₁Z₁为1号局部坐标系，原点O₁在空间节点中心，代表底座固定器自转运动机构；O₂-X₂Y₂Z₂为2号局部坐标系，控制X轴、Y轴、Z轴直线运动机构；O₃-X₃Y₃Z₃为3号局部坐标系，控制X轴旋转运动机构；O₄-X₄Y₄Z₄为4号局部坐标系，控制Y轴旋转运动机构；

b)进行坐标转换，由4号局部坐标系绕Y₄旋转β及沿Y₄平移a距离转换到3号局部坐标系；再经过3号局部坐标系绕X₃旋转α及沿X₃平移b距离、沿Y₃平移c距离、沿Z₃平移d距离转换到2号局部坐标系；由2号局部坐标系分别沿X₂、Y₂、Z₂平移e、f、g距离转换到全局坐标系下，同时1号局部坐标系通过绕Z₁旋转θ及沿Z₁方向平移h转换到全局坐标系下；空间节点上底面到下底面之间的距离为H，空间节点上底面中心到下底面中心的连线与Z轴之间的夹角为γ；

c)设空间转换求解值：

X轴旋转量α、Y轴旋转量β、Z轴旋转量θ、X轴水平方向平移量δsx、Y轴水平方向平移量δsy、Z轴竖直方向平移量δsz；

d)设空间节点有n个管口，n≥2

e)由三维设计得到参数，取n-1号管口截面任意两点：[X_n-1，1Y_n-1，1Z_n-1，1]，[X_n-1，2Y_n-1，2Z_n-1，2]；取n号管口截面任意两点：[X_n，1Y_n，1Z_n，1]，[X_n，2Y_n，2Z_n，2]；

f)计算：θn-1,n=arctan|Xn,1Yn-1,1-Xn-1,1Yn,1Xn-1,1Xn,1+Yn-1,1Yn,1|;]]>

θ＝θ_0，n＝θ_0，1+θ_1，2+…+θ_n-1，n

R=12Htanγ]]>

β=arcsinXn,2-Xn,1213.6-arctan38]]>

α=arccosZn,2-Zn,1-75sinβ+200cosβ]]>

δsx＝X_n,2-(75cosβ+200sinβ)-b-e-h-Rsinθ_0,n

δsy＝Y_n,2+acosα+(-75sinβ+200cosβ)sinα+c-f+i+Rcosθ_0,n

δsz＝Z_n,2+asinα-(-75sinβ+200cosβ)cosα-d-g+j

g)由此，将三维设计完成的空间节点，转换为空间节点安装设备的运动，使得钢梁接头固定器能在空间上确定每个钢梁接头与空间节点之间的位置。