RU177441U1

RU177441U1 - BUILDING ROBOT

Info

Publication number: RU177441U1
Application number: RU2017111333U
Authority: RU
Inventors: Лариса Александровна Рыбак; Марина Борисовна Бородина; Борис Андреевич Шевченко
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2018-02-21

Abstract

Полезная модель относится к роботостроению, а именно к портальным роботам преимущественно для плановой застройки территорий малоэтажными домами. Задачей полезной модели является повышение качества строительных работ за счет повышения точности позиционирования экструдера. Строительный робот включает систему управления 13, закрепленную на козловой системе с установленной на ней основной платформой 4 с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскости, с которой соединена с возможностью вертикального перемещения дополнительная платформа 5 с экструдером 9. Предложенное решение имеет модуль точных перемещений 7, жестко закрепленный на дополнительной платформе 5. Модуль точных перемещений может быть выполнен в виде механизма параллельной структуры, так как эти механизмы позволяют реализовать практически любую траекторию перемещения экструдера. Механизм параллельной структуры целесообразно выполнить в виде гексапода, так как исследования показали, что среди механизмов параллельной структуры он обладает наибольшей точностью позиционирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to robotics, namely to portal robots mainly for the planned development of territories by low-rise buildings. The objective of the utility model is to improve the quality of construction work by increasing the accuracy of the positioning of the extruder. The construction robot includes a control system 13 mounted on a gantry system with a main platform 4 mounted on it with the possibility of movement in the horizontal and vertical plane, with which the additional platform 5 is connected with the possibility of vertical movement with an extruder 9. The proposed solution has an exact movement module 7, rigidly fixed on an additional platform 5. The module of precise movements can be made in the form of a parallel structure mechanism, since these mechanisms allow realizing l almost any trajectory of the extruder. The parallel structure mechanism is expediently performed in the form of a hexapod, since studies have shown that among the parallel structure mechanisms it has the highest positioning accuracy. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к роботостроению, а именно к портальным роботам преимущественно для плановой застройки территорий малоэтажными домами.The utility model relates to robotics, namely to portal robots mainly for the planned development of territories by low-rise buildings.

Известны строительные роботы [патенты РФ на изобретение №2001221 С1 от 1992 г., №2080243 С1 от 1992 г., №2022770 С1 от 1988 г., заявки США №20100025349 А1 от 2006 г., №20150030712 А1 от 2014 г., заявка Германии №20130004610 А1 от 2011 г. и другие], включающие рельсовые пути, платформу, козловую систему перемещения платформы в горизонтальной и вертикальной плоскости, рабочий инструмент (экструдер или сварочный аппарат) и систему управления.Construction robots are known [RF patents for invention No. 2001221 C1 from 1992, No. 2080243 C1 from 1992, No. 2022770 C1 from 1988, US applications No.20102525349 A1 from 2006, No. 201550030712 A1 from 2014, German application No. 20130004610 A1 of 2011 and others], including rail tracks, a platform, a gantry system for moving the platform in horizontal and vertical planes, a working tool (extruder or welding machine) and a control system.

За прототип выбран строительный робот [патент США на изобретение №7641461 В2 от 21.01.2003 г., Е04В, В29С 67/00], содержащий рельсовые пути, основную платформу, козловую систему перемещения основной платформы в горизонтальной и вертикальной плоскости, дополнительную платформу с экструдером, связанную с основной платформой с возможностью вертикального перемещения, систему приготовления и подачи рабочей строительной смеси в экструдер, систему управления.For the prototype, a construction robot was selected [US patent for the invention No. 7641461 B2 dated 01/21/2003, Е04В, В29С 67/00], containing rail tracks, a main platform, a gantry system for moving the main platform in horizontal and vertical plane, an additional platform with an extruder associated with the main platform with the possibility of vertical movement, a system for preparing and supplying the working building mixture to the extruder, control system.

К недостаткам прототипа относится сложность позиционирования экструдера в горизонтальной плоскости, так как приводы перемещений козловой системы и платформы не могут обеспечить высокой точности перемещения экструдера, что может привести к браку при строительстве.The disadvantages of the prototype include the difficulty of positioning the extruder in the horizontal plane, since the movement drives of the gantry system and the platform cannot provide high accuracy of the movement of the extruder, which can lead to marriage during construction.

Задачей полезной модели является повышение качества строительных работ за счет повышения точности позиционирования экструдера.The objective of the utility model is to improve the quality of construction work by increasing the accuracy of the positioning of the extruder.

Это достигается тем, что строительный робот, содержащий козловую систему, на которой установлены система управления, основная платформа с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскости, с которой соединена с возможностью вертикального перемещения дополнительная платформа с экструдером, и система приготовления и подачи рабочей строительной смеси в соединенный с ней экструдер, содержит механизм параллельной структуры, жестко закрепленный на дополнительной платформе, при этом экструдер закреплен на рабочей площадке механизма параллельной структуры.This is achieved by the fact that the construction robot containing the gantry system on which the control system is installed, the main platform with the ability to move in horizontal and vertical plane, with which the additional platform with the extruder is connected with the possibility of vertical movement, and the system for preparing and supplying the working building mixture in the extruder connected to it contains a parallel structure mechanism rigidly fixed to an additional platform, while the extruder is fixed to the working platform e mechanism of parallel structure.

Механизм параллельной структуры целесообразно выполнить в виде гексапода, так как исследования показали, что среди механизмов параллельной структуры он обладает наибольшей точностью позиционирования.The parallel structure mechanism is expediently performed in the form of a hexapod, since studies have shown that among the parallel structure mechanisms it has the highest positioning accuracy.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема строительного робота, а на фиг. 2 - узел гексапода.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a construction robot, and FIG. 2 - node hexapod.

Строительный робот содержит козловую систему, которая состоит из двух стоек 1, установленных на рельсовых путях 2 с возможностью перемещения при помощи соответствующих приводов (не указаны). Стойки козловой системы соединены в верхней части направляющей 3 с возможностью ее вертикального перемещения. На направляющей 3 установлена основная платформа 4 с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскости по направляющей 3 за счет соответствующего привода (не указан).The construction robot contains a gantry system, which consists of two racks 1 mounted on rail tracks 2 with the possibility of movement using appropriate drives (not specified). Racks of the gantry system are connected in the upper part of the guide 3 with the possibility of its vertical movement. On the guide 3, the main platform 4 is installed with the possibility of moving in the horizontal and vertical plane along the guide 3 due to the corresponding drive (not specified).

Дополнительная платформа 5 соединена, например, стойкой 6 с основной платформой 4 с возможностью ее вертикального перемещения. На дополнительной платформе 5 жестко закреплен, например, болтами модуль точных перемещений 7, который выполнен в виде механизма параллельной структуры, например гексапода, на рабочей площадке 8 которого закреплен экструдер 9.The additional platform 5 is connected, for example, by a rack 6 with the main platform 4 with the possibility of its vertical movement. On an additional platform 5, for example, an exact displacement module 7 is rigidly fixed with bolts, which is made in the form of a parallel structure mechanism, for example, a hexapod, on the working platform 8 of which an extruder 9 is fixed.

На направляющей козловой системе также закреплена система 10 приготовления и подачи рабочей строительной смеси, соединенная с экструдером 9 гибким шлангом 11, который предохраняет от перегибания система 12. На одной из стоек козловой системы закреплена, например, сваркой система управления 13.A system 10 for preparing and supplying a working building mixture is also attached to the gantry guide system, connected to the extruder 9 by a flexible hose 11, which prevents the system 12 from bending. A control system 13 is fastened, for example, by welding.

Система управления 13 обеспечивает слаженную работу всех приводов, основных и вспомогательных механизмов строительного робота по заданной программе.The control system 13 ensures the coordinated operation of all drives, the main and auxiliary mechanisms of the construction robot according to a given program.

Перед установкой строительного робота на площадке выполняют подготовительные работы: планировку поверхности земли на месте будущего дома, роют траншею под фундамент, укладывают рельсовые пути 2, на которых монтируются стойки 1, направляющая 3, основная платформа 4, дополнительная платформа 5, стойка 6, модуль точных перемещений 7 (например, гексапод), на рабочей площадке 8 которого закреплен экструдер 9, устанавливаются реперные знаки.Before installing the construction robot on the site, preparatory work is performed: planning the earth's surface at the place of the future home, dig a trench under the foundation, lay rail tracks 2 on which racks 1, guide 3, main platform 4, additional platform 5, rack 6, precision module are mounted movements 7 (for example, hexapods), on the working platform 8 of which the extruder 9 is fixed, reference signs are installed.

Строительный робот работает следующим образом.Construction robot works as follows.

Включается система 10 приготовления и подачи рабочей строительной смеси, которая насосом по гибкому шлангу 11, расположенному в системе 12, предохраняющей от перегибания, подается в экструдер 9. По заданной программе робот начитает строить фундамент первого дома, укладывая послойно рабочую смесь (метод торкретирования).The system 10 for preparing and supplying the working building mixture is turned on, which is pumped to the extruder 9 through a flexible hose 11 located in the bending protection system 12. According to the given program, the robot starts building the foundation of the first house, laying the working mixture in layers (gunning method).

Система управления 13 по реперным знакам определяет точное положение дополнительной платформы 5. Приводы портальной системы смещают основную платформу 4 в начальное положение. Система управления оценивает погрешность приводов перемещения дополнительной платформы 5 по координатным осям X, Y и Z и, при помощи приводов гексапода 7, компенсирует погрешности. Это обеспечивает высокое качество строительных работ за счет повышения точности позиционирования экструдера.The control system 13 by reference marks determines the exact position of the additional platform 5. The drives of the portal system shift the main platform 4 to the initial position. The control system estimates the error of the actuators moving the additional platform 5 along the coordinate axes X, Y and Z and, using the drives of the hexapod 7, compensates for the errors. This ensures high quality construction work by improving the accuracy of the positioning of the extruder.

По окончании строительства фундамента первого дома робот перемещается по рельсовым путям 2 на место строительства второго дома и строит там фундамент.Upon completion of the construction of the foundation of the first house, the robot moves along the tracks 2 to the construction site of the second house and builds the foundation there.

На месте первого дома выполняется планировка земли внутри и вне дома. Строительный робот возвращается на место первого дома, уточняет свое положение и по заданной программе начинает заливать пол, строить наружные стены и перегородки дома.On the site of the first house, land planning is performed inside and outside the house. The construction robot returns to the place of the first house, clarifies its position and, according to a given program, begins to fill the floor, build the exterior walls and partitions of the house.

В процессе строительства, по сигналу системы управления, в стены и перегородки закладываются коробки окон и дверей.During the construction process, at the signal of the control system, windows and doors are laid in the walls and partitions.

Закончив строительство стен и перегородок, строительный робот перемещается по рельсовым путям 2 на место строительства второго дома и строит там стены и перегородки.Having finished the construction of walls and partitions, the construction robot moves along rail tracks 2 to the construction site of the second house and builds walls and partitions there.

На первом доме, применяя обычную механизацию, выполняется отделка, укладывается перекрытие и возводится крыша дома.On the first house, using conventional mechanization, finishing is done, the floor is laid and the roof of the house is erected.

Высокая точность позиционирования экструдера, обеспеченная работой модуля точных перемещений (например, гексапода), обеспечивает высокое качество строительства, что позволяет максимально снизить объем вспомогательных работ при отделке дома.The high accuracy of the positioning of the extruder, provided by the work of the module of precise movements (for example, hexapod), ensures high quality construction, which allows to minimize the amount of auxiliary work during home decoration.

Строительный робот позволяет в автоматическом режиме выполнять около 70% наиболее трудоемких работ при строительстве серии малоэтажных домов.A construction robot allows you to automatically perform about 70% of the most time-consuming work in the construction of a series of low-rise buildings.

Claims

1. A construction robot comprising a gantry system on which a control system is installed, a main platform with the ability to move in a horizontal and vertical plane, with which an additional platform with an extruder is connected with the possibility of vertical movement, and a system for preparing and supplying a working building mixture in connected with it an extruder, characterized in that it contains a parallel structure mechanism, rigidly fixed to an additional platform, while the extruder is mounted on a working area ke parallel structure mechanism.

2. The construction robot according to claim 1, characterized in that the parallel structure mechanism is made in the form of a hexapod.