Унифицированный роботизированный строительный комплекс для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий и способ возведения зданий и сооружений в горной местности посредством унифицированного роботизированного строительного комплекса Российский патент 2025 года по МПК B25J11/00 E04H14/00 B33Y10/00 B33Y30/00 B33Y40/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к системам для возведения зданий и сооружений в горной местности.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известны тросовые краны, например параллельный робот для тяжелых грузов с тремя степенями свободы (см. CN117301021A, опубл. 29.12.2023), способный осуществлять дистанционное управление, относится к области техники кранов и относится к канатному роботу, в котором множество тяжелых кранов заменяет множество комплектов. колонн стенда, а перемещением кранов можно управлять дистанционно с помощью электрических ручек и т.п. Объекты можно поднимать на большом расстоянии, на разных территориях и в суровых условиях, а также можно обеспечить быструю сборку и разборку. И процесс, в котором весь комплект беспроводной сети управляет тремя кранами для совместного выполнения подъемных операций, защищен. Кроме того, существующий в настоящее время на рынке тяговый параллельный робот состоит из колонн стойки, колонны стойки соединены поперечными балками и косыми балками, образуя прочную стеллажную конструкцию, каждый комплект колонны стойки состоит из основания и корпуса колонны. Универсальный шкив из стальной проволоки и стойка имеют фиксированную конструкцию, не могут перемещаться и не могут выполнять подъемно-транспортные операции в условиях работы на сложной местности.

Наиболее близким аналогом заявленного устройства, по мнению заявителя является робототехнический комплекс для безлюдного возведения строений/укрытий на Луне (см. RU2751836 (13), опубл. 19.07.2021). Робототехнический комплекс для безлюдного создания строений/укрытий на Луне включает стационарный модуль, образованный посадочной ступенью космического корабля с установленными на нём системами связи, солнечной электростанцией с зарядной станцией для энергообеспечения комплекса и для подзарядки аккумуляторных батарей мобильного модуля комплекса, стационарную экскавационно-транспортную систему с приведённым от вибратора пенетраторным ковшом и вибротранспортной системой из сочленённых лотков, переправляющих поступающий из пенетраторного ковша реголит в фототермическую установку. Также робототехнический комплекс включает солнечную электростанцию, солнечный концентратор, световодную систему и мобильный манипуляторный робот на высокоподвижном шасси. Мобильный робот выполняет действия по перемещению элементов стационарных систем комплекса и их сборку, а также перемещает фототермическую установку в ходе возведения твердотельных несущих элементов ограждающих конструкций строения/укрытия. Световодная система подаёт концентрированный солнечный свет в фототермическую установку и экспонирует дозированный поток реголита с образованием симинала, который экструдируется из термической камеры фототермической установки в тело защитных конструкций, или реголит подаётся непосредственно в тело ограждающих конструкций и спекается под действием потока концентрированного света. В результате замещения номенклатуры автономной мобильной строительной техники традиционных конструкций стационарной экскавационно-транспортной системой с присоединённой фототермической установкой, значительно снижается масса и габариты доставляемого на Луну оборудования и снижается уровень сложности управления процессом возведения на Луне строений/укрытий.

Таким образом, из уровня техники известны системы различного назначения, однако наиболее близкого аналога, сходного по назначению с заявленным объектом в уровне техники не найдено.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение направлено на решение технической проблемы, связанной со строительством зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий.

Техническим результатом изобретения является создание унифицированного роботизированного строительного комплекса для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий и способа возведения зданий и сооружений в горной местности посредством унифицированного роботизированного строительного комплекса.

Достижение заявленного технического результата возможно посредством унифицированного роботизированного строительного комплекса для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий, содержащего по меньшей мере четыре модульные башни, являющиеся частью несущей конструкции строительного 3D-принтера, конструкция из модулей каждой из башен образует верхнюю или нижнюю башню кабельного крана, мобильную платформу для удержания и перемещения её на нескольких тросах, размещенных на несущей конструкции, которые также служат канатами кабельного крана, при этом предусмотрен управляющий блок, который соединен с исполнительными механизмами для перемещения тросов и предназначен для управления этими исполнительными механизмами для изменения положения и ориентации мобильной платформы, а также для управления перемещением тросов кабельного крана.

В одном из вариантов выполнения мобильная платформа снабжена экструдером.

В одном из вариантов выполнения в качестве исполнительных механизмов использованы электромоторы.

Также технический результат достигается способом возведения зданий и сооружений в горной местности посредством унифицированного роботизированного строительного комплекса, включающим перемещение частей строительного 3D-принтера в место возведения здания или сооружения, расположенное в горной местности посредством частей самого -ера следующим образом: башни 3D-принтера выполняют модульными, одну разобранную башню доставляют в гору наземным путем, из модулей башен для собирают башню для кабельного крана на склоне горы, вторую башню собирают и ставят у подножия горы, используя исполнительные механизмы и тросы 3D-принтера перемещают грузы, предназначенные для строительства, к месту возведения здания или сооружения, далее модули башни кабельного крана разбирают и собирают тросовый 3D-принтер, на котором осуществляют печать здания или сооружения посредством аддитивных технологий, далее производят разборку и транспортировку в обратном порядке.

Вышеупомянутые и другие цели, преимущества и особенности настоящего изобретения станут более очевидными из следующего не ограничивающего описания его примерного варианта осуществления, приведенного в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

Сущность изобретения поясняется чертежом на котором:

Фиг. 1 - схема процесса транспортировки унифицированного роботизированного строительного комплекса для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий.

Эти чертежи не охватывают и, кроме того, не ограничивают весь объем вариантов реализации данного технического решения, а представляют собой только иллюстративный материал частного случая его реализации.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с примером осуществления изобретения, показанном на Фиг. 1 система для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий представляет собой унифицированный роботизированный строительный комплекс для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий. Особенностью данного комплекса является то, что он является одновременно и средством транспортировки, и устройством для строительства зданий и сооружений. Для этого комплекс выполняется модульным, а именно модульными выполнены башни строительного 3D-принтера, из которых собираются башни кабельного крана. Строительный 3D-принтер может содержать по меньшей мере четыре модульные башни, являющиеся частью несущей конструкции строительного 3D-принтера, мобильную платформу для удержания и перемещения её на нескольких тросах, при этом предусмотрен управляющий блок, который соединен с исполнительными механизмами, например электромоторы для перемещения тросов и предназначен для управления этими исполнительными механизмами для изменения положения и ориентации мобильной платформы. Конструкция из модулей каждой из башен образует верхнюю или нижнюю башню кабельного крана. Тросы строительного 3D-принтера также служат канатами кабельного крана. Управляющий блок строительного 3D-принтера также служит для управления перемещением тросов кабельного крана при помощи исполнительных механизмов.

В качестве одного из вариантов выполнения строительной насадки может быть применен экструдер, размещенный на мобильной платформе.

Способ возведения зданий и сооружений в горной местности посредством унифицированного роботизированного строительного комплекса, включает перемещение частей строительного 3D-принтера в место возведения здания или сооружения, расположенное в горной местности посредством частей самого 3D-принтера следующим образом: башни 3D-принтера выполняют модульными, одну разобранную башню доставляют в гору наземным путем, из модулей башен собирают башню для кабельного крана на склоне горы, вторую башню собирают и ставят у подножия горы, используя исполнительные механизмы и тросы 3D-принтера перемещают грузы, предназначенные для строительства, к месту возведения здания или сооружения, далее модули башни кабельного крана разбирают и собирают тросовый 3D-принтер, на котором осуществляют печать здания или сооружения посредством аддитивных технологий, далее производят разборку и транспортировку в обратном порядке

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Предложенная система предназначена для ряда применений, включающих возведение зданий и сооружений, посредством аддитивных технологий в горной местности, а также может быть использован при колонизации Луны и Марса.

Группа изобретений относится к системам для возведения зданий и сооружений в горной местности. Унифицированный роботизированный строительный комплекс для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий содержит по меньшей мере четыре модульные башни, являющиеся частью несущей конструкции строительного 3D-принтера. Конструкция из модулей каждой из башен образует верхнюю или нижнюю башни кабельного крана, мобильную платформу для удержания и перемещения её на нескольких тросах, размещенных на несущей конструкции, которые также служат канатами кабельного крана. Предусмотрен управляющий блок, соединенный с исполнительными механизмами для перемещения тросов и предназначенный для управления этими исполнительными механизмами для изменения положения и ориентации мобильной платформы, а также для управления перемещением тросов кабельного крана. Возведение зданий и сооружений в горной местности осуществляют посредством вышеописанного унифицированного роботизированного строительного комплекса. Осуществляют перемещение частей строительного 3D-принтера, содержащего по меньшей мере четыре модульные башни в место возведения здания или сооружения, расположенное в горной местности посредством частей самого 3D принтера следующим образом. Для управления перемещением тросов кабельного крана одну разобранную башню доставляют в гору наземным путем. Из модулей башен собирают башню для кабельного крана на склоне горы. Вторую башню собирают и ставят у подножия горы, используя исполнительные механизмы и тросы 3D-принтера перемещают грузы, предназначенные для строительства, к месту возведения здания или сооружения. Далее модули башни кабельного крана разбирают и собирают тросовый 3D-принтер, на котором осуществляют печать здания или сооружения посредством аддитивных технологий. Далее производят разборку и транспортировку в обратном порядке. Группа изобретений обеспечивает реализацию назначения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Унифицированный роботизированный строительный комплекс для возведения зданий и сооружений в горной местности с использованием аддитивных технологий, содержащий по меньшей мере четыре модульные башни, являющиеся частью несущей конструкции строительного 3D-принтера, конструкция из модулей каждой из башен образует верхнюю или нижнюю башни кабельного крана, мобильную платформу для удержания и перемещения её на нескольких тросах, размещенных на несущей конструкции, которые также служат канатами кабельного крана, при этом предусмотрен управляющий блок, который соединен с исполнительными механизмами для перемещения тросов и предназначен для управления этими исполнительными механизмами для изменения положения и ориентации мобильной платформы, а также для управления перемещением тросов кабельного крана.

2. Унифицированный роботизированный строительный комплекс по п.1, отличающийся тем, что мобильная платформа снабжена экструдером.

3. Унифицированный роботизированный строительный комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве исполнительных механизмов использованы электромоторы.

4. Способ возведения зданий и сооружений в горной местности посредством унифицированного роботизированного строительного комплекса по п.1, включающий перемещение частей строительного 3D-принтера, содержащего по меньшей мере четыре модульные башни в место возведения здания или сооружения, расположенное в горной местности посредством частей самого 3D-принтера следующим образом: башни 3D-принтера выполняют модульными, конструкция из модулей каждой из башен образует верхнюю или нижнюю башню кабельного крана, мобильную платформу для удержания и перемещения её на нескольких тросах, размещенных на несущей конструкции, которые также служат канатами кабельного крана, при этом предусмотрен управляющий блок, который соединен с исполнительными механизмами для перемещения тросов и предназначен для управления этими исполнительными механизмами для изменения положения и ориентации мобильной платформы, а также для управления перемещением тросов кабельного крана, одну разобранную башню доставляют в гору наземным путем, из модулей башен собирают башню для кабельного крана на склоне горы, вторую башню собирают и ставят у подножия горы, используя исполнительные механизмы и тросы 3D-принтера перемещают грузы, предназначенные для строительства, к месту возведения здания или сооружения, далее модули башни кабельного крана разбирают и собирают тросовый 3D-принтер, на котором осуществляют печать здания или сооружения посредством аддитивных технологий, далее производят разборку и транспортировку в обратном порядке.