一种智能化移动建筑论文和设计-程志勇

全文摘要

本发明公开了一种智能化移动建筑，包括轨道支撑架、悬空轨道和可在悬空轨道上移动的房屋，本发明设置光敏传感器感应所在方向光线强弱，进而控制转动使房屋本体正面透光墙体随阳光变化转动，通过透光结构有效的随着太阳进行转动达到保证建筑采光率的效果，占用土地少，也不影响轨道下方植物生产和车辆通行。另外本发明通过卫星导航精准定位控制，并采用多种安全检测技术满足方便移动观光、环保节能、多功能的需求。

主设计要求

1.一种智能化移动建筑，其特征在于，包括轨道支撑架、悬空轨道和可在悬空轨道上移动的房屋，所述房屋的底板（1）的底部固定连接有对称的两个滑轮（2），所述底板（1）的顶部通过两个支撑柱（3）连接转动盘（4），所述转动盘（4）的外表面开设有环形槽（5），所述底板（1）的顶部固定连接有安装轴承座（6），所述安装轴承座（6）顶部表面上固定连接有转动柱（7），所述转动柱（7）的顶部固定连接有房屋本体（8），所述房屋本体（8）的正面设置有透光墙体（9），内部设置有柔性太阳能窗帘；所述房屋本体（8）的底部固定连接有位于转动盘（4）两侧且对称的两个导向杆（10），所述导向杆（10）远离房屋本体（8）的一端固定连接有定向杆（11），所述定向杆（11）滑动连接在环形槽（5）的内表面上；所述房屋本体（8）中设置有智能控制装置和蓄电池，通过卫星双制式导航定位设备与地面中央控制站进行通信，是通过北斗\/GPS双制式导航定位设备与地面中央控制站进行通信控制，根据修正北斗\/GPS差分改正数进行位置解析，得到双模定位后的准确位置坐标，控制房屋本体（8）自转并沿轨道移动；所述透光墙体（9）的正面固定连接有光敏传感器（12），所述底板（1）上设置有驱动电机（13），其输出端通过转动杆（14）的顶端固定连接有主动齿轮（15），所述转动柱（7）的外表面上固定连接有从动齿块（16），所述从动齿块（16）与主动齿轮（15）啮合连接，所述底板（1）的顶部固定连接有位于安装轴承座（6）和左侧支撑柱（3）之间的平衡轴承座（17），所述平衡轴承座（17）顶部固定连接有平衡柱（18），所述平衡柱（18）与转动柱（7）通过传动带（19）传动连接；所述智能控制装置还连接有三轴陀螺仪、三轴加速度计，用于检测房屋本体（8）的倾斜角度和自转角度，控制所述平衡柱（18）与转动柱（7）工作。

设计方案

所述透光墙体（9）的正面固定连接有光敏传感器（12），所述底板（1）上设置有驱动电机（13），其输出端通过转动杆（14）的顶端固定连接有主动齿轮（15），所述转动柱（7）的外表面上固定连接有从动齿块（16），所述从动齿块（16）与主动齿轮（15）啮合连接，所述底板（1）的顶部固定连接有位于安装轴承座（6）和左侧支撑柱（3）之间的平衡轴承座（17），所述平衡轴承座（17）顶部固定连接有平衡柱（18），所述平衡柱（18）与转动柱（7）通过传动带（19）传动连接；所述智能控制装置还连接有三轴陀螺仪、三轴加速度计，用于检测房屋本体（8）的倾斜角度和自转角度，控制所述平衡柱（18）与转动柱（7）工作。

2.根据权利要求1所述的一种智能化移动建筑，其特征在于，所述光敏传感器（12）电连接所述智能控制装置中的对比模块（20）的输入端，所述对比模块（20）的输出端电连接有记忆模块（21）的输入端，所述记忆模块（21）的输出端双向电连接有中央处理器（22），所述中央处理器（22）的输出端分别连接有对比模块（20）、分析模块（23），根据光敏传感器检测太阳位置自动控制房屋本体（8）自转，保持所述房屋本体（8）的正面朝向太阳；或根据记忆模块（21）的设定程序控制房屋本体（8）自转；所述分析模块（23）的输出端电连接有控制模块（24）的输入端，所述控制模块（24）的输出端电连接有驱动电机（13）的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种智能化移动建筑，其特征在于，所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置，悬空轨道包括直轨和柔性轨道转向构件，所述液压装置顶部设置所述柔性轨道转向构件将两根直轨连接一起。

4.根据权利要求3所述的一种智能化移动建筑，其特征在于，所述柔性轨道转向构件包括一个转盘底座，转盘底座上的外圆弧导轨里套接有内圆弧导轨，外圆弧导轨连接有一个进入端头和一个导向块，内圆弧导轨两侧设置有齿条带，可在外圆弧导轨里按刻度旋转，所述内圆弧导轨连接有至少一个出口端头和一个限位块。

5.根据权利要求1所述的一种智能化移动建筑，其特征在于，所述地面中央控制站用于接收卫星信号，并读取得卫星数据；对卫星数据进行解析和计算，得到第一卫星差分改正数；将第一卫星差分改正数进行保存，并发送给所述卫星双制式导航定位设备；所述卫星双制式导航定位设备用于接收卫星信号，并读取得卫星数据；对卫星数据进行解析和计算，得第二卫星差分改正数；并将第一卫星差分改正数与第二卫星差分改正数进行匹配和修正，得到修正卫星差分改正数；根据修正卫星差分改正数进行位置解析，进行双模定位，确定所述房屋本体的具体地理位置，远程控制在轨道上的移动以及房屋本体的自转。

6.根据权利要求1所述的一种智能化移动建筑，其特征在于，所述房屋的底板（1）还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述房屋的底板（1）连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，所述红外探测器和应力传感器通过数据线与所述智能控制装置连接。

7.根据权利要求1所述的一种智能化移动建筑，其特征在于，所述房屋本体（8）正面的形状为扇形，所述房屋本体（8）正面扇形的角度在一百五十度至一百八十度之间。

设计说明书

技术领域

本发明涉及移动建筑技术领域，尤其涉及一种智能化移动建筑。

背景技术

随着旅游的发展，对于风景美好的景点要满足游客的观光和住宿需求，也要满足环保不占用地面不破环植被的要求。而目前所有的景点住房都是固定在地面上，其施工会破坏当地环境。另外对于湿地和山林等地方，需要派专人监控，防止火情和偷盗猎杀动物情况，但这些地方不适合在地面上建固定房屋。

随着移动建筑的快速发展，对于移动建筑的使用越来越多，进而对于移动建筑的要求也随之提高，随着土地保护和旅游的需求，需要高精度定位，并准确控制轨道上移动的房屋，目前轨道上的房屋都无法满足定位移动和自转结合，自动调整房屋朝向观看风景，没有多种安全运行保障技术。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种智能化移动建筑。通过卫星导航精准定位控制，并采用多种安全检测技术满足方便移动观光、环保节能、多功能的需求。

本发明提出的一种智能化移动建筑，包括轨道支撑架、悬空轨道和可在悬空轨道上移动的房屋，所述房屋的底板固定连接有对称的两个滑轮，所述底板的顶部通过两个支撑柱连接转动盘，所述转动盘的外表面开设有环形槽，所述底板的顶部固定连接有位于两个支撑柱之间的安装轴承座，所述安装轴承座顶部的内表面上固定连接有转动柱，所述转动柱的顶部固定连接有房屋本体，所述房屋本体的正面设置有透光墙体，内部设置有柔性太阳能窗帘；所述房屋本体的底部固定连接有位于转动盘两侧且对称的两个导向杆，所述导向杆远离房屋本体的一端固定连接有定向杆，所述定向杆滑动连接在环形槽的内表面上；所述房屋本体中设置有智能控制装置和蓄电池，通过卫星双制式导航定位设备与地面中央控制站进行通信，控制房屋本体自转并沿轨道移动；

所述透光墙体的正面固定连接有光敏传感器，所述底板上设置有驱动电机，其输出端通过转动杆的顶端固定连接有主动齿轮，所述转动柱的外表面上固定连接有从动齿块，所述从动齿块与主动齿轮啮合连接，所述底板的顶部固定连接有位于安装轴承座和左侧支撑柱之间的平衡轴承座，所述平衡轴承座顶部固定连接有平衡柱，所述平衡柱与转动柱通过传动带传动连接。

优选地，所述光敏传感器电连接所述智能控制装置中的对比模块的输入端，所述对比模块的输出端电连接有记忆模块的输入端，所述记忆模块的输出端双向电连接有中央处理器，所述中央处理器的输出端分别连接有对比模块、分析模块，根据光敏传感器检测太阳位置自动控制房屋本体自转，保持所述房屋本体的正面朝向太阳；或根据记忆模块的设定程序控制房屋本体自转；所述分析模块的输出端电连接有控制模块的输入端，所述控制模块的输出端电连接有驱动电机的输入端。

优选地，为了实现精准定位控制，及时了解所处位置，所述地面中央控制站用于接收卫星信号，并读取得卫星数据；对卫星数据进行解析和计算，得到第一卫星差分改正数；将第一卫星差分改正数进行保存，并发送给所述卫星双制式导航定位设备；所述卫星双制式导航定位设备用于接收卫星信号，并读取得卫星数据；对卫星数据进行解析和计算，得第二卫星差分改正数；并将第一卫星差分改正数与第二卫星差分改正数进行匹配和修正，得到修正卫星差分改正数；根据修正卫星差分改正数进行位置解析，进行双模定位，确定所述房屋本体的具体地理位置，进行远程在轨道上的移动以及房屋本体的自转控制。

优选地，所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置，悬空轨道包括直轨和柔性轨道转向构件，所述液压装置顶部设置所述柔性轨道转向构件将两根直轨连接一起；所述柔性轨道转向构件包括一个转盘底座，转盘底座上的外圆弧导轨里套接有内圆弧导轨，外圆弧导轨连接有一个进入端头和一个导向块，内圆弧导轨两侧设置有齿条带，可在外圆弧导轨里按刻度旋转，所述内圆弧导轨连接有至少一个出口端头和一个限位块。

优选地，所述房屋的底板还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述房屋的底板连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，所述红外探测器和应力传感器通过数据线与所述智能控制装置连接。

优选地，所述智能控制装置还连接有三轴陀螺仪、三轴加速度计，用于检测房屋本体的倾斜角度和自转角度，控制所述平衡柱与转动柱工作。

优选地，所述房屋本体正面的形状为扇形，所述房屋本体正面扇形的角度在一百五十度至一百八十度之间。

本发明的移动建筑采用多种高科技手段，突出的有益效果如下：

1. 房屋采用架设悬空轨道控制移动，进行沿轨道移动和自身面朝太阳自转的方式，保护了地面植被，也大大满足了旅游观光和环境监控的需求，可在水面，湿地和山林运行，采用双模卫星导航互相验证算法定位，保证了安全可靠性，可作为酒店特色房屋或自然保护区的观测流动点。

2.设置光敏传感器起到感应所在方向光线强弱的作用，进而利用对比模块内数据对比控制驱动电机牵引主动齿轮进行转动的作用，进而主动齿轮的转动控制从动齿块牵引转动柱进行转动，转动柱的转动使房屋本体正面透光墙体随阳光变化而跟随转动，提高太阳能窗帘采光率，并提高居住的舒适性。

3.设置导向杆和定向杆起到保证房屋本体转动稳定的作用，设置平衡柱和传动带起到保证转动柱转动平衡的作用，进而通过保证转动平衡达到安全控制的效果。

4. 所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置，悬空轨道包括直轨和柔性轨道转向构件，所述液压装置顶部设置所述柔性轨道转向构件将两根直轨连接一起。这样方便根据地形高低，灵活单独调节每根轨道支撑架的高低，统筹规划整个轨道布局，而不是采用现有的水泥浇筑成型的支架或拼接的多根钢管；采用柔性轨道转向构件可以小范围转弯，使用灵活性大大增强，建筑成本也降低了。

5. 所述房屋的底板还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述房屋的底板连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，所述红外探测器和应力传感器通过数据线与所述智能控制装置连接。这样可以及时检测出恶劣天气导致的轨道变形脱节，提高房屋行驶的安全性，避免翻车高空坠落。

6. 所述智能控制装置还连接有三轴陀螺仪、三轴加速度计，用于检测房屋本体的倾斜角度和自转角度，控制所述所述平衡柱与转动柱工作。这样能保证房屋非常平稳的移动和自转，不会让人产生眩晕感觉。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能化移动建筑的结构示意图；

图2为本发明提出的一种智能化移动建筑的系统结构示意图。

图3为轨道柔性转向构件的结构示意图。

图中：1底板、2滑轮、3支撑柱、4转动盘、5环形槽、6安装轴承座、7转动柱、8房屋本体、9透光墙体、10导向杆、11定向杆、12光敏传感器、13驱动电机、14转动杆、15主动齿轮、16从动齿块、17平衡轴承座、18平衡柱、19传动带、20对比模块、21记忆模块、22中央处理器、23分析模块、24控制模块、30转盘底座、外31圆弧导轨、32内圆弧导轨、33进入端头、34导向块、35出口端头、36限位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种智能化移动建筑，包括轨道支撑架、悬空轨道和可在悬空轨道上移动的房屋，所述房屋的底板1，底板1的底部固定连接有对称的两个滑轮2，底板1的顶部固定连接有对称的两个支撑柱3，两个支撑柱3的顶端通过转动盘4固定连接，转动盘4的外表面开设有环形槽5，底板1的顶部固定连接有位于两个支撑柱3之间的安装轴承座6，安装轴承座6顶部的内表面上固定连接有转动柱7，转动柱7的顶部固定连接有房屋本体8，所述房屋本体8中设置有智能控制装置，通过北斗\/GPS双制式导航定位设备与地面中央控制站进行通信，控制房屋本体8自转并沿轨道移动；

房屋本体8的正面设置有透光墙体9，其内部设置有柔性太阳能窗帘，正面固定连接有光敏传感器12，房屋本体8的底部固定连接有位于转动盘4两侧且对称的两个导向杆10，导向杆10远离房屋本体8的一端固定连接有定向杆11，定向杆11滑动连接在环形槽5的内表面上，环形槽5的内表面上固定连接有助滑垫，定向杆11的外表面上固定连接有耐磨垫，设置助滑垫起到提升结构之间相对滑动连贯性的作用，极大程度的降低了结构之间滑动摩擦力的作用，设置耐磨垫起到避免结构之间短时间相对动作使结构严重磨损的情况出现，进而防止结构长时间工作不会轻易磨损无法使用。

滑轮2和支撑柱3与底板1之间的连接方式为螺纹连接，房屋本体8和定向杆11与导向杆10之间的连接方式为焊接，设置结构之间较为稳固的焊接和螺纹连接为连接方式极大程度的保证了结构之间的稳固性，进而使结构之间不会出现大幅度晃动的作用，透光墙体9的正面固定连接有光敏传感器12，底板1的顶部固定连接有位于安装轴承座6和右侧支撑柱3之间的驱动电机13，驱动电机13的型号为Y160M-4，防护等级为IP23，额定功率为11kw，转速为1500r\/min，电压为380V，设置合适驱动电机13起到保证转动控制力度合适的作用。

驱动电机13顶部的输出端固定连接有转动杆14，转动杆14的顶端固定连接有主动齿轮15，转动柱7的外表面上固定连接有从动齿块16，从动齿块16与主动齿轮15啮合连接，主动齿轮15外表面齿块的数量不少于六个，主动齿轮15外表面齿块呈环形阵列且外表面固定连接有防滑垫，设置防滑垫使整个结构在工作使用时更加稳固的作用，设置较多齿块起到保证传动稳定性的作用，极大的提升了传动比，底板1的顶部固定连接有位于安装轴承座6和左侧支撑柱3之间的平衡轴承座17，平衡轴承座17顶部的内表面上固定连接有平衡柱18，平衡柱18与转动柱7的外表面通过传动带19传动连接。

所述光敏传感器12电连接所述智能控制装置中的对比模块20的输入端，所述对比模块的输出端电连接有记忆模块21的输入端，所述记忆模块的输出端双向电连接有中央处理器22，所述中央处理器的输出端分别连接有对比模块20、分析模块23，根据光敏传感器检测太阳位置自动控制房屋本体8自转，保持所述房屋本体8的正面朝向太阳；或根据记忆模块21的设定程序控制房屋本体自转，比如从早上点到下午五点，缓慢控制房屋本体由正东方向正西方旋转；所述分析模块23的输出端电连接有控制模块24的输入端，所述控制模块的输出端电连接有驱动电机13的输入端。这样可以让房子的透光墙体和窗户始终朝向太阳，特别在冬天获得更多阳光提高居住舒适度。

本发明实施例中，启动光敏传感器12感应光线，光敏传感器12的感应数据与对比模块20内数据对比后在记忆模块21内储存，在中央处理器22的处理后经过分析模块23的分析，最后经过控制模块24控制驱动电机13启动进行转动的作用，驱动电机13的转动牵引主动齿轮15进行转动，主动齿轮15的转动控制从动齿块16牵引转动柱7进行转动，转动柱7的转动使房屋本体8进行转动，房屋本体8的转动控制透光墙体9随着太阳光的变化进行转动，进而通有效的随着太阳进行转动达到保证建筑有很好的采光率。

采用导向杆和定向杆起到保证房屋本体转动稳定的作用，设置平衡柱和传动带起到保证转动柱转动平衡的作用，进而通过保证转动平衡达到安全控制的效果。

为了准确跟踪移动房屋的位置，通过北斗\/GPS双制式导航定位设备与地面中央控制站进行通信控制；所述地面中央控制站用于接收北斗\/GPS卫星信号，并读取得卫星数据；对卫星数据进行解析和计算，得到第一北斗\/GPS差分改正数；将第一北斗\/GPS差分改正数进行保存，并发送给所述北斗\/GPS双制式导航定位设备；所述北斗\/GPS双制式导航定位设备用于接收北斗\/GPS卫星信号，并读取得卫星数据；对卫星数据进行解析和计算，得第二北斗\/GPS差分改正数；并将第一北斗\/GPS差分改正数与第二北斗\/GPS 差分改正数进行匹配和修正，得到修正北斗\/GPS差分改正数；根据修正北斗\/GPS差分改正数进行位置解析，得到双模定位后的准确位置坐标。通过双模卫星系统定位更加精准不受天气干扰，确定所述房屋本体的具体地理位置，进行远程在轨道上的移动以及房屋本体的自转控制。

具体的，为了修正卫星时钟差、电离层延迟和对流层延迟，提升定位精度，上述得到第一北斗\/GPS差分改正数具体过程包括以下步骤：步骤1.接收北斗\/GPS卫星信号，读取卫星信号得观测数据和星历数据，对观测数据进行数据处理，得伪距观测数据；步骤2.对伪距观测数据进行载波相位探测与修复，再利用观测模型对伪距观测数据进行卫星钟差、电离层延迟和对流层延迟修正，得修正后的伪距观测数据；步骤3.通过载波相位平滑伪距算法对修正后的伪距观测数据进行平滑滤波，得到平滑滤波后的伪距值；通过星历数据计算卫星位置，根据卫星位置及自身坐标计算站星距；步骤4.将平滑滤波后的伪距值和站星距进行差分算法处理，得第一北斗\/GPS差分改正数。

本发明的智能化移动建筑采用了新的技术建设轨道以及转向连接装置，所述轨道支撑架上端设置有可调节升降高度的液压装置，悬空轨道包括直轨和柔性轨道转向构件，所述液压装置顶部设置所述柔性轨道转向构件将两根直轨连接一起。所述悬空轨道采用平行的双轨道结构，根据田间林地实际高低地形灵活架设。

如图3所示，为了便于在田间或山林布局轨道路线，小范围转弯，本发明人采用了独特的柔性轨道转向构件。所述柔性轨道转向构件包括一个转盘底座30，转盘底座上的外圆弧导轨31里套接有内圆弧导轨32，外圆弧导轨31呈凹形，外圆弧导轨连接有一个进入端头33和一个导向块34，进入端头连接一根直轨，内圆弧导轨两侧设置有齿条带（没画出），可在外圆弧导轨里按刻度步进旋转，所述内圆弧导轨连接有至少一个出口端头35和一个用于限定运行方向的限位块36，可以精准确定转弯角度，出口端头连接另一根直轨。这样箱体的滑座轮从进入端头前进，沿导向块34限定方向的外圆弧导轨运行，从出口端头出来完成小范围转向控制，避免需要定制一条大长度的弯曲轨道，轨道安装更灵活轻便。

这样方便根据地形高低，灵活单独调节每根轨道支撑架的高低，统筹规划整个轨道布局，而不是采用现有的水泥浇筑成型的支架或拼接的多根钢管；采用柔性轨道转向构件可以小范围转弯，使用灵活性大大增强，建筑成本也降低了。

为保证在轨道上的安全运行，防止冬天轨道结冰影响，所述房屋的底板还安装有用于探测轨道缝隙和障碍物的红外探测器，所述房屋的底板连接滑轮的位置设置有检测轨道形变的应力传感器，所述红外探测器和应力传感器通过数据线与所述智能控制装置连接进行报警提示。所述智能控制装置还连接有三轴陀螺仪、三轴加速度计，用于检测房屋本体8的倾斜角度和自转角度，控制所述所述平衡柱18与转动柱7工作。

本发明的一种智能化移动建筑，利用悬空轨道移动，不占用过多土地，科学保证了下面的植物生长，通过卫星导航精准定位控制，并采用多种安全检测技术满足方便旅游住宿、移动观光、科研监控、多功能的需求。

设计图

一种智能化移动建筑论文和设计

一种智能化移动建筑论文和设计-程志勇

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢