EP4226300A1 - Bauroboter, baurobotersystem und verfahren zur steuerung eines baurobotersystems - Google Patents

Bauroboter, baurobotersystem und verfahren zur steuerung eines baurobotersystems

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Publication number
EP4226300A1
EP4226300A1 EP21786944.5A EP21786944A EP4226300A1 EP 4226300 A1 EP4226300 A1 EP 4226300A1 EP 21786944 A EP21786944 A EP 21786944A EP 4226300 A1 EP4226300 A1 EP 4226300A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
construction
robot
task
management system
construction task
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21786944.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Brugger
Sascha Korl
Nitish Kumar
Julia Zanona
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP4226300A1 publication Critical patent/EP4226300A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06316—Sequencing of tasks or work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1615—Programme controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
    • B25J9/162—Mobile manipulator, movable base with manipulator arm mounted on it
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J9/16—Programme controls
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    • B25J9/1661—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by task planning, object-oriented languages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
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    • B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • G—PHYSICS
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    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/28—Supports; Devices for holding power-driven percussive tools in working position
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40298—Manipulator on vehicle, wheels, mobile

Definitions

  • the invention is based on a construction robot for carrying out construction tasks on a construction site, in particular a building construction and/or civil engineering construction site, comprising at least one manipulator for carrying out a construction task, as is known, for example, from publication WO 2016/066615 A2.
  • the invention also relates to a construction robot system and a method for controlling at least one construction robot of a construction robot system.
  • BIM Building Information Modeling
  • the object of the present invention is therefore to offer a construction robot, a construction robot system and a method for controlling a construction robot, which enable documented execution of construction tasks from a construction task list.
  • the task is solved comprehensively by a construction robot for carrying out construction tasks on a construction site, in particular a building construction site and/or a civil engineering construction site at least one manipulator for executing a construction task, an internal construction task management system that is set up to store an internal construction task list of the construction robot in a retrievable manner, the internal construction task list including one or more construction tasks to be carried out by the construction robot on the construction site, and a communication interface for communication with an external construction task management system , wherein the external building task management system is set up to store an external building task list in a retrievable manner, the external building task list comprising one or more building tasks to be carried out on the construction site, the building robot being set up to communicate at least one building task and/or a building task status of a building task of the internal via the communication interface Send construction task list to the external construction task management system.
  • the construction robot can have a mobile platform.
  • the mobile platform can be designed as a vehicle.
  • it can have a wheeled undercarriage, in particular at least 1 wheel, and/or a tracked undercarriage, in particular comprising at least one chain. It can be designed to be movable in at least one plane.
  • the mobile platform can also be airworthy.
  • the construction robot can be designed as a flying object, in particular as an unmanned flying object.
  • the mobile platform can be designed as a multicopter and/or have one.
  • the manipulator can be designed as a working arm, preferably with an end effector, and/or can include one.
  • the working arm can have several joints.
  • the end effector can be set up to hold a machine tool, for example a hammer drill.
  • a machine tool for example a hammer drill
  • the manipulator can also be designed as a suspension, for example comprising a cardan joint, and/or can comprise such.
  • the suspension can, for example, be designed as a gimbal and/or include one.
  • the manipulator can have at least 6 degrees of freedom, in particular at least 3 positional degrees of freedom and at least 3 positional degrees of freedom.
  • the manipulator can be motorized and/or can be moved with motor support.
  • the manipulator can have at least one hydraulic actuating element, a pneumatic actuating element and/or a rod-shaped actuating element, for example a linear actuator.
  • the manipulator can Have lifting device, in particular to additionally adjust the position of the end effector, in particular to be able to change it.
  • a construction task can include, for example, drilling a hole, in particular in a ceiling, in a wall and/or in a floor.
  • a construction task can also include creating a slot, for example by sawing, demolition work, surface treatment, for example plastering and/or grinding at least some areas of a component.
  • a construction task can in particular include the processing of rock, in particular of a concrete element.
  • the construction task can also include an inspection of at least one component. The inspection can be carried out optically, acoustically and/or haptically.
  • the construction task management systems can each include a computer unit.
  • they can include a storage unit for retrievable storage of the internal or external construction task list.
  • a construction task status can also be stored for a construction task in the construction task list.
  • a construction task status can correspond to a degree of completion of a construction task assigned to it.
  • the degree of completion can be at least on the ordinal scale.
  • the construction task status can correspond to one of the status values “construction task not yet started”, “construction task in progress”, or “construction task completed”.
  • the status of the construction task can be recorded and/or recorded in at least a two-stage scale level.
  • the construction task status can also contain or correspond to information about an error case.
  • the status of the construction task can also correspond to incorrect or incomplete drilling of a borehole or a corresponding need for post-processing.
  • a construction task can include recording the status of the construction task.
  • a construction task that includes an inspection can include the recording of the status of the construction task.
  • the external construction task management system and the external construction task list can correspond to an internal construction task management system or an internal construction task list of a further, in particular similar, second construction robot and/or include this or these.
  • the external building task management system can correspond to a global building task management system, in particular with a global building task list.
  • the external construction task management system can be a BIM planning system.
  • the external construction task list can be in the form of or as part of BIM data or can include BIM data.
  • the invention is based on the idea of equipping the construction robot with a communication interface so that it can communicate the construction task and/or its status to the external construction task management system during and/or after a construction task has been carried out from its internal construction task list.
  • the external building task management system can thus update the external building task list based on the data received, so that a documented execution of the building tasks of the internal and/or the external building task list is made possible.
  • the construction robot has a display unit that is set up to display at least one construction task from the internal construction task list, preferably all construction tasks from the internal construction task list, and/or at least one construction task status
  • a user of the construction robot can use the display unit to provide information about the construction tasks currently to be performed by the construction robot will.
  • the display unit is preferably connected to an input unit, so that the user can make inputs directly on the construction robot; for this purpose, the display unit can include a touch screen.
  • the construction robot can be set up so that at least one construction task in its internal construction task list can be changed, in particular created, modified and/or deleted by the user. He can also be set up to send his internal building task list or at least changes to the building task list to the external building task management system via the communication interface.
  • the construction robot can also be set up to receive changes to the external construction task list from the external construction task management system via its communication interface.
  • the communication interface preferably comprises a wireless one
  • Communication interface for example a generic as “WLAN” and / or general Interface known as a “Bluetooth” interface, so that establishing communication by means of the communication interface does not require the laying of cables or the like and communication is also possible over greater distances in the range of, for example, several meters.
  • the communication interface comprises a mobile radio interface, for example corresponding to a standard generally known as the 2G, 3G, 4G and/or 5G standard, which enables communication over particularly long distances.
  • the communication interface can also be set up for data transmission using a portable memory unit.
  • the portable memory unit can be designed, for example, in the form of a portable non-volatile memory, such as, for example, commonly known as a USB stick. It can also be part of a portable electronic device, for example a mobile phone.
  • Such data transmission can be useful or even necessary on construction sites in particular, where wireless communication is not possible or only possible to a limited extent, for example in the case of communication across several floors of an iron-reinforced concrete building.
  • position data recorded here can be taken into account, for example, when determining the processing sequence of the construction tasks to be carried out by the construction robot.
  • a total time for completing all the construction tasks of the construction task list can be reduced.
  • the construction robot can be set up to receive and/or send at least one position and/or position, in particular of itself and/or its manipulator and/or another construction robot and/or another manipulator, via the communication interface.
  • the recipient can Measurement data depending on the type of measurement data, for example, further construction tasks to be carried out depending on the Position selected and / or assigned. For example, those construction tasks that are to be carried out in its vicinity can be assigned priority to a construction robot.
  • the measurement data itself can also be used, for example, to complete inspection construction tasks.
  • the at least one piece of measurement data is sent to another construction robot. Construction tasks can thus be completed interactively and/or faster.
  • the construction robot can be designed to move semi-autonomously, in particular under the necessary supervision of a user of the construction robot, or autonomously, in particular without the necessary supervision by a user. He can also be trained to carry out a construction task semi-autonomously or autonomously. While safety requirements on construction sites can be met more easily in the case of construction robots that move semi-autonomously and/or carry out construction tasks semi-autonomously, construction tasks can be carried out independently of the user, in particular by a construction robot that is designed to both move autonomously and carry out construction tasks autonomously.
  • the communication interface of the construction robot can offer more than one communication channel. In this way, work interruptions due to poor connection quality on a communication channel can be avoided.
  • the construction robot can be set up to switch to an alternative communication channel, for example to data transmission using portable memory units, if there is no data connection to a national and/or to a local network, in particular a radio network such as a WLAN network.
  • the scope of the invention also includes a construction robot system for carrying out construction tasks on a construction site, comprising a first construction robot according to the invention and an external construction task management system which is set up to store an external construction task list in a retrievable manner, the external construction task list comprising one or more construction tasks to be carried out , and wherein the first construction robot is set up to communicate with the external construction task management system via its communication interface.
  • the first construction robot can be set up to send at least one construction task and/or a construction task status of a construction task from its internal construction task list to the external via its communication interface to send construction task management system.
  • the external work order management system may include a BIM planning system.
  • the external construction task list can be in the form of or as part of BIM data.
  • the construction robot system thus enables the construction robot to send construction tasks and/or a construction task status to the external construction task management system.
  • the construction tasks of the external construction task list located there can thus be updated and the construction progress achieved by the construction robot can be documented.
  • the external work order management system may include a global work order management system.
  • the construction task management system can be set up to store a global construction task list in a retrievable manner, the global construction task list comprising one or more construction tasks to be carried out on the construction site.
  • the global construction task management system can include a computer unit with a memory unit for retrievably storing the global construction task list.
  • it can include a central database system.
  • the construction robot system can also include at least one second construction robot according to the invention, with the external construction task management system including the internal construction task management system of the second construction robot.
  • the external construction task management system can correspond to the internal construction task management system of the second construction robot.
  • the first construction robot can thus be set up to communicate with the second construction robot via its communication interface.
  • the second construction robot is preferably also set up to communicate with the first construction robot via its communication interface.
  • the first construction robot is set up to send at least one construction task and/or at least one construction task status to the second construction robot and/or the global construction task management system via its communication interface.
  • the second construction robot is preferably also set up analogously for communication with the first construction robot and/or the global construction task management system.
  • the second construction robot can thus be informed, for example, that the first construction robot has taken over and/or completed a construction task, so that double work can be carried out avoid the second construction robot.
  • the global construction task management system or, in general, a central control system for controlling the first and the second construction robot can be dispensed with. Construction tasks can thus also be carried out in areas of a construction site from which communication with the global construction task management system and/or the central control system would not be possible.
  • the communication interface is designed to be wireless, but wireless communication is prevented, for example by reinforced concrete walls, reinforced concrete floors and/or reinforced concrete ceilings, at least between the first and/or the second construction robot and the global construction management system and/or the central control system , for example shielded.
  • the first and the second construction robot can communicate with one another, in particular send at least one construction task and/or at least one construction task status from one of the two construction robots to the other construction robot.
  • this information transfer can take place indirectly by means of the global construction task list; in the case of communication between the first and the second construction robot, it can take place directly between the two construction robots.
  • the construction robot system can include a relay station for transmitting at least one construction task and/or at least one construction task status.
  • the relay station can be set up, for example, for data transmission between a local network, for example a network commonly referred to as “WLAN” and a national network, in particular the Internet.
  • WLAN wireless local area network
  • the local network and then preferably also the relay station can alternatively or additionally be set up for data transmission by means of a portable memory unit.
  • the first and the at least one second construction robot therefore do not require a direct data connection to the national network, to which direct data connections can often only be established with reduced connection quality, for example in iron-reinforced concrete buildings.
  • the relay station can include a computer unit.
  • she can also Include storage unit.
  • the global construction task list or at least a copy of the global construction task list can be stored and/or stored in the memory unit of the relay station.
  • the computer unit can include a building task management system, in particular for managing the global building task list or at least a copy of the global building task list. In this way, work interruptions due to a possibly temporary, poor network connection to the national network can be avoided.
  • the global construction task management system can comprise a cloud-based computing unit or be part of the cloud-based computing unit.
  • the global construction task management system can then be connected and/or connected to the local network and thus to the first construction robot and/or the at least one second construction robot via the national network and the relay station.
  • the invention also includes a method for controlling at least one construction robot of a construction robot system according to the invention, wherein at least one construction task and/or a construction task status of the internal construction task list of the construction robot is sent to the external construction task management system.
  • the external list of building tasks managed by the external building task management system can be updated with the help of the sent data, so that the execution of building tasks can be documented and/or documented.
  • At least one construction task and/or a construction task status of the internal construction task list of a first construction robot is sent to the internal construction task management system of a second construction robot.
  • the two variants thus enable direct or indirect updating of the internal construction task list of the second construction robot.
  • the indirect update can be done by means of the global construction task list, in particular by sending data to the global construction task management system by the first construction robot and retrieving data from the global construction task management system by the second construction robot, take place.
  • one variant of the method provides that at least one construction task to be carried out from the external construction task list is transmitted to at least one of the construction robots depending on its respective position and/or location.
  • At least one of the construction tasks to be carried out on the construction site in particular one of the construction tasks contained in the global construction task list, can be assigned to at least one of the construction robots by a global construction task management system of the construction robot system.
  • At least one of the construction robots can select a construction task to be carried out by it from the external, in particular from the global, construction task list.
  • the position and/or location of the construction robot and/or at least one of the other construction robots can be taken into account for the selection.
  • properties of the construction robot and/or at least one of the other construction robots can also be taken into account.
  • the size of a working area of the manipulator, within which the manipulator can carry out construction tasks can be taken into account.
  • several construction tasks, all of which fall within a working area of the construction robot, without the construction robot having to be relocated as a whole, are assigned to the construction robot for execution or by the construction robot for execution to be chosen.
  • FIG. 3 shows a second construction robot system in a schematic representation
  • FIG. 5 shows a flow chart of a method for controlling at least one construction robot of a construction robot system
  • FIG. 6 shows a fourth construction robot system in a schematic representation
  • FIG. 7 shows a fifth construction robot system in a schematic representation.
  • Fig. 1 shows a construction robot 10 with a chassis 12 designed as a tracked chassis, a control chamber 16 designed in a housing 14 and a manipulator 18 arranged on the top of the housing 14.
  • the manipulator 18 is designed as a multiaxially controllable arm, at the free end of which is an end effector 20 with a drilling machine tool 22 and a dust extraction device 24 arranged thereon.
  • the construction robot 10 is not limited to this configuration.
  • one or more other electrical machine tools and/or one or more other devices for completing Construction tasks include a measuring tool such as an image sensor and/or a length meter, for example a transit time distance meter or a LIDAR, a cutting tool, a drilling tool, a grinding tool or another tool suitable for completing construction tasks.
  • a measuring tool such as an image sensor and/or a length meter, for example a transit time distance meter or a LIDAR, a cutting tool, a drilling tool, a grinding tool or another tool suitable for completing construction tasks.
  • the construction robot 10 is designed to carry out construction tasks, in particular drilling work in ceilings and walls, on a construction site, for example on a high-rise construction site.
  • it has a computer unit 26 arranged inside the housing 14 , in particular in the control room 16 .
  • the computer unit 26 includes a memory unit 28.
  • the computer unit 26 is equipped with executable program code, so that an internal construction task management system 29 with an internal construction task list 30, which includes one or more construction tasks to be executed by the construction robot 10 on the construction site, is configured by means of the computer unit 26.
  • the internal construction task list 30 is stored in the storage unit 28 so that it can be called up.
  • the computer unit 26 and thus the construction robot 10 also have a communication interface 32 for communication with an external construction task management system, the external construction task management system being set up to store an external construction task list in a retrievable manner, the external construction task list comprising one or more construction tasks to be carried out on the construction site, wherein the construction robot 10 is set up to send at least one construction task and/or one construction task status of a construction task from the internal construction task list 30 to the external construction task management system via the communication interface 32 .
  • the communication interface 32 has a mobile radio interface according to the 4G or the 5G standard, a WLAN interface, a Bluetooth interface and a USB interface for data transmission using portable USB storage units.
  • the construction robot 10 also has a display unit 34 which is designed as a touch screen.
  • the display unit 34 thus also forms an input unit for manual data entry by a user of the construction robot 10.
  • the display unit 34 is set up in connection with the computer unit 26 and the internal construction task management system 29, the construction tasks contained in the internal construction task list 30, including the construction task statuses assigned to the construction tasks to display graphically.
  • the display unit 34 is set up to display the construction site or at least a relevant part of the construction site schematically and to display the construction tasks to be performed by the construction robot 10, i.e. drilling, according to the spatial arrangement of the construction tasks graphically in the form of appropriately positioned circles. Depending on the associated construction task status, in this case depending on the respective degree of completion, the circles are displayed with different colors.
  • the construction tasks and the respectively assigned construction task statuses can also be changed manually by the user.
  • a position detection unit 36 for determining the position and location of the manipulator 18 and thus of the construction robot 10 is formed on the end effector 20 .
  • the position detection unit 36 can include a prism.
  • the position detector unit 36 can also have an angle measuring sensor and/or a length measuring sensor, for example a sensor measuring the transit time of light. It is also conceivable that the position detection unit 36 has at least one image sensor.
  • the construction robot 10, in particular the position detection unit 36 and/or the computer unit 26, can have image processing hardware and/or image processing software.
  • the image processing hardware and/or the image processing software can be set up to determine the position and/or location of the manipulator 18 with the aid of image data provided by the image sensor. At least one of the two may be set up to implement a SLAM algorithm. They can also be set up to recognize an object and/or a structure, for example a component, a borehole, a building element or the like. They can also be set up to determine a position and/or a relative position from this.
  • the construction robot 10 is also set up to send the position and location of its manipulator 18 determined by the position detection unit 36 via the communication interface 32 and to receive corresponding position and location data from other construction robots.
  • 2 shows a schematic representation of a first construction robot system 100 for carrying out construction tasks on a construction site, which system comprises three construction robots 10.1, 10.2 and 10.3. The number of three construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 is selected as an example.
  • the construction robot system 100 can also have fewer or more construction robots, in particular construction robots corresponding to the construction robot 10 from FIG. 1 and/or construction robots corresponding to the construction robots 10.1, 10.2 and/or 10.3.
  • the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 correspond in their structure and their range of functions to the construction robot 10 described with reference to FIG They can have other features than those described above, in particular other functionalities.
  • the construction robot system 100 also includes a global construction task management system 102, which is implemented using a cloud-based computer unit 104 with a memory unit on which a corresponding program code is executably stored and on which a global construction task list 106 is stored. All construction tasks to be carried out on the construction site in question are stored in the global construction task list 106 .
  • the global construction task management system 102 is set up to store the global construction task list 106 in a retrievable manner.
  • the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 are set up to communicate with the global construction task management system 102 via their communication interface 32.
  • the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 can also transmit the positions and locations determined with their position detection units 36 (FIG. 1) to the global construction task management system 102 via the data connections V1, V2 and V3.
  • the construction robot system 100 includes a mobile phone 108, which has a Data connection V4, in particular via the national mobile network, also with the
  • Construction task management system 102 can be connected and is connected in the state shown in FIG.
  • a user of the mobile phone 108 can query the global construction task management system 102 and, for example, receive an overview of the current construction progress on the relevant construction site.
  • all construction tasks to be carried out on the construction site are initially stored in the global construction task list 106 in the form of BIM planning data.
  • the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 transmitted their particular positions and locations to the global construction task management system 102.
  • the global construction task management system 102 divides the construction tasks contained in the global construction task list 106 among the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3, taking into account the positions and positions of the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3.
  • the construction tasks assigned to the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 are then sent via the data connections V1, V2 and V3 for execution.
  • the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 store the construction tasks to be carried out in their internal construction task lists 30 (FIG. 1). They then carry them out consecutively, in particular the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 drill holes in ceilings and walls of the construction site that correspond to the construction tasks.
  • the updated associated construction task status ie completion, is sent to the global construction task management system 102, which then updates the global construction task list 106 accordingly.
  • the global construction task management system 102 As soon as one of the construction robots 10.1, 10.2 or 10.3 has completed all the construction tasks of its internal construction task list, it queries the global construction task management system 102 in order to take over the remaining construction tasks, preferably in its vicinity. If a construction task that has already been assigned to another construction robot 10.1, 10.2 or 10.3 is reassigned or reassigned, the global construction task management system 102 sends a corresponding notification to the corresponding construction robot 10.1, 10.2 or 10.3.
  • FIG. 3 shows a further construction robot system 100 which, unless otherwise described below, corresponds to the previously described construction robot system 100 according to FIG.
  • construction robots 10.2 and 10.3 cannot set up a data connection to the national mobile network and therefore also cannot establish a direct data connection to the global construction task management system 102, for example due to their respective location.
  • Data can be exchanged between the relay station 110 and the first construction robot 10.1 by means of a portable memory unit 112 designed as a portable USB memory unit.
  • the relay station 110 can be dispensed with in favor of a direct connection of the construction robot 10.1 to the national mobile network.
  • data can be exchanged via data connections V6, V7 and V8 between the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 via their respective communication interfaces 32 (FIG. 1), in particular their WLAN interfaces.
  • the global construction task management system sends data, in particular construction tasks and/or construction task statuses, via the relay station 110 and by means of the portable storage unit 112 first to the construction robot 10.1, which, if necessary, forwards the data accordingly to the construction robots 10.2 or 10.3 .
  • Data to be forwarded to the global construction task management system 102 is collected by the construction robot 10.1 until the next data transmission via the portable storage unit 112, and then collected to the relay station 110 for transmission communicated to the global construction task management system 102.
  • the construction robots 10.2 and 10.3 may also transmit data.
  • the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 or the respective internal construction task management systems 29 ( Fig. 1) its mode of operation.
  • FIG. 4 shows a further construction robot system 100 which, unless otherwise described, corresponds to the construction robot system 100 described with reference to FIG. 3 .
  • FIG. 5 shows a flowchart of a variant of the method according to the invention in the form of the method 200.
  • the method 200 is used for a better understanding of the invention with reference to the elements in FIGS. 1 to 4 for the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 and the construction robot systems 100 introduced reference numerals explained in more detail.
  • a preparation step 210 the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 send the through their
  • Position detection units 36 determined positions and attitudes to the global Construction task management system 102.
  • a distribution step 212 the global construction task management system 102 assigns the construction tasks still to be carried out to the construction robots 10.1, 10.2, 10.3, taking into account the data obtained in the preparation step 210, in particular the positions and layers, and sends the assigned construction tasks to the respective construction robots 10.1, 10.2, 10.3 .
  • the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 store the received construction tasks in their internal construction task lists.
  • a user of the method 200 or the construction robot system 100 carries out the assignment manually, for example using the mobile phone 108, and/or manually adds construction tasks to the respective internal construction task list for one or more of the construction robots 10.1, 10.2 and 10.3.
  • the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 execute the construction tasks of their internal construction task lists.
  • the construction tasks contained in the internal construction task lists can be changed manually by the user of the method 200 or of the construction robot system 100 . It is also conceivable that the user must manually confirm or confirm the execution of construction tasks before the start of the execution.
  • the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 store an associated construction task status in their respective internal construction task lists. In particular, they save whether a task could be executed successfully or whether an error and, if applicable, which error occurred during execution.
  • the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 change their location and, in particular, go to another location on the construction site for one or more of the construction tasks to be carried out by them.
  • Site relocations can take place autonomously.
  • the user monitors and/or manually controls a necessary relocation.
  • the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 send the construction task statuses stored in their internal construction task lists 30 to the global construction task management system 102 by means of their respective communication interfaces 32. This updates its global construction task list 106.
  • the construction robots 10.1, 10.2, 10.3 exchange construction tasks and construction task states, as described above for FIG. 3 or 4.
  • the global construction task management system 102 checks whether all construction tasks have been successfully completed.
  • Method 200 ends when all construction tasks that can be executed by construction robots 10.1, 10.2, 10.3 have been carried out completely successfully. It can be executed again, in particular with new construction tasks.
  • the global work order management system 102 sends an error message to the cellular phone 108, which then communicates this to the user and prompts the user for a decision on how to proceed.
  • the user's input is communicated to the global construction task management system 102 by the cell phone 108 .
  • the method 200 is aborted or continued with the construction tasks that have not yet been completely executed with the preparation step 210, in an alternative method variant with the distribution step 212.
  • FIG. 6 shows a further construction robot system 100 which, unless otherwise described, corresponds to the construction robot system 100 described with reference to FIG. 2 .
  • the construction robot system 100 can also correspond to the construction robot system 100 and in particular with its construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 according to FIG.
  • Fig. 6 shows no global construction task management system 102, no computer unit 104 and no global construction task list 106.
  • this can Construction robot system 100 also include at least one of these elements 102, 104, 106, in particular the global construction management system 102 with the global construction task list 106, for example analogous to the embodiments described with reference to FIG. 2, FIG. 3 or FIG.
  • a special feature of the construction robots 10.4, 10.5 and 10.6 is that they each have an image sensor 38.
  • the image sensor 38 can include a 3D camera and/or a 2D camera, for example. It can be set up to record optical image data.
  • the image data can include distance information, for example in the form of a three-dimensional image. They may also contain position information and/or attitude information. Corresponding fields of view for each of the image sensors 38 are shown schematically in FIG. 6 with dashed lines.
  • the construction robots 10.4, 10.5 and 10.6 in particular if at least their image sensors 38 are in different positions and/or in different locations, use their respective image sensors 38 to view different areas of a construction site 114, and in particular of a component located on the construction site 116, for example a wall element, detect.
  • the areas preferably complement one another.
  • the construction site 114 may be a high-rise construction site, for example to construct a building with steel-reinforced concrete.
  • the construction robots 10.4, 10.5, 10.6 are set up to transmit image data captured by their respective image sensors 38 to one of the other two construction robots 10.4, 10.5 or 10.6 and possibly to the to send global construction task management system.
  • the construction robot system 100 can thus carry out construction tasks designed as inspection tasks with a particularly short overall duration.
  • one or preferably more of the construction robots 10.4, 10.5, 10.6 can be involved in completing the same inspection task.
  • a construction progress of the construction site 114 and in particular a degree of completion of the component 116 may have to be inspected as an inspection task.
  • the construction robots 10.4, 10.5 and/or 10.6 involved can capture image data of the construction site 114 and in particular of the component 114 with their respective fields of view and by means of the image sensors 38.
  • the inspection task can be completed at the same time by the construction robots 10.4, 10.5 and/or 10.6 involved.
  • each of the construction robots 10.4, 10.5 and/or 10.6 involved can optically capture a part of the construction site 114 corresponding to its field of vision.
  • One of the construction robots 10.4, 10.5 and/or 10.6 involved, for example construction robot 10.4, can collect the individual image data.
  • the respective other of the construction robots 10.4, 10.5 and/or 10.6 involved send their image data to the collecting construction robot, in the example to construction robot 10.4.
  • the transmitted image data can also correspond to a transmission of construction task statuses, since the recorded image data each correspond to the completion of a part of the inspection task to be completed.
  • the positions and/or locations of the construction robots 10.4, 10.5 and/or 10.6 involved and/or their respective image sensors 38 can be changed, for example in order to bring areas of the construction site 114 to be inspected into one of the fields of vision of at least one of the construction robots 10.4, 10.5 and/or 10.6 involved.
  • the exemplary embodiment is also not limited to the three construction robots 10.4, 10.5 and 10.6.
  • the construction robot system 100 can only have two construction robots; alternatively, it can also have more than three construction robots.
  • FIG. 7 shows a further construction robot system 100 which, unless otherwise described, corresponds to the construction robot system 100 described with reference to FIG. 2 .
  • the construction robot system 100 can also correspond to the construction robot system 100 and in particular with its construction robots 10.1, 10.2 and 10.3 according to FIG.
  • Fig. 7 does not show a global construction task management system 102, a computer unit 104 or a global construction task list 106.
  • the construction robot system 100 can again be configured analogously to the exemplary embodiments with reference to Fig. 6 at least one of these elements 102, 104, 106, in particular the global construction management system 102 with the global construction task list 106, for example analogously to the embodiments described with reference to FIG. 2, FIG. 3 or FIG.
  • a first component 118 for example a panel-shaped component such as a cover plate, is to be fixed to a second component 120, for example a ceiling element, in particular a concrete ceiling.
  • the first component 118 is to be brought to an assembly position on the second component 120 by at least one of the construction robots 10.7, 10.8 and/or 10.9, here for example by the two construction robots 10.7 and 10.8, and held in this assembly position. At least one other of the construction robots 10.7, 10.8 and/or 10.9, here for example the construction robot 10.9, then sets a fixing element, for example a nail, for fixing the first component 118 on the second component 120, which is set using a direct setting device.
  • a fixing element for example a nail
  • This exemplary embodiment thus represents the completion of a construction task as an example of a general exemplary embodiment in which at least two construction robots each take on different subtasks, here moving and holding the first component 118 and fixing the first component.
  • gripping tools 40 are arranged on the end effectors 20 (FIG. 1) of the two construction robots 10.7 and 10.8.
  • the gripping tools 40 can have a gripping portion for gripping the first structural element 118 .
  • the gripping section can have at least one suction device. Alternatively or additionally, it can also have at least one pair of gripping tongs.
  • the two construction robots 10.7 and 10.8 grip the first component 118 with the aid of their gripping tools 40. They then move their manipulators 18 (Fig. 1) synchronously in such a way that the first component 118 reaches the desired mounting position and remains in this mounting position.
  • the construction robot 10.7 sends the construction robot 10.8 status data about itself, for example the next position and/or location data to be reached by its gripping tool 40.
  • the (partial) )Construction task of bringing the first component 118 to the assembly position these position and location data thus correspond to a construction task state. For example, reaching and resting at the assembly position can correspond to complete completion.
  • the construction robot 10.8 then moves its gripping tool 40 according to the position and location data received and preferably taking into account properties of the first component 118 and/or the second component 120, for example to positions at which the first component 118 can be gripped by the construction robot 10.8 and/or or where the first component 118 is to be moved by the construction robot 10.8.
  • the construction robots 10.7 and 10.8 send the construction robot 10.9 a completed signal as a construction task status via their data connections V7 and/or V8.
  • the construction robot 10.9 then moves in succession to all positions where fixing elements are to be set using its direct setting device 42, in particular for fastening the first component 118 to the second component 120, and sets the respective fixing elements, for example nails, accordingly.
  • the construction robot 10.9 is designed as an unmanned flying object, in particular as a multicopter.
  • the construction robots 10.7, 10.8, 10.9 can also have other designs, in particular other mobile platforms, than those shown in FIG.
  • the choice of the mobile platform can depend, for example, on the maximum forces to be applied, the stability, the flexibility, the speeds that can be achieved, or similar parameters.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bauroboter (10, 10.1, 10.2, 10.3) zur Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle, insbesondere einer Hochbau- und / oder einer Tiefbau-Baustelle, umfassend wenigstens einen Manipulator (18) zur Ausführung einer Bauaufgabe, ein internes Bauaufgabenverwaltungssystem (29), das eingerichtet ist, eine interne Bauaufgabenliste (30) des Bauroboters (10, 10.1, 10.2, 10.3) abrufbar zu speichern, wobei die interne Bauaufgabenliste (30) ein oder mehrere vom Bauroboter (10, 10.1, 10.2, 10.3) auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst, und eine Kommunikationsschnittstelle (32) zur Kommunikation mit einem externen Bauaufgabenverwaltungssystem, wobei das externe Bauaufgabenverwaltungssystem eingerichtet ist, eine externe Bauaufgabenliste abrufbar zu speichern, wobei die externe Bauaufgabenliste ein oder mehrere auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst, wobei der Bauroboter (10, 10.1, 10.2, 10.3) eingerichtet ist, über die Kommunikationsschnittstelle (32) wenigstens eine Bauaufgabe und / oder einen Bauaufgabenzustand einer Bauaufgabe der internen Bauaufgabenliste (30) an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem zu senden. Weiter umfasst die Erfindung ein Baurobotersystem (100) sowie ein Verfahren (200) zur Steuerung wenigstens eines Bauroboters (10, 10.1, 10.2, 10.3) eines Baurobotersystems (100). Die Erfindung ermöglicht eine dokumentierte Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle.

Description

Bauroboter, Baurobotersystem und Verfahren zur Steuerung eines Baurobotersystems
Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einem Bauroboter zur Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle, insbesondere einer Hochbau- und / oder einer Tiefbau-Baustelle, umfassend wenigstens einen Manipulator zur Ausführung einer Bauaufgabe, wie er beispielsweise aus der Druckschrift WO 2016/066615 A2 bekannt ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Baurobotersystem sowie ein Verfahren zur Steuerung wenigstens eines Bauroboters eines Baurobotersystems.
Mithilfe von so genannten Building Information Modeling (im Folgenden: BIM)- Planungssystemen können Planungsdaten zu zu erstellenden Gebäuden zusammengestellt werden. Diese Planungsdaten umfassen in der Regel unterschiedliche Bauaufgaben, die zur Erstellung des Gebäudes auszuführen sind. Diese Planungsdaten werden in der Regel in zentralen Datenbanken gespeichert. Die Planungsdaten werden von unterschiedlichen, mit der Ausführung der Bauaufgaben betreuten Personen manuell ausgewählt, die ausgewählten Bauaufgaben werden von diesen Personen ausgeführt. Zur Information verschiedener Interessensgruppen wird der jeweils erreichte Baufortschritt manuell erfasst und in den Planungsdaten notiert. Hierdurch entsteht ein zusätzlicher Bearbeitungsaufwand, durch den der Nutzen der Einführung eines BIM-Planungssystems erheblich geschmälert wird.
Wünschenswert wäre es, wenn der Baufortschritt in Bezug auszuführende Bauaufgaben in den Planungsdaten selbsttätig abbildbar wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Bauroboter, ein Baurobotersystem sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Bauroboters anzubieten, die eine dokumentierte Ausführung von Bauaufgaben einer Bauaufgabenliste ermöglichen.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Bauroboter zur Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle, insbesondere einer Hochbau- und / oder einer Tiefbau-Baustelle, umfassend wenigstens einen Manipulator zur Ausführung einer Bauaufgabe, ein internes Bauaufgabenverwaltungssystem, das eingerichtet ist, eine interne Bauaufgabenliste des Bauroboters abrufbar zu speichern, wobei die interne Bauaufgabenliste ein oder mehrere vom Bauroboter auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst, und eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem externen Bauaufgabenverwaltungssystem, wobei das externe Bauaufgabenverwaltungssystem eingerichtet ist, eine externe Bauaufgabenliste abrufbar zu speichern, wobei die externe Bauaufgabenliste ein oder mehrere auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst, wobei der Bauroboter eingerichtet ist, über die Kommunikationsschnittstelle wenigstens eine Bauaufgabe und / oder einen Bauaufgabenzustand einer Bauaufgabe der internen Bauaufgabenliste an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem zu senden.
Der Bauroboter kann eine mobile Plattform aufweisen.
Die mobile Plattform kann als Fahrzeug ausgebildet sein. Dazu kann sie ein Räderfahrwerk, insbesondere wenigstens 1 Rad aufweisen, und / oder ein Kettenfahrwerk, insbesondere wenigstens eine Kette umfassend, aufweisen. Sie kann in wenigstens einer Ebene bewegbar ausgebildet sein.
Die mobile Plattform kann auch flugfähig sein. Mit anderen Worten kann der Bauroboter als Flugobjekt, insbesondere als unbemanntes Flugobjekt, ausgebildet sein. Beispielsweise kann die mobile Plattform als Multicopter ausgebildet sein und / oder einen solchen aufweisen.
Der Manipulator kann als Arbeitsarm, vorzugsweise mit einem Endeffektor, ausgebildet sein und / oder einen solchen umfassen. Der Arbeitsarm kann mehrere Gelenke aufweisen. Der Endeffektor kann eingerichtet sein, eine Werkzeugmaschine, beispielsweise einen Bohrhammer, zu halten. Alternativ oder ergänzend kann am Endeffektor eine Werkzeugmaschine, beispielsweise ein Bohrhammer, ausgebildet sein. Der Manipulator kann auch als Aufhängung, beispielsweise ein Kardangelenk umfassend, ausgebildet sein und / oder eine solche umfassen. Die Aufhängung kann beispielsweise als Gimbal ausgebildet sein und / oder einen solchen umfassen. Der Manipulator kann wenigstens 6 Freiheitsgrade aufweisen, insbesondere wenigstens 3 Positionsfreiheitsgrade sowie wenigstens 3 Lagefreiheitsgrade. Der Manipulator kann motorisiert sein und / oder motorisch unterstützt bewegbar sein. Der Manipulator kann wenigstens ein Hydraulikstellelement, ein Pneumatikstellelement und / oder ein stangenförmiges Stellelement, beispielsweise einen Linearaktuator, aufweisen. Der Manipulator kann eine Hubvorrichtung aufweisen, insbesondere um die Position des Endeffektors zusätzlich einstellen, insbesondere verändern, zu können.
Eine Bauaufgabe kann beispielsweise eine Erstellung einer Bohrung, insbesondere in eine Decke, in eine Wand und / oder in einen Boden, umfassen. Eine Bauaufgabe kann auch eine Erstellung eines Schlitzes, beispielsweise durch Sägen, eine Abbrucharbeit, eine Oberflächenbehandlung, beispielsweise ein zumindest bereichsweises Verputzen und / oder Schleifens eines Bauelements umfassen. Eine Bauaufgabe kann insbesondere eine Bearbeitung eines Gesteins, insbesondere eines Betonelements, umfassen. Die Bauaufgabe kann auch eine Inspektion wenigstens eines Bauelements umfassen. Die Inspektion kann optisch, akustisch und / oder haptisch durchführbar sein.
Die Bauaufgabenverwaltungssysteme können jeweils eine Rechnereinheit umfassen. Sie können insbesondere eine Speichereinheit zur abrufbaren Speicherung der internen beziehungsweise der externen Bauaufgabenliste umfassen. Zu einer Bauaufgabe kann in der Bauaufgabenliste jeweils auch ein Bauaufgabenzustand speicherbar sein.
Ein Bauaufgabenzustand kann einem Erledigungsgrad einer ihm zugeordneten Bauaufgabe entsprechen. Der Erledigungsgrad kann wenigstens Ordinalskalenniveau aufweisen. Beispielsweise kann der Bauaufgabenzustand einem der Zustandswerte „Bauaufgabe noch nicht begonnen“, „Bauaufgabe wird ausgeführt“ oder „Bauaufgabe ausgeführt“ entsprechen. Allgemein kann der Bauaufgabenzustand in einem wenigstens zweistufigen Skalenniveau erfassbar und / oder erfasst sein. Der Bauaufgabenzustand kann auch Informationen über einen Fehlerfall enthalten oder entsprechen. Beispielsweise kann der Bauaufgabenzustand auch einem fehlerhaften oder unvollständigen Bohrens eines Bohrlochs oder einem entsprechenden Nachbearbeitungsbedarf entsprechen.
Eine Bauaufgabe kann eine Erfassung des Bauaufgabenzustandes umfassen. Insbesondere kann eine eine Inspektion umfassende Bauaufgabe die Erfassung des Bauaufgabenzustandes umfassen.
Das externe Bauaufgabenverwaltungssystem und die externe Bauaufgabenliste können einem internen Bauaufgabenverwaltungssystem beziehungsweise einer internen Bauaufgabenliste eines weiteren, insbesondere gleichartigen, zweiten Bauroboters entsprechen und / oder dieses beziehungsweise diese umfassen. Alternativ kann das externe Bauaufgabenverwaltungssystem einem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem, insbesondere mit einer globalen Bauaufgabenliste, entsprechen. Das externe Bauaufgabenverwaltungssystem kann ein BIM-Planungssystem sein. Die externe Bauaufgabenliste kann in Form von oder als Teil von BIM-Daten ausgebildet sein oder BIM-Daten umfassen.
Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, den Bauroboter mit einer Kommunikationsschnittstelle auszustatten, sodass dieser während und / oder nach erfolgter Ausführung einer Bauaufgabe seiner internen Bauaufgabenliste dem externen Bauaufgabenverwaltungssystem die Bauaufgabe und / oder ihren Bauaufgabenzustand mitteilen kann. Das externe Bauaufgabenverwaltungssystem kann somit die externe Bauaufgabenliste anhand der erhaltenen Daten aktualisieren, sodass eine dokumentierte Ausführung der Bauaufgaben der internen und / oder der externen Bauaufgabenliste ermöglicht wird.
Weist der Bauroboter eine Anzeigeeinheit auf, die eingerichtet ist, wenigstens eine Bauaufgabe der internen Bauaufgabenliste, vorzugsweise alle Bauaufgaben der internen Bauaufgabenliste, und / oder wenigstens einen Bauaufgabenzustand anzuzeigen, so kann ein Benutzer des Bauroboters mithilfe der Anzeigeeinheit über die aktuell vom Bauroboter auszuführenden Bauaufgaben informiert werden. Vorzugsweise ist die Anzeigeeinheit mit einer Eingabeeinheit verbunden, sodass Eingaben des Benutzers direkt am Bauroboter ermöglicht werden; dazu kann die Anzeigeeinheit einen Touchscreen umfassen.
Der Bauroboter kann eingerichtet sein, dass wenigstens eine Bauaufgabe seiner internen Bauaufgabenliste durch den Benutzer änderbar, insbesondere erstellbar, abänderbar und / oder löschbar, ist. Er kann ferner eingerichtet sein, seine interne Bauaufgabenliste oder zumindest Änderungen an der Bauaufgabenliste über die Kommunikationsschnittstelle an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem zu senden.
Auch kann der Bauroboter eingerichtet sein, Änderungen an der externen Bauaufgabenliste über seine Kommunikationsschnittstelle von dem externen Bauaufgabenverwaltungssystem zu empfangen.
Vorzugsweise umfasst die Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose
Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise eine allgemein als „WLAN“- und / oder allgemein als „Bluetooth“-Schnittstelle bekannte Schnittstelle, sodass der Aufbau einer Kommunikation mittels der Kommunikationsschnittstelle keine Verlegung von Kabeln oder dergleichen erfordert und zudem auch über größere Distanzen im Bereich von beispielsweise mehreren Metern eine Kommunikation möglich ist. Denkbar ist insbesondere auch, dass die Kommunikationsschnittstelle eine Mobilfunk-Schnittstelle umfasst, beispielsweise entsprechend einem allgemein als 2G-, 3G-, 4G- und / oder 5G-Standard bekannten Standard, wodurch eine Kommunikation über besonders weite Distanzen möglich wird.
Alternativ oder ergänzend kann die Kommunikationsschnittstelle auch zur Datenübertragung mittels einer tragbaren Speichereinheit eingerichtet sein. Die tragbare Speichereinheit kann beispielsweise in Form eines tragbaren nichtflüchtigen Speichers, wie beispielsweise allgemein unter der Bezeichnung USB-Stick bekannt, ausgebildet sein. Sie kann auch Teil eines tragbaren elektronischen Gerätes, beispielsweise eines Mobilfunkgeräts, sein. Eine derartige Datenübertragung kann insbesondere auf Baustellen sinnvoll oder gar notwendig sein, bei denen eine drahtlose Kommunikation nicht oder nur eingeschränkt möglich ist, beispielsweise bei einer Kommunikation über mehrere Geschosse eines eisenarmierten Betongebäudes hinweg.
Weist der Bauroboter eine Positionsdetektionseinheit zur Bestimmung seiner Position und / oder seiner Lage, insbesondere einer Position und / oder einer Lage seines Manipulators, auf, so können hiermit erfasste Positionsdaten beispielsweise bei der Festlegung der Abarbeitungsreihenfolge der von dem Bauroboter auszuführenden Bauaufgaben berücksichtigt werden. Somit kann beispielsweise eine Gesamtdauer zur Erledigung aller Bauaufgaben der Bauaufgabenliste reduziert werden.
Der Bauroboter kann eingerichtet sein, wenigstens eine Position und / oder eine Lage, insbesondere seiner selbst und / oder seines Manipulators und / oder eines anderen Bauroboters und / oder eines anderen Manipulators, über die Kommunikationsschnittstelle zu empfangen und / oder zu senden.
Ist der Bauroboter eingerichtet, wenigstens ein Messdatum, insbesondere eine Position und / oder eine Lage, insbesondere seiner selbst und / oder seines Manipulators und / oder eines anderen Bauroboters und / oder eines anderen Manipulators, über die Kommunikationsschnittstelle zu senden, so kann der Empfänger der Messdaten je nach Art der Messdaten beispielsweise weitere auszuführende Bauaufgaben in Abhängigkeit von der Position ausgewählt und / oder zugeteilt werden. Beispielsweise können einem Bauroboter vorrangig diejenigen Bauaufgaben zugeordnet werden, die in seiner Nähe auszuführen sind. Die Messdaten selbst können auch beispielsweise zur Vervollständigung von Inspektions- Bauaufgaben dienen.
Denkbar ist dabei insbesondere, dass das wenigstens eine Messdatum an einen anderen Bauroboter gesendet wird. Bauaufgaben können somit interaktiv und / oder schneller erledigbar sein.
Denkbar ist, dass der Bauroboter sich teilautonom, insbesondere unter notwendiger Aufsicht eines Benutzers des Bauroboters, oder autonom, insbesondere ohne notwendiger Aufsicht durch einen Benutzer, fortbewegend ausgebildet sein kann. Er kann auch eine Bauaufgabe teilautonom oder autonom ausführend ausgebildet sein. Während Sicherheitsanforderungen auf Baustellen bei sich teilautonom fortbewegenden und / oder teilautonom Bauaufgaben ausführenden Baurobotern einfacher erfüllbar sind, wird eine von dem Benutzer unabhängige Ausführung von Bauaufgaben insbesondere durch einen Bauroboter ermöglicht, der zugleich autonom fortbewegend als auch Bauaufgaben autonom ausführend ausgebildet ist.
Die Kommunikationsschnittstelle des Bauroboters kann mehr als einen Kommunikationskanal anbieten. Hierdurch lassen sich Arbeitsunterbrechungen aufgrund einer geringen Verbindungsqualität auf einem Kommunikationskanal vermeiden. Beispielsweise kann der Bauroboter eingerichtet sein, bei fehlender Datenverbindung zu einem überregionalen und / oder zu einem lokales Netzwerk, insbesondere einem Funknetzwerk wie beispielsweise einem WLAN-Netzwerk, auf einen alternativen Kommunikationskanal, beispielsweise auf eine Datenübertragung mittels tragbarer Speichereinheiten, umzuschalten.
In den Rahmen der Erfindung fällt des Weiteren ein Baurobotersystem zur Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle, umfassend einen ersten, erfindungsgemäßen Bauroboter und ein externes Bauaufgabenverwaltungssystem, das eingerichtet ist, eine externe Bauaufgabenliste abrufbar zu speichern, wobei die externe Bauaufgabenliste ein oder mehrere auszuführende Bauaufgaben umfasst, und wobei der erste Bauroboter eingerichtet ist, über seine Kommunikationsschnittstelle mit dem externen Bauaufgabenverwaltungssystem zu kommunizieren. Insbesondere kann der erste Bauroboter eingerichtet sein, über seine Kommunikationsschnittstelle wenigstens eine Bauaufgabe und / oder einen Bauaufgabenzustand einer Bauaufgabe seiner internen Bauaufgabenliste an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem zu senden.
Das externe Bauaufgabenverwaltungssystem kann ein BIM-Planungssystem umfassen. Die externe Bauaufgabenliste kann in Form von oder als Teil von BIM-Daten ausgebildet sein.
Das Baurobotersystem ermöglicht es somit, dass der Bauroboter Bauaufgaben und / oder einen Bauaufgabenzustand an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem sendet. Die dort befindlichen Bauaufgaben der externen Bauaufgabenliste lassen sich somit aktualisieren und der durch den Bauroboter erzielte Baufortschritt lässt sich dokumentieren.
Das externe Bauaufgabenverwaltungssystem kann ein globales Bauaufgabenverwaltungssystem umfassen. Das Bauaufgabenverwaltungssystem kann eingerichtet sein, eine globale Bauaufgabenliste abrufbar zu speichern, wobei die globale Bauaufgabenliste ein oder mehrere auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst. Dazu kann das globale Bauaufgabenverwaltungssystem eine Rechnereinheit mit einer Speichereinheit zur abrufbaren Speicherung der globalen Bauaufgabenliste umfassen. Insbesondere kann es ein zentrales Datenbanksystem umfassen.
Das Baurobotersystem kann auch wenigstens einen zweiten, erfindungsgemäßen Bauroboter umfassen, wobei das externe Bauaufgabenverwaltungssystem das interne Bauaufgabenverwaltungssystem des zweiten Bauroboters umfasst. Insbesondere kann das externe Bauaufgabenverwaltungssystem dem internen Bauaufgabenverwaltungssystem des zweiten Bauroboters entsprechen. Somit kann der erste Bauroboter eingerichtet sein, über seine Kommunikationsschnittstelle mit dem zweiten Bauroboter zu kommunizieren. Vorzugsweise ist auch der zweite Bauroboter eingerichtet, über seine Kommunikationsschnittstelle mit dem ersten Bauroboter zu kommunizieren.
Denkbar ist, dass der erste Bauroboter eingerichtet ist, dem zweiten Bauroboter und / oder dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem über seine Kommunikationsschnittstelle wenigstens eine Bauaufgabe und / oder wenigstens einen Bauaufgabenzustand zu senden. Vorzugsweise ist auch der zweite Bauroboter analog zur Kommunikation mit dem ersten Bauroboter und / oder dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem eingerichtet.
Somit kann der zweite Bauroboter beispielsweise über die Übernahme und / oder die Erledigung einer Bauaufgabe durch den ersten Bauroboter informiert werden, sodass Doppelarbeiten durch den zweiten Bauroboter vermieden werden. Durch die Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Bauroboter kann das globale Bauaufgabenverwaltungssystem oder allgemein auf ein zentrales Steuerungssystem zur Steuerung des ersten und des zweiten Bauroboters verzichtbar sein. Somit können Bauaufgaben auch in Bereichen einer Baustelle ausgeführt werden, von denen aus keine Kommunikation mit dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem und / oder dem zentralen Steuerungssystem möglich wäre. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Kommunikationsschnittstelle drahtlos ausgebildet ist, aber, beispielsweise durch Stahlbetonwände, Stahlbetonböden und / oder Stahlbetondecken, eine drahtlose Kommunikation zumindest zwischen dem ersten und / oder dem zweiten Bauroboter und dem globalen Bauverwaltungssystem und / oder dem zentralen Steuerungssystem unterbunden, beispielsweise abgeschirmt, ist. Selbst in einer solchen Situation können der erste und der zweite Bauroboter miteinander kommunizieren, insbesondere wenigstens eine Bauaufgabe und / oder wenigstens ein Bauaufgabenzustand von einem der beiden Bauroboter zu dem anderen Bauroboter senden.
Im Falle eines globalen Bauaufgabenverwaltungssystems kann diese Informationsübermittlung indirekt mittels der globalen Bauaufgabenliste erfolgen; im Falle einer Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Bauroboter kann sie direkt zwischen den beiden Baurobotern erfolgen.
Das Baurobotersystem kann eine Relaisstation zur Übermittlung wenigstens einer Bauaufgabe und / oder wenigstens eines Bauaufgabenzustands umfassen. Die Relaisstation kann beispielsweise zur Datenvermittlung zwischen einem lokalen Netzwerk, beispielsweise einem gemeinhin als „WLAN“-bezeichneten Netzwerk und einem überregionalen Netzwerk, insbesondere dem Internet, eingerichtet sein. Das lokale Netzwerk und dann vorzugsweise auch die Relaisstation können alternativ oder ergänzend zur Datenübertragung mittels einer tragbaren Speichereinheit eingerichtet sein.
Somit benötigen der erste und der wenigstens eine zweite Bauroboter keine direkte Datenverbindung an das überregionale Netzwerk, zu dem direkte Datenverbindungen beispielsweise in eisenarmierten Betongebäuden oftmals nur mit reduzierter Verbindungsqualität herstellbar sind.
Die Relaisstation kann eine Rechnereinheit umfassen. Insbesondere kann sie ebenfalls eine Speichereinheit umfassen. In der Speichereinheit der Relaisstation kann die globale Bauaufgabenliste oder zumindest eine Kopie der globalen Bauaufgabenliste speicherbar und / oder gespeichert sein. Allgemein kann die Rechnereinheit ein Bauaufgabenverwaltungssystem, insbesondere zur Verwaltung der globalen Bauaufgabenliste oder zumindest einer Kopie der globalen Bauaufgabenliste, umfassen. Somit können Arbeitsunterbrechungen aufgrund einer, gegebenenfalls temporär, mangelhaften Netzwerkverbindung zum überregionalen Netzwerk vermieden werden.
Das globale Bauaufgabenverwaltungssystem kann eine Cloud-basiertes Rechnereinheit umfassen oder Teil der Cloud-basierten Rechnereinheit sein. Dann kann das globale Bauaufgabenverwaltungssystem über das überregionale Netzwerk und die Relaisstation an das lokale Netzwerk und damit an den ersten Bauroboter und / oder den wenigstens einen zweiten Bauroboter anbindbar und / oder angebunden sein.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Steuerung wenigstens eines Bauroboters eines erfindungsgemäßen Baurobotersystems, wobei wenigstens eine Bauaufgabe und / oder ein Bauaufgabenzustand der internen Bauaufgabenliste des Bauroboters an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem gesandt wird. Verfahrensgemäß kann mit Hilfe der versandten Daten die vom externen Bauaufgabenverwaltungssystem verwaltete externe Bauaufgabenliste aktualisiert werden, sodass die Ausführung von Bauaufgaben dokumentierbar und / oder dokumentiert ist.
Bei einer Variante des Verfahrens wird zumindest eine Bauaufgabe und / oder ein Bauaufgabenzustand der internen Bauaufgabenliste eines ersten Bauroboters an das interne Bauaufgabenverwaltungssystem eines zweiten Bauroboters gesandt.
Alternativ oder ergänzend ist auch eine weitere Variante des Verfahrens denkbar, bei der zumindest eine Bauaufgabe und / oder ein Bauaufgabenzustand der internen Bauaufgabenliste des ersten Bauroboters an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem gesandt wird.
Die beiden Varianten ermöglichen somit eine direkte beziehungsweise eine indirekte Aktualisierung der internen Bauaufgabenliste des zweiten Bauroboters. Die indirekte Aktualisierung kann mittels der globalen Bauaufgabenliste, insbesondere durch Senden von Daten an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem durch den ersten Bauroboter und Abruf von Daten vom globalen Bauaufgabenverwaltungssystem durch den zweiten Bauroboter, erfolgen.
Denkbar ist insbesondere, dass bei Verfügbarkeit einer Datenverbindung mit dem überregionalen Netzwerk eine derartige indirekte Aktualisierung erfolgt. Wenn die Datenverbindung mit dem überregionalen Netzwerk unterbrochen ist oder gänzlich fehlt, kann die Aktualisierung direkt erfolgen.
Stehen auf einer Baustelle mehr als eine Arbeitskraft, insbesondere mehr als ein Bauroboter zur Verfügung, besteht die Problematik einer möglichst optimalen Verteilung von Bauaufgaben auf die zur Verfügung stehenden Arbeitskräfte. Wegstrecken, die insbesondere von einem Bauroboter zurückzulegen sind, um eine nachfolgende Bauaufgabe ausführen zu können, bringen stets einen Zeitverlust mit sich. Auch ist mit jeder zurückzulegenden Wegstrecke auf einer Baustelle ein Unfallrisiko verbunden.
Um daher zurückzulegende Wegstrecken zu vermeiden, ist bei einer Variante des Verfahrens vorgesehen, dass wenigstens einem der Bauroboter jeweils wenigstens eine auszuführende Bauaufgabe der externen Bauaufgabenliste in Abhängigkeit von seiner jeweiligen Position und / oder seiner Lage übermittelt wird.
Verfahrensgemäß kann wenigstens eine der auf der Baustelle auszuführenden Bauaufgaben, insbesondere eine der in der globalen Bauaufgabenliste enthaltenen Bauaufgaben, durch ein globales Bauaufgabenverwaltungssystem des Baurobotersystems wenigstens einem der Bauroboter zugeteilt werden.
Alternativ oder ergänzend kann wenigstens einer der Bauroboter eine durch ihn auszuführende Bauaufgabe aus der externen, insbesondere aus der globalen, Bauaufgabenliste auswählen.
Zur Auswahl können die Position und / oder die Lage des Bauroboters und / oder wenigstens eines der übrigen Bauroboter berücksichtigt werden. Alternativ oder ergänzend können auch Eigenschaften des Bauroboters und / oder wenigstens eines der übrigen Bauroboter berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Größe eines Arbeitsbereichs des Manipulators, innerhalb dessen der Manipulator Bauaufgaben ausführen kann, berücksichtigt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass mehrere Bauaufgaben, die alle innerhalb eines Arbeitsbereichs des Bauroboters fallen, ohne dass der Bauroboter insgesamt verlagert werden muss, dem Bauroboter zur Ausführung zugeteilt werden oder vom Bauroboter zur Ausführung ausgewählt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Bauroboter in schematischer Darstellung;
Fig. 2 ein erstes Baurobotersystem in schematischer Darstellung;
Fig. 3 ein zweites Baurobotersystem in schematischer Darstellung;
Fig. 4 ein drittes Baurobotersystem in schematischer Darstellung;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung wenigstens eines Bauroboters eines Baurobotersystems;
Fig. 6 ein viertes Baurobotersystem in schematischer Darstellung; und
Fig. 7 ein fünftes Baurobotersystem in schematischer Darstellung.
In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung für gleiche oder sich funktional entsprechende Elemente jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Fig. 1 zeigt einen Bauroboter 10 mit einem als Kettenfahrwerk ausgebildeten Fahrwerk 12, einem in einem Gehäuse 14 ausgebildeten Steuerraum 16 und einem oberseitig des Gehäuses 14 angeordneten Manipulator 18. Der Manipulator 18 ist als multiaxial steuerbarer Arm ausgebildet, an dessen freien Ende ein Endeffektor 20 mit einer daran angeordneten Bohrwerkzeugmaschine 22 und einer Staubabsaugungsvorrichtung 24 angeordnet ist. Der Bauroboter 10 ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Insbesondere kann er anstelle oder ergänzend zur Bohrwerkzeugmaschine 22 ein oder mehrere andere elektrische Werkzeugmaschinen und / oder ein oder mehrere weitere Vorrichtungen zur Erledigung von Bauaufgaben, insbesondere zur Erledigung von Inspektionsaufgaben, ein Messwerkzeug wie beispielsweise einen Bildsensor und / oder einen Längenmesser, beispielsweise einen Laufzeitdistanzmesser oder ein LIDAR, ein Schneidwerkzeug, ein Bohrwerkzeug, ein Schleifwerkzeug oder ein anderes zur Erledigung von Bauaufgaben geeignetes Werkzeug umfassen.
Der Bauroboter 10 ist zur Ausführung von Bauaufgaben, insbesondere von Bohrarbeiten in Decken und Wänden, auf einer Baustelle, beispielsweise auf einer Hochbaubaustelle, ausgebildet. Neben dem Manipulator 18 zur Ausführung der dem Bauroboter 10 zugeordneten Bauaufgaben, weist er eine innerhalb des Gehäuses 14, insbesondere im Steuerraum 16, angeordnete Rechnereinheit 26 auf. Die Rechnereinheit 26 umfasst eine Speichereinheit 28.
Die Rechnereinheit 26 ist mit ausführbarem Programmcode ausgestattet, sodass mittels der Rechnereinheit 26 ein internes Bauaufgabenverwaltungssystem 29 mit einer internen Bauaufgabenliste 30, die ein oder mehrere vom Bauroboter 10 auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst, ausgebildet ist. Die interne Bauaufgabenliste 30 ist dazu in der Speichereinheit 28 abrufbar gespeichert.
Die Rechnereinheit 26 und damit der Bauroboter 10 weisen ferner eine Kommunikationsschnittstelle 32 zur Kommunikation mit einem externen Bauaufgabenverwaltungssystem auf, wobei das externe Bauaufgabenverwaltungssystem eingerichtet ist, eine externe Bauaufgabenliste abrufbar zu speichern, wobei die externe Bauaufgabenliste ein oder mehrere auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst, wobei der Bauroboter 10 eingerichtet ist, über die Kommunikationsschnittstelle 32 wenigstens eine Bauaufgabe und / oder einen Bauaufgabenzustand einer Bauaufgabe der internen Bauaufgabenliste 30 an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem zu senden.
Die Kommunikationsschnittstelle 32 weist eine Mobilfunkschnittstelle nach dem 4G- oder dem 5G-Standard, eine WLAN-Schnittstelle, eine Bluetooth-Schnittstelle als auch eine USB- Schnittstelle zur Datenübertragung mittels tragbarer USB-Speichereinheiten, auf.
Da die Rechnereinheit 26, die Speichereinheit 28, das interne Bauaufgabenverwaltungssystem 29, die interne Bauaufgabenliste 30 sowie die Kommunikationsschnittstelle 32 im Steuerraum 16 und damit innerhalb des Gehäuses 14 angeordnet sind, sind diese einschließlich dem Steuerraum 16 in Fig. 1 sowie, sofern die jeweiligen Elemente dort abgebildet sind, auch in den weiteren Abbildungen gemäß Fig. 2 bis Fig. 5 schematisch dargestellt. Weiter weist der Bauroboter 10 eine Anzeigeeinheit 34 auf, die als Touchscreen ausgebildet ist. Die Anzeigeeinheit 34 bildet somit zugleich eine Eingabeeinheit zur manuellen Dateneingabe durch einen Benutzer des Bauroboters 10. Insbesondere ist die Anzeigeeinheit 34 in Verbindung mit der Rechnereinheit 26 und dem internen Bauaufgabenverwaltungssystem 29 eingerichtet, die in der internen Bauaufgabenliste 30 enthaltenen Bauaufgaben einschließlich der den Bauaufgaben zugeordneten Bauaufgabenzuständen grafisch anzuzeigen. Dazu ist die Anzeigeeinheit 34 eingerichtet, die Baustelle oder zumindest einen relevanten Teil der Baustelle schematisch darzustellen und die von dem Bauroboter 10 auszuführenden Bauaufgaben, also Bohrungen, entsprechend der räumlichen Anordnung der Bauaufgaben grafisch in Form von entsprechend positionierten Kreisen darzustellen. Je nach dem zugehörigen Bauaufgabenzustand, in diesem Fall je nach dem jeweiligen Erledigungsgrad, werden die Kreise unterschiedlich farblich gefüllt dargestellt. Die Bauaufgaben sowie die jeweils zugeordneten Bauaufgabenzustände können zudem durch den Benutzer manuell geändert werden.
Eine Positionsdetektionseinheit 36 zur Bestimmung der Position und der Lage des Manipulators 18 und damit des Bauroboters 10 ist am Endeffektor 20 ausgebildet. Dazu kann die Positionsdetektionseinheit 36 ein Prisma umfassen. Die Positionsdetektoreinheit 36 kann auch einen Winkelmesssensor und / oder einen Längenmesssensor, beispielsweise einen eine Lichtlaufzeit messenden Sensor, aufweisen. Denkbar ist auch, dass die Positionsdetektionseinheit 36 wenigstens einen Bildsensor aufweist. Der Bauroboter 10, insbesondere die Positionsdetektionseinheit 36 und / oder die Rechnereinheit 26, kann Bildverarbeitungshardware und / oder Bildverarbeitungssoftware aufweisen. Die Bildverarbeitungshardware und / oder die Bildverarbeitungssoftware können eingerichtet sein, mit Hilfe von von dem Bildsensor bereitgestellten Bilddaten die Position und / oder die Lage des Manipulators 18 zu bestimmen. Wenigstens eines der beiden kann eingerichtet sein, einen SLAM-Algorithmus zu implementieren. Sie können auch eingerichtet sein, ein Objekt und / oder eine Struktur, beispielsweise ein Bauelement, ein Bohrloch, ein Gebäudeelement oder dergleichen, zu erkennen. Sie können ferner eingerichtet sein, hieraus eine Position und / oder eine Relativposition zu ermitteln.
Der Bauroboter 10 ist ferner eingerichtet, die mittels der Positionsdetektionseinheit 36 bestimmte Position und Lage seines Manipulators 18 über die Kommunikationsschnittstelle 32 zu senden und entsprechende Positions- und Lagedaten anderer Bauroboter zu empfangen. Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Baurobotersystem 100 zur Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle, das drei Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 umfasst. Die Anzahl drei der Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 ist exemplarisch gewählt. Das Baurobotersystem 100 kann auch weniger oder mehr Bauroboter, insbesondere Bauroboter entsprechend dem Bauroboter 10 aus Fig. 1 und / oder Bauroboter entsprechend der Bauroboter 10.1 , 10.2 und / oder 10.3, aufweisen.
Bei diesem Ausführungsbeispiele eines Baurobotersystems 100 sowie bei den nachfolgend im Zusammenhang mit den Fig. 3 und Fig. 4 beschriebenen Ausführungsbeispielen von Baurobotersystemen 100 entsprechen die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 in ihrem Aufbau und ihrem Funktionsumfang dem in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Bauroboter 10. Sie können noch weitere, über die vorangehend beschriebenen Merkmale, insbesondere weitere Funktionalitäten, aufweisen.
Weiter umfasst das Baurobotersystem 100 ein globales Bauaufgabenverwaltungssystem 102, das mittels einer Cloud-basierten Rechnereinheit 104 mit einer Speichereinheit, auf der ein entsprechender Programmcode ausführbar gespeichert ist und auf der eine globale Bauaufgabenliste 106 gespeichert ist, realisiert ist. In der globalen Bauaufgabenliste 106 sind alle auf der betreffenden Baustelle auszuführende Bauaufgaben abgelegt. Dazu ist das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 ist eingerichtet, die globale Bauaufgabenliste 106 abrufbar zu speichern.
Die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 sind eingerichtet, über ihre Kommunikationsschnittstelle 32 mit dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem 102 zu kommunizieren. Dazu sind Datenverbindungen V1 , V2, V3 über ein überregionales Mobilfunknetz, beispielsweise nach dem 4G- oder dem 5G-Standard, in Verbindung mit dem Internet zwischen den Baurobotern 10.1 , 10.2 und 10.3, insbesondere deren jeweiligen Kommunikationsschnittstellen 32, und der cloud- basierten Rechnereinheit 104 und damit dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem 102 aufbaubar und im Zustand gemäß Fig. 2 aufgebaut.
Die Bauroboter 10.1 , 10.2 sowie 10.3 können ferner über die Datenverbindungen V1 , V2 und V3 die mit ihren Positionsdetektionseinheiten 36 (Fig. 1) bestimmten Positionen und Lagen an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 übermitteln.
Ferner umfasst das Baurobotersystem 100 noch ein Mobiltelefon 108, das über eine Datenverbindung V4, insbesondere über das überregionale Mobilfunknetz, ebenfalls mit der
Cloud-basierten Rechnereinheit 104 und damit mit dem globalen
Bauaufgabenverwaltungssystem 102 verbindbar und im Zustand gemäß Fig. 2 verbunden ist.
Somit kann ein Benutzer des Mobiltelefons 108 das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 abfragen und beispielsweise eine Übersicht über den aktuellen Baufortschritt auf der betreffenden Baustelle erhalten.
Bei diesem Baurobotersystem 100 werden initial alle auf der Baustelle auszuführenden Bauaufgaben in Form von BIM-Planungsdaten in der globalen Bauaufgabenliste 106 gespeichert.
Die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 übertragenen ihre jeweils bestimmten Positionen und Lagen an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102.
Das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 teilt unter Berücksichtigung der Positionen und Lagen der Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 die in der globalen Bauaufgabenliste 106 enthaltenen Bauaufgaben auf die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 auf. Anschließend werden die den Baurobotern 10.1 , 10.2 und 10.3 jeweils zugeordneten Bauaufgaben über die Datenverbindungen V1 , V2 und V3 zur Ausführung zugesandt.
Die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 speichern die auszuführenden Bauaufgaben in ihren internen Bauaufgabenlisten 30 (Fig. 1) ab. Anschließend führen sie sie konsekutiv aus, insbesondere bohren die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 den Bauaufgaben entsprechende Bohrungen in Decken und Wänden der Baustelle.
Jeweils nach Abschluss einer Bauaufgabe wird der aktualisierte zugehörige Bauaufgabenzustand, also die Erledigung, an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 gesandt, das sodann die globale Bauaufgabenliste 106 entsprechend aktualisiert.
Sobald einer der Bauroboter 10.1 , 10.2 oder 10.3 alle Bauaufgaben seiner internen Bauaufgabenliste ausgeführt, fragt er das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 ab, um verbleibende Bauaufgaben, vorzugsweise in seiner Nähe, zu übernehmen. Sofern eine bereits einem anderen Bauroboter 10.1 , 10.2 oder 10.3 zugeordnete Bauaufgabe umgewidmet bzw. neu zugeordnet wird, sendet das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 eine entsprechende Benachrichtigung an den entsprechenden Bauroboter 10.1 , 10.2 oder 10.3.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Baurobotersystem 100, das, soweit im Folgenden nicht anders beschrieben, dem vorangehend beschriebenen Baurobotersystem 100 gemäß Fig. 2 entspricht.
Ein Unterschied besteht jedoch darin, dass die Bauroboter 10.2 und 10.3, beispielsweise aufgrund ihres jeweiligen Standorts, keine Datenverbindung zu dem überregionalen Mobilfunknetz und damit auch keine direkte Datenverbindung zu dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem 102 aufbauen können.
Dies ist auch dem ersten Bauroboter 10.1 nicht möglich. Jedoch besteht eine Datenverbindung V5 über das überregionale Mobilfunk zwischen einer Relaisstation 110 und dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem 102.
Zwischen der Relaisstation 110 und dem ersten Bauroboter 10.1 können Daten mittels einer als tragbarer USB-Speichereinheit ausgebildeten tragbaren Speichereinheit 112 ausgetauscht werden.
Kann der Bauroboter 10.1 eine Verbindung zum überregionalen Mobilfunknetz aufbauen, so kann auf die Relaisstation 110 zugunsten einer direkten Verbindung des Bauroboters 10.1 mit dem überregionalen Mobilfunknetz verzichtet werden.
Des Weiteren ist ein Datenaustausch über Datenverbindungen V6, V7 und V8 zwischen den Baurobotern 10.1 , 10.2 und 10.3 über deren jeweilige Kommunikationsschnittstellen 32 (Fig. 1), insbesondere deren WLAN-Schnittstellen, möglich.
Abweichend von dem vorangehenden Ausführungsbeispiel sendet bei diesem Baurobotersystem 100 das globale Bauaufgabenverwaltungssystem Daten, insbesondere Bauaufgaben und / oder Bauaufgabenzustände, über die Relaisstation 110 und mittels der tragbaren Speichereinheit 112 zunächst an den Bauroboter 10.1 , der die Daten gegebenenfalls entsprechend zu den Baurobotern 10.2 oder 10.3 weiterleitet.
Daten, die an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 weiterzuleiten sind, werden durch den Bauroboter 10.1 bis zur nächsten Datenübermittlung über die tragbare Speichereinheit 112 gesammelt und dann gesammelt an die Relaisstation 110 zur Weiterleitung an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 übermittelt.
Zur Verlängerung der Reichweite des WLAN-Netzwerks leiten auch die Bauroboter 10.2 und 10.3 gegebenenfalls Daten durch.
Fällt die Datenverbindung zwischen der Relaisstation 110 und dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem 102, insbesondere temporär, aus oder findet, beispielsweise über einen vorgebbaren Mindestzeitraum hinweg, keine Datenübermittlung per tragbarer Speichereinheit 112 statt, wechseln die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 beziehungsweise die jeweiligen internen Bauaufgabenverwaltungssysteme 29 (Fig. 1) ihren Betriebsmodus.
Insbesondere senden sie jeweils nach einer Änderung ihrer jeweiligen internen Bauaufgabenliste 30 (Fig. 1) diese an die jeweils beiden anderen der Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3, sodass jeder der Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 eine lokale Kopie der globalen Bauaufgabenliste 106 zusammenstellen und verwenden kann.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Baurobotersystem 100, das, soweit nicht anders beschrieben, dem in Bezug auf Fig. 3 beschriebenen Baurobotersystem 100 entspricht.
Im Unterschied hierzu sind in der in Fig. 4 dargestellten Situation jedoch auch keine WLAN- Datenverbindungen zwischen den Baurobotern 10.1 , 10.2 und 10.3 aufbaubar. Eine solche Situation kann sich beispielsweise bei mehrstöckigen Hoch- oder Tiefbauten, insbesondere aus eisenarmiertem Beton, ergeben, insbesondere dann, wenn die Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 durch tragende Wände oder Decken voneinander getrennt sind.
In dieser Situation erfolgen Datenübermittlungen zwischen den Baurobotern 10.1 , 10.2 und 10.3 daher mittels einer oder mehrerer tragbarer Speichereinheiten 112.
Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form des Verfahrens 200. Das Verfahren 200 wird zum besseren Verständnis der Erfindung unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 bis Fig. 4 für Elemente der Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 und der Baurobotersysteme 100 eingeführten Bezugszeichen näher erläutert.
In einem Vorbereitungsschritt 210 senden die Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 die durch ihre
Positionsdetektionseinheiten 36 ermittelten Positionen und Lagen an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102. Bei Varianten des Verfahrens werden zudem Informationen über Merkmale und / oder Zustände der Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3, beispielsweise über ihre Verfügbarkeit, über verfügbare Werkzeuge, beispielsweise Arten verfügbarer Bohrwerkzeuge, oder dergleichen, übermittelt.
In einem Verteilungsschritt 212 ordnet das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 die noch auszuführenden Bauaufgaben den Baurobotern 10.1 , 10.2, 10.3 unter Berücksichtigung der im Vorbereitungsschritt 210 erhaltenen Daten, insbesondere der Positionen und Lagen, zu und sendet die zugeordneten Bauaufgaben an die jeweiligen Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3. Die Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 legen die empfangenen Bauaufgaben in ihren internen Bauaufgabenlisten ab.
Denkbar ist alternativ auch, dass ein Benutzer des Verfahrens 200 bzw. des Baurobotersystems 100 die Zuordnung manuell, beispielsweise mittels des Mobiltelefons 108, durchführt und / oder bei einem oder mehreren der Bauroboter 10.1 , 10.2 und 10.3 Bauaufgaben manuell der jeweiligen internen Bauaufgabenliste hinzufügt.
In einem Ausführungsschritt 214 führen die Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 die Bauaufgaben ihrer internen Bauaufgabenlisten aus. Bei einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass die in den internen Bauaufgabenlisten enthaltenen Bauaufgaben durch den Benutzer des Verfahrens 200 bzw. des Baurobotersystems 100 manuell geändert werden können. Auch ist denkbar, dass der Benutzer Ausführungen von Bauaufgaben vor Beginn der Ausführung manuell bestätigen muss bzw. bestätigt. Während und / oder nach der Ausführung einer Bauaufgabe legen die Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 in ihren jeweiligen internen Bauaufgabenlisten einen zugehörigen Bauaufgabenzustand ab. Insbesondere speichern sie ab, ob eine Aufgabe erfolgreich ausgeführt werden konnte oder ob ein Fehler und gegebenenfalls welcher Fehler bei der Ausführung aufgetreten ist. Sofern erforderlich, kann in diesem Ausführungsschritt 214 vorgesehen sein, dass die Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 ihren Standort wechseln und sich insbesondere entsprechend an eine oder mehrere der von ihnen auszuführenden Bauaufgaben an eine andere Stelle auf der Baustelle begeben. Standortverlagerungen können dabei autonom erfolgen. Alternativ ist denkbar, dass der Benutzer eine erforderliche Standortverlagerung überwacht und / oder manuell steuert.
In einem Aktualisierungsschritt 216 senden die Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 die in ihren internen Bauaufgabenlisten 30 abgelegten Bauaufgabenzustände mittels ihrer jeweiligen Kommunikationsschnittstellen 32 an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102. Dieses aktualisiert seine globale Bauaufgabenliste 106.
Bei alternativen Verfahrensvarianten, beispielsweise, wenn keine Datenverbindung zum globalen Bauaufgabenverwaltungssystem 102 aufbaubar ist, tauschen die Bauroboter 10.1 , 10.2, 10.3 Bauaufgaben und Bauaufgabenzustände, wie vorangehend zu Fig. 3 oder 4 beschrieben, untereinander aus.
In einem Abschlussschritt 218 des Verfahrens 200 prüft das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102, ob alle Bauaufgaben erfolgreich ausgeführt sind.
Bei vollständig erfolgreicher Ausführung aller von den Baurobotern 10.1 , 10.2, 10.3 ausführbaren Bauaufgaben endet das Verfahren 200. Es kann, insbesondere mit neuen Bauaufgaben, erneut ausführbar sein.
Im Falle von fehlerhaften Ausführungen sendet das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 eine Störungsmeldung an das Mobiltelefon 108, das diese sodann dem Benutzer mitteilt und den Benutzer zur Eingabe einer Entscheidung über das weitere Vorgehen auffordert. Die Eingabe des Benutzers wird vom Mobiltelefon 108 an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem 102 übermittelt. Entsprechend der Entscheidung beziehungsweise der Eingabe des Benutzers wird das Verfahren 200 abgebrochen oder mit den noch nicht vollständig ausgeführten Bauaufgaben mit dem Vorbereitungsschritt 210, bei einer alternativen Verfahrensvariante mit dem Verteilungsschritt 212, fortgesetzt.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Baurobotersystem 100, das, soweit nicht anders beschrieben, dem in Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Baurobotersystem 100 entspricht.
Es weist drei Bauroboter 10.4, 10.5 und 10.6 auf, die soweit im Folgenden nicht anders beschrieben den Baurobotern 10.1 , 10.2 beziehungsweise 10.3 gemäß Fig. 2 entsprechen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Baurobotersystem 100 soweit nicht anders beschrieben auch dem Baurobotersystem 100 und insbesondere mit seinen Baurobotern 10.1 , 10.2 und 10.3 gemäß Fig. 3 entsprechen.
Fig. 6 zeigt kein globales Bauaufgabenverwaltungssystem 102 sowie keine Rechnereinheit 104 als auch keine globale Bauaufgabenliste 106. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Baurobotersystem 100 jedoch auch wenigstens eines dieser Elemente 102, 104, 106, insbesondere das globale Bauverwaltungssystem 102 mit der globalen Bauaufgabenliste 106, beispielsweise analog zu den in Bezug auf Fig. 2, Fig. 3 oder Fig. 4 beschriebenen Ausführungsformen, umfassen.
Eine Besonderheit der Bauroboter 10.4, 10.5 und 10.6 ist, dass diese jeweils einen Bildsensor 38 aufweisen. Der Bildsensor 38 kann beispielsweise eine 3D-Kamera und / oder eine 2D- Kamera umfassen. Er kann dazu eingerichtet sein, optische Bilddaten aufzuzeichnen. Die Bilddaten können Distanzinformationen, beispielsweise in Form eines dreidimensionalen Bildes, umfassen. Sie können auch Positionsinformationen und / oder Lageinformationen enthalten. Für jeden der Bildsensoren 38 sind zugehörige Sichtfelder in Fig. 6 mit gestrichelten Linien schematisch dargestellt.
Zu erkennen ist, dass die Bauroboter 10.4, 10.5 und 10.6, insbesondere sofern zumindest ihre Bildsensoren 38 sich an unterschiedlichen Positionen und/oder in unterschiedlichen Lagen befinden, mit ihren jeweiligen Bildsensoren 38 unterschiedliche Bereiche einer Baustelle 114, und insbesondere eines auf der Baustelle befindlichen Bauelements 116, beispielsweise ein Wandelement, erfassen. Vorzugsweise ergänzen sich die Bereiche gegenseitig. Die Baustelle 114 kann eine Hochbau-Baustelle, beispielsweise zum Bau eines Gebäudes mit stahlarmiertem Beton, sein.
Die Bauroboter 10.4, 10.5, 10.6 sind eingerichtet, über ihre Datenverbindungen V6, V7, V8 sowie gegebenenfalls über eine Datenverbindung zu einem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem von ihren jeweiligen Bildsensoren 38 erfasste Bilddaten an einen der jeweils beiden anderen Bauroboter 10.4, 10.5 oder 10.6 sowie gegebenenfalls an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem zu senden.
Das Baurobotersystem 100 kann somit als Inspektionsaufgaben ausgebildete Bauaufgaben mit einer besonders geringen Gesamtdauer erledigen. Insbesondere können ein oder vorzugsweise mehrere der Bauroboter 10.4, 10.5, 10.6 an der Erledigung derselben Inspektionsaufgabe beteiligt sein. Beispielsweise mag ein Baufortschritt der Baustelle 114 und insbesondere ein Fertigstellungsgrad des Bauelements 116 als Inspektionsaufgabe zu inspizieren sein. Dazu können die beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6 mit ihren jeweiligen Sichtfeldern und mittels der Bildsensoren 38 Bilddaten der Baustelle 114 und insbesondere des Bauelements 114 erfassen. Da die beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6 die Bilddaten gleichzeitig aus unterschiedlichen Blickrichtungen auf die Baustelle 114 und insbesondere auf das Bauelement 114 optisch erfassen können, kann die Inspektionsaufgabe zeitparallel durch die beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6 erledigt werden. Dazu kann jeder der beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6 einen seinem Sichtfeld entsprechender Teil der Baustelle 114 optisch erfassen. Einer der die beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6, beispielsweise Bauroboter 10.4, kann die einzelnen Bilddaten sammeln. Dazu senden die jeweils anderen der beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6 ihre Bilddaten an den sammelnden Bauroboter, im Beispiel also an Bauroboter 10.4. In diesem Ausführungsbeispiel können die übersandten Bilddaten auch einem Senden von Bauaufgabenzuständen entsprechen, da die erfassten Bilddaten jeweils der Erledigung eines Teils der zu erledigenden Inspektionsaufgabe entsprechen.
Es versteht sich, dass die Positionen und / oder Lagen der beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6 und / oder deren jeweiliger Bildsensoren 38, beispielsweise durch Fahren mit dem Fahrwerk 12 (Fig. 1) und / oder Verstellen des Manipulators 18 (Fig. 1) verändert werden können, beispielsweise um zu inspizierende Bereiche der Baustelle 114 in eines der Sichtfelder wenigstens eines der beteiligten Bauroboter 10.4, 10.5 und / oder 10.6 zu bringen.
Auch ist das Ausführungsbeispiel nicht auf die drei Bauroboter 10.4, 10.5 und 10.6 beschränkt. Insbesondere kann das Baurobotersystem 100 lediglich zwei Bauroboter aufweisen; es kann alternativ auch mehr als drei Bauroboter aufweisen.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Baurobotersystem 100, das, soweit nicht anders beschrieben, dem in Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Baurobotersystem 100 entspricht.
Es weist drei Bauroboter 10.7, 10.8 und 10.9 auf, die soweit im Folgenden nicht anders beschrieben den Baurobotern 10.1 , 10.2 beziehungsweise 10.3 gemäß Fig. 2 entsprechen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Baurobotersystem 100 soweit nicht anders beschrieben auch dem Baurobotersystem 100 und insbesondere mit seinen Baurobotern 10.1 , 10.2 und 10.3 gemäß Fig. 2 entsprechen.
Fig. 7 zeigt kein globales Bauaufgabenverwaltungssystem 102 sowie keine Rechnereinheit 104 als auch keine globale Bauaufgabenliste 106. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Baurobotersystem 100 jedoch wiederum analog zu den Ausführungsbeispielen in Bezug auf Fig. 6 wenigstens eines dieser Elemente 102, 104, 106, insbesondere das globale Bauverwaltungssystem 102 mit der globalen Bauaufgabenliste 106, beispielsweise analog zu den in Bezug auf Fig. 2, Fig. 3 oder Fig. 4 beschriebenen Ausführungsformen, umfassen.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel soll ein erstes Bauelement 118, beispielsweise ein plattenförmiges Bauelement wie beispielsweise eine Abdeckplatte, an einem zweiten Bauelement 120, beispielsweise einem Deckenelement, insbesondere einer Betondecke, fixiert werden.
Dazu ist das erste Bauelement 118 von wenigstens einem der Bauroboter 10.7, 10.8 und / oder 10.9, hier beispielsweise von den beiden Baurobotern 10.7 und 10.8, an eine Montageposition an dem zweiten Bauelement 120 zu verbringen und an dieser Montageposition zu halten. Wenigstens ein anderer der Bauroboter 10.7, 10.8 und / oder 10.9, hier beispielsweise der Bauroboter 10.9, setzt dann zur Fixierung des ersten Bauelements 118 am zweiten Bauelement 120 ein Fixierelement, beispielsweise ein Nagel, der mithilfe eines Direktsetzgeräts gesetzt wird.
Dieses Ausführungsbeispiel stellt somit die Erledigung einer Bauaufgabe beispielhaft für ein allgemeines Ausführungsbeispiel dar, bei denen wenigstens zwei Bauroboter jeweils unterschiedliche Teilaufgaben, hier Verbringen und Halten des ersten Bauelements 118 sowie Fixieren des ersten Bauelements, übernehmen.
Dazu sind an den Endeffektoren 20 (Fig. 1) der zwei Bauroboter 10.7 und 10.8 Greifwerkzeuge 40 angeordnet. Die Greifwerkzeuge 40 können einen Greifabschnitt zum Greifen des ersten Bauelements 118 aufweisen. Der Greifabschnitt kann wenigstens eine Saugvorrichtung aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann er auch wenigstens eine Greifzange aufweisen.
Um das erste Bauelement 118 an die Montageposition zu verbringen und dort zu halten, greifen die beiden Bauroboter 10.7 und 10.8 mithilfe ihrer Greifwerkzeuge 40 das erste Bauelement 118. Danach bewegen sie ihre Manipulatoren 18 (Fig. 1) synchron derart, dass das erste Bauelement 118 die gewünschte Montageposition erreicht und an dieser Montageposition verbleibt.
Zur Synchronisierung sendet beispielsweise der Bauroboter 10.7 dem Bauroboter 10.8 jeweils Zustandsdaten von sich selbst, beispielsweise nächste von seinem Greifwerkzeug 40 zu erreichende Positions- und/oder Lagedaten. Im Hinblick auf die zu erledigende (Teil- )Bauaufgabe des Verbringens des ersten Bauelements 118 an die Montageposition entsprechen somit diese Positions- und Lagedaten einem Bauaufgabenzustand. Beispielsweise kann ein Erreichen und Ruhen an der Montageposition einer vollständigen Erledigung entsprechen.
Der Bauroboter 10.8 bewegt dann sein Greifwerkzeug 40 entsprechend der empfangenen Positions- und Lagedaten und vorzugsweise unter Berücksichtigung von Eigenschaften des ersten Bauelements 118 und / oder des zweiten Bauelements 120, beispielsweise zu Positionen, an denen das erste Bauelement 118 vom Bauroboter 10.8 zu greifen und / oder wohin das erste Bauelement 118 vom Bauroboter 10.8 zu bewegen ist.
Nach Erreichen der Montageposition senden die Bauroboter 10.7 und 10.8 über ihre Datenverbindungen V7 und / oder V8 dem Bauroboter 10.9 als Bauaufgabenzustand ein Erledigt-Signal. Daraufhin bewegt sich der Bauroboter 10.9 nacheinander zu allen Positionen, an denen Fixierelemente mithilfe seines Direktsetzgeräts 42, insbesondere zur Befestigung des ersten Bauelements 118 am zweiten Bauelement 120, zu setzen sind und setzt entsprechend die jeweiligen Fixierelemente, beispielsweise Nägel.
Der Bauroboter 10.9 ist in diesem Ausführungsbeispiel als unbemanntes Flugobjekt, insbesondere als Multicopter, ausgebildet. In alternativen Ausführungsbeispielen können die Bauroboter 10.7, 10.8, 10.9 auch andere Bauformen, insbesondere andere mobile Plattformen, als in Fig. 7 dargestellt, aufweisen. Die Wahl der mobilen Plattform kann zum Beispiel von maximal aufzubringenden Kräften, der Stabilität, der Flexibilität, der erreichbaren Geschwindigkeiten, oder ähnlicher Parameter abhängen.
Bezugszeichenliste
10, 10.1 , 10.2, 10.3,
10.4, 10.5, 10.6 Bauroboter
12 Fahrwerk
14 Gehäuse
16 Steuerraum
18 Manipulator
20 Endeffektor
22 Bohrwerkzeugmaschine
24 Staubabsaugungsvorrichtung
26 Rechnereinheit
28 Speichereinheit
29 internes Bauaufgabenverwaltungssystem
30 interne Bauaufgabenliste
32 Kommunikationsschnittstelle
34 Anzeigeeinheit
36 Positionsdetektionseinheit
38 Bildsensor
40 Greifwerkzeug
42 Direktsetzwerkzeug
100 Baurobotersystem
102 globales Bauaufgabenverwaltungssystem
104 Rechnereinheit
106 globale Bauaufgabenliste
108 Mobiltelefon
110 Relaisstation
112 Speichereinheit
114 Baustelle
116 Bauelement
118 erstes Bauelement
120 zweites Bauelement
200 Verfahren
210 Vorbereitungsschritt
212 Verteilungsschritt 214 Ausführungsschritt
216 Aktualisierungsschritt
218 Abschlussschritt
V1 , V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 Datenverbindung

Claims

26 Patentansprüche
1. Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) zur Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle (114), insbesondere einer Hochbau- und / oder einer Tiefbau-Baustelle, umfassend
- wenigstens einen Manipulator (18) zur Ausführung einer Bauaufgabe,
- ein internes Bauaufgabenverwaltungssystem (29), das eingerichtet ist, eine interne Bauaufgabenliste (30) des Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) abrufbar zu speichern, wobei die interne Bauaufgabenliste (30) ein oder mehrere vom Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) auf der Baustelle (114) auszuführende Bauaufgaben umfasst, und
- eine Kommunikationsschnittstelle (32) zur Kommunikation mit einem externen Bauaufgabenverwaltungssystem, wobei das externe Bauaufgabenverwaltungssystem eingerichtet ist, eine externe Bauaufgabenliste abrufbar zu speichern, wobei die externe Bauaufgabenliste ein oder mehrere auf der Baustelle (114) auszuführende Bauaufgaben umfasst, wobei der Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) eingerichtet ist, über die Kommunikationsschnittstelle (32) wenigstens eine Bauaufgabe und / oder einen Bauaufgabenzustand einer Bauaufgabe der internen Bauaufgabenliste (30) an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem zu senden.
2. Bauroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle (32) zur Datenübertragung mittels einer tragbaren Speichereinheit (112) eingerichtet ist.
3. Bauroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) eine Positionsdetektionseinheit (36) zur Bestimmung seiner Position und / oder seiner Lage, insbesondere einer Position und / oder einer Lage seines Manipulators (18), aufweist.
4. Bauroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) eingerichtet ist, wenigstens ein Messdatum, insbesondere wenigstens eine Position und / oder eine Lage, insbesondere seiner selbst und / oder seines Manipulators (18) und / oder eines anderen Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) und / oder eines anderen Manipulators (18), zu senden. Bauroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) eingerichtet ist, das Messdatum an einen anderen Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) zu senden. Baurobotersystem (100) zur Ausführung von Bauaufgaben auf einer Baustelle, umfassend einen ersten Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein externes Bauaufgabenverwaltungssystem, das eingerichtet ist, eine externe Bauaufgabenliste abrufbar zu speichern, wobei die externe Bauaufgabenliste ein oder mehrere auszuführende Bauaufgaben umfasst, und wobei der erste Bauroboter (10, 10.1 , 10.2,
10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) eingerichtet ist, über seine Kommunikationsschnittstelle (32) mit dem externen Bauaufgabenverwaltungssystem zu kommunizieren. Baurobotersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Bauaufgabenverwaltungssystem ein globales Bauaufgabenverwaltungssystem (102) umfasst, das eingerichtet ist, eine globale Bauaufgabenliste (106) abrufbar zu speichern, wobei die globale Bauaufgabenliste (106) ein oder mehrere auf der Baustelle auszuführende Bauaufgaben umfasst. Baurobotersystem nach einem der Ansprüche 6 oder 7, umfassend wenigstens einen zweiten Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.
5, 10.
6, 10.
7, 10.
8, 10.
9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das externe Bauaufgabenverwaltungssystem das interne Bauaufgabenverwaltungssystem (29) des zweiten Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3,
10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) umfasst. Baurobotersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) eingerichtet ist, dem zweiten Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) und / oder dem globalen Bauaufgabenverwaltungssystem (102) über seine Kommunikationsschnittstelle (32) wenigstens eine Bauaufgabe und / oder wenigstens einen Bauaufgabenzustand zu senden. 10. Baurobotersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Baurobotersystem (100) eine Relaisstation (110) zur Übermittlung wenigstens einer Bauaufgabe und / oder wenigstens eines Bauaufgabenzustands umfasst.
11. Baurobotersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Baurobotersystem (100) eingerichtet ist, dass eine Bauaufgabe durch wenigstens zwei der Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) erledigt wird.
12. Baurobotersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) dem zweiten Bauroboter (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) wenigstens einen Bauaufgabenzustand sendet.
13. Verfahren (200) zur Steuerung wenigstens eines Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) eines Baurobotersystems (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bauaufgabe und / oder ein Bauaufgabenzustand der internen Bauaufgabenliste (30) des Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9 ) an das externe Bauaufgabenverwaltungssystem gesandt wird.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bauaufgabe und / oder ein Bauaufgabenzustand der internen Bauaufgabenliste (30) eines ersten Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) an das interne Bauaufgabenverwaltungssystem (29) eines zweiten Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) gesandt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bauaufgabe und / oder ein Bauaufgabenzustand der internen Bauaufgabenliste (30) des ersten Bauroboters (10, 10.1 , 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.8, 10.9) an das globale Bauaufgabenverwaltungssystem (102) gesandt wird.
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