WO2022231457A1 - Способ монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии - Google Patents

Способ монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии Download PDF

Info

Publication number
WO2022231457A1
WO2022231457A1 PCT/RU2021/000186 RU2021000186W WO2022231457A1 WO 2022231457 A1 WO2022231457 A1 WO 2022231457A1 RU 2021000186 W RU2021000186 W RU 2021000186W WO 2022231457 A1 WO2022231457 A1 WO 2022231457A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
manipulator
power
frame
jack
load
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000186
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Андреевич БРЫЗГАЛОВ
Сергей Владимирович СОЛОБОЕВ
Григорий Николаевич ОШИХМИН
Аркадий Александрович ЛУКЬЯНОВ
Дмитрий Игоревич СЕЛЕМЕНЕВ
Александр Владимирович ИСУПОВ
Александр Николаевич ХУТОРНЕНКО
Михаил Викторович КУЛИКОВ
Руслан Евгеньевич Соколов
Константин Александрович ЛАЗАРЕВ
Александр Сергеевич БАЧУРИН
Антон Васильевич КУЗЬМИН
Константин Леонидович ВОЛЬНЫХ
Илья Сергеевич ГАРШИН
Олег Анатольевич КУВАЕВ
Кирилл Андреевич ИВАНОВ
Степан Андреевич СОЛОГУБ
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро"
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 Публичное акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро" filed Critical Публичное акционерное общество "Федеральная гидрогенерирующая компания - РусГидро"
Publication of WO2022231457A1 publication Critical patent/WO2022231457A1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/20—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stonelike material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/14—Conveying or assembling building elements

Definitions

  • the invention relates to a set of devices used in construction, and a method for its implementation, including with the possibility of automated installation.
  • it refers to systems for automated installation of the load-bearing structure of a gravitational energy storage device.
  • Gravity energy storage systems use elevation changes (gravitational field) to store energy.
  • weights - liquid or solid weights - move upward against gravity when energy is accumulated (accumulation) (the system is charging) and weights return downward to their initial position when energy is generated (the system is discharged).
  • Systems that store energy with a strictly vertical movement of loads are known to be the most efficient in terms of efficiency and minimization of footprint.
  • a system for storing electrical energy RU 2699855 which includes at least one energy cell.
  • the energy cell contains a plurality of weights, a carriage, a trolley, a rope and a main drive.
  • the system is configured to vertical movement of loads and securing loads in the energy cell either in the upper position or in the lower position.
  • the system is charged by moving at least one of the plurality of weights from the bottom position to the top position.
  • the system is discharged when at least one of the plurality of weights is moved from an up position to a down position.
  • This invention also describes a method for storing electrical energy.
  • a necessary condition for the operation of gravitational energy storage systems that store energy using the vertical movement of goods is the ability to store goods in at least two positions: in the lower position with a minimum of potential energy and in the upper position with a maximum of potential energy.
  • the functioning of gravitational energy storage systems implies the presence of a natural or artificially created height difference.
  • the characteristic energy capacity of industrial energy storage systems is up to tens of gigawatt-hours.
  • the height and horizontal dimensions (diameter) of such a system can reach several hundred meters, which imposes special requirements on its load-bearing structure.
  • the supporting structure of the gravitational energy storage system includes a power frame (power structure), withstanding vertical (compressive) load from loads.
  • the power structure of the gravity energy storage system in which the weights move vertically, also allows free vertical movement of the weights for energy storage, in other words, this means that there are no continuous horizontal overlaps in the power structure of such gravity energy storage systems.
  • the supporting structure of the gravitational energy storage system includes a power frame and an external fencing.
  • the power frame includes an upper frame, a plurality of modules, each of which consists of a plurality of columns and ties. At least one connection from a plurality of connections is rigidly attached to at least one of the columns.
  • the outer fence can be made in the form of a rigid structure located at a short distance from the load-bearing frame. The supporting structure allows you to create a height difference between the upper and lower position of the loads, sufficient for energy storage.
  • the load-bearing frame of this design does not have continuous horizontal overlaps and provides unhindered vertical movement of goods.
  • a temporary system for building automation and a construction method based on it is known from the publication JV°KR100980806B 1 (application: KR2008006261 10A, publication date: 09/10/2010, IPC: B66C23/208; B66C23/26; B66C2700/012) , allowing the implementation of automated construction using robotic means.
  • the temporary automated erection system in accordance with this invention relies on a central part (core) of the building previously constructed using a tower crane, while the tower crane is located in the center of the core and is used in conjunction with the temporary automated erection system, as well as for dismantling the temporary system after construction is completed. .
  • a plurality of vertical rails are placed on which the support frame of the temporary system is placed.
  • Horizontal rails are attached to the support frame, along which construction robots can move, placing elements of the load-bearing structure in the design position.
  • Construction robots are configured in such a way that they can be freely moved to any corner of the part of the building under construction.
  • a building project is preliminarily formed, in accordance with which a sequence of actions and location coordinates for each building block, reinforcing tape and binder composition are formed in a computer program.
  • blocks, binder composition, reinforcing tapes are brought to the construction site, placed on the site in places corresponding to the algorithm of the computer program embedded in the control module.
  • building blocks, a binder composition and reinforcing tapes are prepared by a robotic complex located on rails and fed to a conveyor trolley with a height-adjustable platform, which is moved by an electric drive on rails that are placed along other rails laid on both sides of the building under construction.
  • a beam crane is moved along other rails, the beam of which is moved upwards as the walls grow, and a trolley with two robotic manipulators is moved along the beam, one of which lubricates the adjacent surfaces of the blocks through a nozzle with a binder, and the second captures the prepared blocks and reinforcing tapes from the trolley and lays them in the walls and partitions of the building.
  • the manipulators are controlled, they are moved along the beam, the crane-beam is moved along the rails, the beam is moved up and down, the trolleys are moved, the binder composition, blocks and reinforcing strips are prepared, they are fed to the trolley manipulator by electric drives according to the algorithm of the computer program embedded in the control module .
  • the main disadvantage of this method is the limitation of the horizontal dimensions of the building by the length of the beam, approximately equal to the distance between the rails located on two sides of the building under construction.
  • a known method for the construction of jack-up structures in which buildings are erected from top to bottom from the publication of the application for a patent for the invention N ° CN1155029A (application: CN96119160A, publication date: 07/23/1997, IPC: E04B1 / 3511), consisting in the use as supporting columns of hollow steel columns, inside which jacks can be placed. Each floor is mounted at the bottom, then the entire building is raised with the help of jacks so that a space is formed for the installation of the next floor at ground level.
  • the method allows to reduce the construction time, improve the safety of work, and can be used for the construction of high-rise structures, columnless buildings of a large area, large-span bridges, etc. lifting, a significant deviation of the center of gravity of the building horizontally can occur, overturning and destruction of the building can occur.
  • Another drawback is that the method does not involve the rejection of manual labor in the assembly of floors, which does not exclude the risk of errors.
  • the erected power structure of the gravitational energy storage is a frame of columns and ties that do not have horizontal overlaps, thereby the power structure provides the possibility of unhindered vertical movement of goods.
  • the technical result of the claimed invention is the possibility of automated installation of the power structure of the gravitational energy storage device with minimization of human participation in the process of installation work inside the contour of the structure under construction.
  • the complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage device includes at least one manipulator-jack, a manipulator-installer and a manipulator-lifter placed on the power frame of the power structure.
  • the manipulator-jack includes a cruciform support frame, a lifting mechanism and a shift mechanism to provide the possibility of both vertical lifting of the power frame and its horizontal positioning in two mutually perpendicular directions.
  • Manipulator-installer is designed for installation of elements of load-bearing structure on a new tier directly below the load frame, and includes a chassis for moving horizontally along the load frame.
  • manipulator-transporter is designed to move around the construction site at the lower level and ensure the delivery of load-bearing structure elements from the warehouse to the lifting area by the manipulator-lifter.
  • Manipulator-elevator is designed for vertical delivery of elements of load-bearing structure from manipulator-transporter to manipulator-installer and includes a rope for lifting elements of load-bearing structure and at least one drum for winding the rope, a chassis for horizontal movement along the power frame.
  • the elements of the load-bearing structure are moved by a manipulator-transporter and a manipulator-elevator using at least two transport-handling containers.
  • the lift mechanism and the shift mechanism may include a system of hydraulic cylinders.
  • the manipulator-erector may be configured to move horizontally along the upper force frame along the force frame guides, and may include sensors for positioning elements of the force structure.
  • the power supply of the manipulator-elevator, the manipulator-installer and the manipulator-jack is implemented using a wired connection to a power source.
  • power sources can be placed at the level of the power frame.
  • the implementation of the power supply of the manipulator-transporter is autonomous.
  • a rechargeable battery can serve as an autonomous power source.
  • at least one manipulator contains a device for receiving and transmitting data.
  • At least one manipulator contains a vision system.
  • At least one manipulator contains a block of an automated control system.
  • the technical result is achieved using the method of automated installation of the load-bearing structure of the gravitational energy storage device using an automated installation complex, including the following sequence of actions: the first tier of the load-bearing structure is installed with the load-bearing frame installed on the first tier using standard construction tools.
  • At least one manipulator-jack, a manipulator-installer and a manipulator-lift are placed on the power frame, then the power frame is lifted by the manipulator-jack to a height sufficient to install a new tier of the power frame between the existing tier and the power frame.
  • the columns of the load-bearing frame are delivered from the warehouse to the lifting zone, and with the help of a manipulator-lift they are raised to the installation level.
  • a new tier of the structure is formed directly under the power frame, setting each column to the design position with the help of a manipulator-installer, while the manipulator-elevator moves along the power frame of the power structure so that the columns are lifted next to the already mounted section.
  • the power frame is moved in two horizontal coordinates to ensure the verticality of each row of columns.
  • manipulator-transporter With the help of a manipulator-transporter, they are delivered from the warehouse of the load-bearing frame ties to the lifting zone and lift them to the installation level with the help of a manipulator-lifter. Establish each connection in design position with the help of a manipulator-mounter, fixing each column in the design position and completing the formation of a new tier of the power structure, then transfer the weight of the power frame from the manipulator-jack to the installed tier of columns with the help of a manipulator-jack. At the same time, the manipulator-elevator moves along the load-bearing frame of the load-bearing structure so that the lifting of the ties is carried out next to the already mounted section.
  • the weight of the manipulator-jack is transferred to the power frame and then the cruciform support frame of the manipulator-jack is moved one tier higher with the help of the manipulator-jack. Operations for lifting the power frame and forming a new tier of the power structure are repeated the required number of times.
  • the figure 1 shows a complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage device.
  • FIG. 1 adopted the following designations:
  • Figure 2 shows a complex for automated installation of the power structure of a gravitational energy storage device with a manipulator-installer and a manipulator-jack.
  • FIG. 2 the following designations are adopted:
  • Figure 3 shows the jack in the starting position.
  • FIG. 3 adopted the following designations:
  • Figure 4 shows a jack manipulator that has lifted a power frame to mount a new structural tier.
  • FIG. 4 adopted the following designations:
  • Figure 4a shows a cruciform support frame for a jack.
  • FIG. 4a the following designations are adopted:
  • the figure 5 shows a manipulator-installer that provides all the technological movements and operations necessary for the direct installation of structural elements of the power structure of the gravitational energy storage device.
  • FIG. 5 adopted the following designations:
  • the figure 6 shows a manipulator-lifter with two drums designed to deliver the building components of the prefabricated power structure of the gravitational energy storage - bearing columns and connections between them, from the level of operation of the manipulator-transporter to the level of operation of the manipulator-installer.
  • FIG. 6 adopted the following designations:
  • Figure 7 depicts a single drum hoist.
  • FIG 8 shows a side view of the manipulator-elevator, lifting the transport-transfer container with the column.
  • FIG. 8 adopted the following designations:
  • Figure 9 shows a manipulator-transporter that transports a transport-transfer container with a column.
  • FIG. 9 the following designations are adopted:
  • FIG. 10 shows the power structure of the gravitational energy storage with power frame.
  • FIG. 10 the following designations are adopted:
  • FIG 11 shows a block diagram of the implementation of the method for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage device.
  • FIG. 11 the following designations are adopted:
  • the figure 1 shows a complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage device 500 (Fig. 1, 2).
  • the installation of the power structure of the gravitational energy storage 600 (Fig. 10) is carried out using manipulators: manipulators-jacks 200 (Fig. 1, 6, 3, 4, 4a), manipulators-installers 300 (Fig. 1, 2, 5), manipulators -lifts 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) and manipulators-transporters 400 (Fig. 1, 9).
  • manipulator-jack 200 (Fig. 1, 6, 3, 4, 4a) ensures the lifting of the power frame 710 (Fig.
  • the manipulator-installer 300 performs installation and installation of load-bearing structure elements: carrier frame 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and connection 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10), moving horizontally along the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), along the guide 770 (Fig. 1, 2, 5), manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) ensures the delivery of elements of the power structure 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) and 740 (1, 2, 3, 4, 5, 10) to the manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5), moving horizontally along the upper power frame 710 (Fig.
  • bearing frame 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5 , 8, 10) and connections 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10)
  • the figure 2 shows a complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage 500 (Fig. 1, 2), in which the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) lifted the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) of the load-bearing structure above the installation level, and the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) installs the column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) to the design position.
  • the figure 3 shows the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4,
  • FIG. 1 The manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) is shown in figure 3 in the starting position: installation of the previous level of the power frame, consisting of columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and connections 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) is completed, the Manipulator Jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) has moved the cruciform support frame 250 (Fig. 3, 4, 4a) on the supporting sections 750 (Fig.
  • Manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) includes the following components: Shift mechanism 210 (Fig. 4), vertical guides 230 (Fig. 3, 4), automated control system unit (ACS) manipulator-jack 220 (Fig. 4), lifting mechanism 240 (Fig. 3, 4), cruciform support frame 250 (Fig. 3, 4, 4a). shift mechanisms 210 (Fig. 4), lift 230 (Fig. 3, 4) can be implemented, for example, using a system of hydraulic cylinders.
  • the cruciform support frame 250 may have hydraulically retractable and retractable support legs, with in this case, the support legs of the cruciform support frame 250 (Fig. 3, 4, 4a) of the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) capture the column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5 , 8, 10) in the support sections 750 of the column (Fig. 3, 4)
  • the figure 4 shows the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) in the position of holding the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) at the top level above the installation level, providing the possibility of installing elements of a new level of the power frame between the already erected level and the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) using the shift mechanism 210 (Fig. 4) and cruciform support frame 250 (Fig. 3, 4, 4a) provides the necessary two-coordinate horizontal movement of the raised power frame 710 (Fig.
  • the figure 5 shows the design of the erector manipulator 300 (Fig. 1, 2, 5), which is designed to automate the installation of load-bearing columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and connections (horizontal and inclined) 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) between them.
  • the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) captures the elements of the load-bearing structure, for example, from TPK 720 (Fig. 8, 9), its delivery to the installation site, correct positioning at the installation site and subsequent fixation. It consists of nodes: block ACS 350 (Fig. 5); providing control of the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5), the movable chassis 310 (Fig.
  • the figure 6 shows the manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8), designed to deliver elements of the power structure: columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10 ) and connections 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10), the power structure of the gravitational energy storage device 500 (Fig. 1, 2), from the level of operation of the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) to the level work of the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5).
  • the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) captures the equipped transport-handling container (TPK) 720 (Fig. 8, 9) at the point of delivery by its manipulator-transporter 400 (Fig.
  • the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) lifts the TPK 720 (Fig. 8-9) to the level of operation of the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5).
  • the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) includes a frame 150 (Fig. 6, 7, 8) - a platform on which all nodes are mounted, at least one drum 110 (Fig. 6, 7), designed for winding the rope 180 (Fig. 8), necessary to raise the TPK 720 (Fig. 8, 9) to the desired tier, at least one gearbox 120 (Fig. 6, 7, 8), which allows you to convert the rotation speed and the moment created by the engine 130 (Fig.
  • the design of the manipulator-elevator 100 includes a running motor 160 (Fig. 6, 7), which can be made in the form of an electric motor that provides movement of the manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) along the upper power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), as well as the ACS unit 140 (Fig. 6, 7), containing the necessary electronic components for control manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8).
  • Figure 7 shows a manipulator-elevator 100 (FIGS. 1, 6, 7, 8) with one drum 110 (FIGS. 6, 7). For each manipulator drum, there is one gearbox 120 (Fig. 6, 7, 8).
  • the figure 8 shows a view of the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8), in the capture of which is a transport and handling container (TPK) 720 (Fig. 8, 9), equipped with a column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) needed to build a power frame.
  • TPK transport and handling container
  • Figure 9 shows a view of the manipulator-transporter 400 (Fig. 1,
  • Manipulator-transporter 400 includes a movable chassis 440 (Fig. 9); block ACS 450 (Fig. 9); travel motor 460 (FIG. 9); TPK capture device 420 (Fig. 8, 9) and TPK changer 410 (Fig. 9).
  • the figure 10 schematically shows a section of the power structure of the gravitational energy storage device 600 (Fig. 10) erected using the complex 500 (Fig. 1, 2) with a power frame 710 with elements of the power structure - columns 730 and connections 740.
  • the manipulator-jack, the manipulator-installer, the manipulator-lift are placed on the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) is located at the top of the power structure of the gravitational energy storage 600 (Fig. 10) and is made with the possibility of placing superstructures and various equipment on it, and as well as roofs (not shown in the figure), while the roof provides protection for the load-bearing structure of the gravitational energy storage 600 (Fig. 10) and the entire complex of automated installation 500 (Fig. 1, 2) from various external factors and natural phenomena, such as rain , snow, thunderstorm, bright sun, etc.
  • the erection of the load-bearing structure 600 can be carried out inside the erected contour of the external fence (not shown), which is a closed wall structure, for example, cylindrical.
  • the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) of the power structure 600 (Fig. 10) can be made of metal, for example, in the form of a rigid steel structure, and in the mounted version of the power structure 600 ( Fig. 10) rests on columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10), which can be made of reinforced concrete.
  • the power frame 710 Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) can be attached to the columns 730 (Fig.
  • Power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) can be additionally equipped with guides 770 (Fig. 1, 2, 5) for horizontal movement of the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5 ).
  • Guides 770 (Fig. 1, 2, 5) can be made in the form of rails or grooves.
  • Power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) can be additionally equipped with guides 780 (Fig.
  • the complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage device 500 also includes a manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a).
  • the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) provides vertical movement of the power frame 710
  • FIG. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10 for the subsequent installation of elements of the load-bearing structure.
  • Hydraulic cylinders can be used as lifting mechanisms in the manipulator-jack.
  • the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) rests on the columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) of the power structure through its own cruciform support frame 250 (3 , 4, 4a), which can be made with four retractable support legs inserted into the central box-shaped frame. In the extended position, the end supports of the paws fall on the supporting sections 750 (Fig. 2, 4) of the columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10).
  • the support legs In the retracted position, the support legs enter inside the central box-shaped frame and are inside the working dimension of the cell, so that unhindered vertical movement of the cruciform support frame 250 (Fig. 3, 4, 4a) for reinstallation to the next mounted tier is possible.
  • the extension and retraction of each paw is carried out using a separate hydraulic cylinder.
  • the lifting mechanism 240 (Figs. 3, 4), which can be four identical rack and ratchet lifting mechanisms. Each lifting mechanism is driven by a group of hydraulic cylinders.
  • the lifting mechanism of the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) simultaneously performs two functions. First, it lifts the power frame 710 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) by pushing the vertical rails 230 (FIGS.
  • the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) is additionally equipped with a horizontal positioning mechanism 210 (Fig. 4), which is designed for two-coordinate horizontal correction of the position of the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • the horizontal positioning mechanism 210 (Fig. 4) of the power frame 710 can be represented by four identical bearings, which are rigidly attached to the power frame 710 (Fig. 1) using clamps , 2, 3, 4, 5, 6, 10). From below, each side bearing has two supporting surfaces, which, when assembled, form one horizontal plane sliding along the upper plane of the "desktop". The movement of the supporting frame of the power frame by sliding along the power frame 710 (Fig.
  • the manipulator-jack 200 (Figs. 1, 2, 3, 4, 4a) is carried out using several hydraulic cylinders, some of which provide movement along the axis X; part is along the y-axis.
  • the manipulator-jack 200 (Figs. 1, 2, 3, 4, 4a) may contain a block ACS (automated control system) 220 (Fig. 4), containing the necessary electronic components to control the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a).
  • the complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage 500 also includes a manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5), which is made with the possibility of mounting elements of the power structure, as well as with the possibility of horizontal movement along the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) along the guide 770 (Fig. 1, 2, 5) located on the outer side of the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). That is, the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) sets in the design position and fixes the elements of the power structure, namely the supporting columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and inclined and horizontal connections 740 (Fig.
  • Manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5) includes a movable chassis 310 (Fig. 5) with its own engine, which allows it to move along the rails 770 (Fig. 1, 2, 5) of the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • Engine manipulator-mounter 300 (figure 1, 2, 5) can be made electric, power can be supplied through a cable, busbar or battery.
  • FIG. 5 which provides the possibility of rotation of the manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5) around the vertical axis.
  • a rotary frame 340 (Fig. 5), on which the installers of the elements of the load-bearing structure are fixed, namely, the installer of columns 330 (Fig. 5) and the installer of connections 360 (Fig. 5), which can be made in the form of pantographs.
  • the column setter 330 (FIG. 5) is equipped with a column gripper to hold and install the columns.
  • the linker 360 (FIG. 5) has two cylindrical hinges at the movable end, which allow you to rotate the connection installation unit around the vertical and horizontal axes. Ties setter 360 (FIG.
  • Manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) may have a device for fastening ties to columns and fastening inclined ties to horizontal ties, made in the form of a bolter, riveter or other device, depending on the chosen method of fastening columns and ties.
  • Manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) also contains an ACS unit (automated control system) 350 (Fig. 5), containing the necessary electronic components to control the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5).
  • the manipulator-mounter (Fig. 1, 2, 5) may contain vision systems, encoders and other sensors for orienting the manipulators in space and positioning the elements of the load-bearing structure.
  • the design of the manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5) provides increased accuracy of installation of load-bearing structure elements in a limited space, which helps to ensure the possibility of automated installation of a high-rise and horizontally extended structure without horizontal overlaps and minimizing human participation in the installation process.
  • the complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage 500 includes a manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9), which ensures the delivery of elements of the power structure: load-bearing columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and connections 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) from the storage of elements to the place where the elements are lifted to the installation height.
  • the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) includes a movable chassis 440 (Fig. 9), which is similar in its design to the chassis of electric or gasoline forklifts and is performed with the possibility of remote control by the operator.
  • the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) also includes an ACS unit 450 (Fig.
  • the travel motor 460 (Fig. 9) of the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) can be electric or internal combustion engine.
  • the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) includes a TPK capture device 420 (Fig. 8, 9), which ensures the capture of the equipped TPK in the warehouse, the retention of the TPK during transportation, and the transfer of the empty TPK to the warehouse. If the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) is made on the basis of a forklift chassis, the TPK 420 gripper (Fig. 9) can be made on the basis of a fork.
  • the TPK capture device 420 (Fig. 9) is designed to hold two TPK (Fig.
  • Manipulator-transporter 400 can be additionally equipped with video surveillance cameras. Cameras allow you to control the direction of movement of the manipulator 400 (Fig. 1, 9) and the operation of the change mechanism TPK 410 (Fig. 9).
  • the manipulator-transporter 400 has a system that operates during movement/transportation of the TPK 720 (Fig. 8, 9), including distance sensors located around the perimeter of the manipulator-transporter 400 (Fig.
  • the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) is equipped with a chassis 440 (Fig. 9), a mechanism for changing the TPK 410 (Fig. 9), an ACS unit (automated control system) 450 (Fig. 9), which provides the possibility of automated installation of high-rise and a structure extended in a horizontal plane without horizontal overlaps and with minimization of human participation in the installation process.
  • the complex for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage 500 includes a manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8), which provides lifting of the elements of the power structure: the supporting column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and link 740 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 10) to the mounting height.
  • the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) provides the lifting of the elements of the power structure: the supporting column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and connection 740 ( Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) to the mounting height, to the manipulator-installer 300 (Fig.
  • a movable chassis 170 (Fig. 6, 8) with running motor 160 (Fig. 6, 7), moving along the guides 780 (Fig. 1, 6), which are the beams of the power frame710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) of the gravitational energy storage 500 (Fig. 1, 2).
  • Manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7,
  • the horizontal movement of the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) can be carried out at a time when the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) is mounting the elements of the load-bearing structure.
  • Chassis 170 can be self-propelled and have wheelsets with guide flanges as a propeller.
  • the engine 160 (Fig. 6, 7) can be made electric, can be supplemented with a gearbox and a chain drive for at least one wheel or wheelset.
  • Chassis frame 170 (Fig. 6, 8) is a three-dimensional frame with increased height.
  • Manipulator-elevator 100 (Fig.
  • Manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) may contain vision system, encoders, sensors of various types for additional automation.
  • the manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8), the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) and the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) power supply is needed.
  • the power supply can be realized by means of a cable connection or via a busbar.
  • the power source can be located both at the level of the power frame, and on the floor or at the level of the foundation. Implementation of autonomous operation of manipulators is possible.
  • a battery or an internal combustion engine equipped with an electric generator is used as a power source.
  • the complex for automated installation of the load-bearing structure of the gravitational energy storage 500 (Fig. 1, 2) is located on the first tier of the load-bearing structure, which is preliminarily erected using standard construction tools and equipment, which provides the possibility of further automated installation of a high-rise and horizontally extended structure without horizontal ceilings and minimizing human participation in the installation process.
  • At least one of the manipulators can additionally be equipped with a vision system.
  • the vision system can be implemented using contact and non-contact sensors, position sensors and a television system to prevent collisions of manipulators with various obstacles and ensure the accuracy of operations.
  • the complex 500 (Fig. 1, 2) can have a common control center, where each manipulator contains a device for receiving and transmitting data, provides the possibility of automated installation of a high-rise and horizontally extended structure without horizontal overlaps and with minimization of human participation in the process installation.
  • the method for automated installation of the power structure of the gravitational energy storage device includes the following sequence of operations (Fig. 11):
  • Installation of the first tier of the load-bearing structure is carried out by standard building means.
  • Prepare the foundation (the type of foundation is selected based on engineering and geological conditions).
  • Columns 730 are installed on the prepared foundation (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10), which are fixed to each other by horizontal and inclined ties 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) .
  • On top of the first level of columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) is installed power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • the power frame 710 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) can be prefabricated and installed in parts. Assembly of the power frame 710 (Fig.
  • a manipulator-jack 200 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 4a) is installed on it.
  • the upper part of the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) is fixed on the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10)
  • the lower part of the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a) using a cruciform support frame 250 (Fig. 3, 4, 4a) rests on the supporting sections 750 (Fig. 3, 4) columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) of the first tier.
  • the erector arm 300 (FIGS. 1, 2, 5) is installed on it.
  • the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) is supported by the chassis 310 (Fig. 5), located in the top of the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5), so that the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) is placed under the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • the manipulator-elevator 100 (FIGS. 1, 6, 7, 8) is installed on it.
  • the manipulator-lift 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) is supported directly on the power frame by means of the chassis 170 (Fig. 6, 8), located in the lower part of the manipulator-lift 100 (Fig. 1, 6, 7 , 8), so that the manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) is placed above the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • the manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) and the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) carry out the lifting of the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) with a manipulator-jack 200 (1, 2, 3, 4, 4a) over the already erected the level of the power structure of the gravitational energy storage 600 (Fig. 10), to a height sufficient to install the next level of columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) with horizontal and inclined connections 740 (Fig. .1, 2, 3, 4, 5, 10).
  • the manipulator-jack 200 (1, 2, 3, 4, 4a) rests on columns 730 (Fig.
  • each lifting mechanism is carried out using a group of hydraulic cylinders, due to which the vertical movement (lifting) of the power frame 710 is performed (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) lifts the transport and handling container on the rope 180 (Fig. 8) using drums 110 (Fig. 6, 7), gearboxes 120 (Fig. 6, 7 , 8) and traction motor 130 (Fig. 6, 7) to the mounting height.
  • the lifting is carried out using two ropes 180 (Fig. 8) wound on two drums 110 (Fig. 6, 7), while the winding speed of the ropes 180 (Fig. 8) is the same to ensure uniform lifting of the TPK 720 (Fig. 8, 9).
  • Raised TPK 720 (Fig. 8, 9) is pressed by the upper part to the power frame 710 (Fig.
  • Manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5) using a movable chassis 310 (Fig. 5) moves along the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) along the guides 770 (Fig. .1, 2, 5) to the manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) and with the help of a column capture device installed on the column installer 330 (Fig. 5), which in turn is located on the rotary frame 340 (Fig. 5), captures the column 730 (Fig.
  • TPK 720 (Fig. 8, 9) with a column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) is pressed against the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5 , 6, 10) by the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) with some effort, which ensures the constancy of the position of the TPK 720 (Fig. 8, 9) during manipulation with the column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10).
  • the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) took the column from TEK 720 (Fig. 8, 9)
  • the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) using the traction motor 130 (Fig.
  • the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) captures and moves columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) and connections 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) due to, for example, a lowered hook along a rail that can be extended.
  • Installation of the column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) in the design position occurs due to: movement of the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) along the guides 770 (Fig. 1 , 2, 5) to the place of installation of columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10); rotation of the manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5) using a turntable 320 (Fig. 5) around the vertical axis; rotating the column setting mechanism 330 (FIG. 5) around a horizontal axis to position the column vertically; changing the length of the column setting mechanism 330 (FIG. 5).
  • Changing the length of the column setting mechanism can be done, for example, due to the fact that the column setting mechanism 730 (Fig.
  • the column setting mechanism 330 may also secure the installed column 730 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) to the previous tier of columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) by welding, bolting, riveting and other known methods, in addition, hinged connection of columns can be implemented.
  • the column 730 is pressed (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10) to the support portion 760 (FIGS.
  • FIG. 3, 4 of the power frame 710 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • To provide pressure support section 760 (Fig. 3, 4) can be made, for example, in the form of a pressure shoe, which is lowered to the top of the column under its own weight after the column setting mechanism releases the mechanical lock.
  • the horizontal two-coordinate positioning of the power frame 710 is performed (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • Positioning is performed using a shift mechanism 210 (FIG. 4) supported by a cruciform support frame 250 (FIGS. 3, 4, 4a).
  • the shift mechanism 210 (Fig. 4) provides movement of the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) of the power frame 600 (Fig. 10) by sliding along the x and y axes using several hydraulic cylinders, some of which provide movement along the x axis; part is along the y-axis.
  • Positioning is done to ensure the verticality of all columns.
  • the manipulator-conveyor 100 delivers TPK 720 (Fig. 8, 9, equipped with several links 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) from the warehouse to the lifting area with the manipulator - hoist 100 (Fig. 1, 6, 7, 8).
  • the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9) fastens the TPK 720 (Fig.
  • the manipulator-lifter 100 Before lifting the next TPK 720 (Fig. 8, 9) with links 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10), the manipulator-lifter 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) can move using running motor 160 (Fig. 6, 7) and rolling chassis 170 (Fig. 6, 8) along the guides of the power frame 780 (Fig. 1, 6) closer to the area of the power frame where the connections are being installed. At the same time, such a movement is carried out simultaneously with the execution of the positioning and installation of connections by the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5), 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10), which reduces the time for movement manipulator-mounter to the manipulator-transporter 400 (Fig. 1, 9), which means to increase the speed of installation of the power structure and thus reduce time costs.
  • the manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5) using a movable chassis 310 (Fig. 5) moves along the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5. 6, 10) along the guides 770 (Fig. 1, 5, 5) to the manipulator-elevator 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) and with the help of a linkage gripper mounted on the linkage mechanism 360 (Fig. 5), which in turn is located on the swivel frame 340 (FIG. 5) captures one link 740 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 10).
  • TPK 720 (Fig. 8, 9) is pressed against the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) by a manipulator-lifter 100 (Fig.
  • each connection 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) in the design position occurs due to: movement of the manipulator-installer 300 (Fig. 1, 2, 5) along the guides 770 (Fig. 1, 2, 5) to the place of installation of columns 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10); rotation of the manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5) using a turntable 320 (Fig. 5) around the vertical axis; rotation of the linkage mechanism 360 (FIG. 5) around a horizontal axis to position the link horizontally or under required angle; changing the length of the linker 360 (FIG. 5); rotation of connection 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) around its axis to the position necessary for fixing.
  • Changing the length of the linkage mechanism 360 can be done, for example, due to the fact that the column setup mechanism 330 (FIG. 5) is made in the form of a pantograph.
  • the rotation of the connection 740 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 10) around its axis can be carried out, for example, due to the fact that the linkage mechanism 360 (Fig. 5) at the movable end has two cylindrical hinges, which allow rotate the linkage mechanism 360 (FIG. 5) around the vertical and horizontal axes.
  • the bracing mechanism 360 (FIG. 5) also secures the bracing 740 (FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 10) to the columns 730 (FIGS.
  • the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a), relying on the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), using the lifting mechanism 240 (Fig. 3, 4) and vertical guides 230 (Fig. 3, 4) lifts the cruciform support frame 250 (Fig. 3, 4, 4a) to a height equal to the height of the column 730 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a, 5, 8, 10).
  • the support legs of the cruciform support frame 250 before starting lifting, the support legs of the cruciform support frame 250 (Fig.
  • the manipulator-jack 200 (Fig. 1, 2, 3, 4, 4a), the manipulator-mounter 300 (Fig. 1, 2, 5), the manipulator -lift 100 (Fig. 1, 6, 7, 8) from the upper power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
  • Partial disassembly of manipulators is possible for dismantling.
  • crane equipment can be used for dismantling, for example, a beam crane installed in advance above the power frame 710 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) under the roof.
  • the listed manipulators can be reused and reused for the construction of load-bearing structures of gravitational energy storage systems 600 (Fig. 10), which reduces capital costs for the construction of gravitational energy storage systems.
  • the use of the claimed invention provides the possibility of automated installation of the power structure of the gravitational energy storage 600 (Fig. 10) with minimization of human participation in the installation process, while the structure being built has the necessary characteristics in order to be used as a gravitational energy storage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)

Abstract

Способ автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии и комплекс устройств для его осуществления относятся к комплексу устройств, используемых при строительстве, и способу его реализации, в том числе с возможностью осуществления автоматизированного монтажа. Технический результат заявленного изобретения заключается в возможности автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии с минимизацией участия человека в процессе монтажных работ внутри контура возводимой конструкции.

Description

СПОСОБ МОНТАЖА СИЛОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ГРАВИТАЦИОННОГО
НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ
Описание изобретения
Область техники
[0001] Изобретение относится к комплексу устройств, используемых при строительстве, и способу его реализации, в том числе с возможностью осуществления автоматизированного монтажа. В частности, относится к системам автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии.
Уровень техники
[0002] Гравитационные системы накопления энергии используют перепад высот (гравитационное поле) для накопления энергии. В таких системах грузы - жидкость или твёрдые грузы - перемещаются вверх против силы тяжести при аккумулировании (накоплении) энергии (система заряжается) и грузы возвращаются вниз в начальную позицию при генерации энергии (система разряжается). Системы, которые запасают энергию с помощью строго вертикального перемещения грузов, как известно, наиболее эффективны с точки зрения КПД и минимизации занимаемой площади.
[0003] Например, известна система накопления электрической энергии RU 2699855, включающая в себя по меньшей мере одну энергетическую ячейку. Энергетическая ячейка содержит множество грузов, каретку, тележку, канат и главный привод. Система выполнена с возможностью вертикального перемещения грузов и закрепления грузов в энергетической ячейке либо в верхнем положении, либо в нижнем положении. Система заряжается при перемещении по крайней мере одного груза из множества грузов из нижнего положения в верхнее положение. Система разряжается при перемещении по крайней мере одного груза из множества грузов из верхнего положения в нижнее положение. Указанное изобретение также описывает способ накопления электрической энергии.
[0004] Необходимым условием функционирования гравитационных систем накопления энергии, запасающих энергию с помощью вертикального перемещения грузов, является возможность хранения грузов по меньшей мере в двух положениях: в нижнем положении с минимумом потенциальной энергии и в верхнем положении с максимумом потенциальной энергии. Другими словами, функционирование гравитационных систем накопления энергии предполагает наличие естественной или искусственно созданной разницы высот.
[0005] Естественный ландшафт не часто располагает необходимой разницей высот, достаточной для создания гравитационной системы накопления энергии необходимой энергетической ёмкости, поэтому гравитационные системы накопления энергии как правило имеют специально возводимую несущую конструкцию, обеспечивающую надлежащую разновысотность для накопления энергии.
[0006] Характерная энергетическая ёмкость систем промышленного накопления энергии составляет до десятков гигаватт-часов. Для достижения такой энергетической ёмкости в гравитационной системе накопления энергии, запасающей энергию с помощью вертикального перемещения грузов, высота и горизонтальные размеры (диаметр) такой системы могут достигать нескольких сотен метров, что предъявляет особенные требования к её силовой конструкции.
[0007] Несущая конструкция гравитационной системы накопления энергии включает в себя силовой каркас (силовую конструкцию), выдерживающую вертикальную (сжимающую) нагрузку от грузов. Силовая конструкция гравитационной системы накопления энергии, в которой грузы перемещаются вертикально, также обеспечивает свободное вертикальное перемещение грузов для накопления энергии, иными словами, это означает, что в силовой конструкции таких гравитационных систем накопления энергии нет сплошных горизонтальных перекрытий.
[0008] Известна несущая конструкция гравитационной системы накопления энергии по патенту на изобретение N2RU2743988C 1 (заявка: RU2019128570, дата публикации: 01.03.2021 г., МПК: Е04В 1/18, Е04В 1/20), включающая в себя силовой каркас и внешнее ограждение. Силовой каркас включает в себя верхнюю раму, множество модулей, каждый из которых состоит из множества колонн и связей. По меньшей мере одна связь из множества связей жёстко прикрепляется к по меньшей мере одной из колонн. Внешнее ограждение может быть выполнено в виде жёсткой структуры, расположенной на небольшом расстоянии от силового каркаса. Несущая конструкция позволяет создать разность высот между верхним и нижним положением грузов, достаточную для накопления энергии. Силовой каркас указанной конструкции не имеет сплошных горизонтальных перекрытий и обеспечивает беспрепятственное вертикальное перемещение грузов.
[0009] Известно, что автоматизация процесса строительства позволяет кратно уменьшить влияние человеческого фактора, а значит позволяет поднять производительность труда и безопасность при проведении строительных работ. Таким образом, если возведение силовой конструкции гравитационной системы накопления энергии проводится автоматизированными способами, это снижает стоимость строительных работ и риск ошибок.
[00010] Известна временная система для автоматизации строительства и способ строительства на её основе из публикации JV°KR100980806В 1 (заявка: KR2008006261 10А, дата публикации: 10.09.2010 г., МПК: В66С23/208; В66С23/26; В66С2700/012), позволяющий реализовать автоматизированное строительство с помощью роботизированных средств. Временная система автоматизированного возведения в соответствии с указанным изобретением опирается на предварительно построенную с помощью башенного крана центральную часть (ядро) здания, при этом башенный кран расположен в центре ядра и используется совместно с временной системой автоматизированного возведения, а также для демонтажа временной системы после окончания строительства. На внешней части ядра здания размещается множество вертикальных направляющих, на которых размещается опорная рама временной системы. К опорной раме крепятся горизонтальные рельсы, по которым могут перемещаться строительные роботы, размещающие элементы силовой конструкции в проектное положение. Строительные роботы сконфигурированы таким образом, чтобы их можно было свободно перемещать в любой угол строящейся части здания.
[00011] Недостатками указанной системы является высокая металлоёмкость (а значит дороговизна) опорной рамы, необходимость возведения центральной части здания обычными строительными методами, ограниченность горизонтальных габаритов (диаметра) возводимого сооружения габаритами опорной рамы и длиной стрелы башенного крана. [00012] Известен автоматизированный способ возведения зданий из промышленных блоков по патенту на изобретение N°RU2606886C1 (заявка: 2015153668, дата публикации: 10.01.2017 г., МПК: E04G 21/14). Изобретение относится к автоматизированному строительству промышленных и гражданских зданий и сооружений. Технический результат: повышение уровня автоматизации при возведении зданий и сооружений с обеспечением при этом технологии строительства и требуемых технических характеристик зданий и сооружений. В автоматизированном способе возведения зданий из строительных блоков предварительно формируют проект здания, в соответствии с которым в компьютерной программе формируют последовательность действий и координаты расположения для каждого строительного блока, арматурной ленты и связующего состава. Блоки, связующий состав, арматурные ленты подвозят на строительную площадку, располагают на площадке в местах, соответствующих алгоритму компьютерной программы, заложенной в управляющий модуль. Далее подготавливают роботизированным комплексом, расположенным на рельсах, строительные блоки, связующий состав и арматурные ленты и подают их на транспортерную тележку с регулируемой по высоте площадкой, которую электроприводом передвигают на рельсах, которые располагают вдоль других рельсов, уложенных с двух сторон строящегося здания. По другим рельсам передвигают кран-балку, балку которой перемещают вверх по мере роста стен, а по балке передвигают тележку с двумя роботизированными манипуляторами, один из которых смазывает через сопло связующим составом прилегающие поверхности блоков, а второй захватывает подготовленные блоки и арматурные ленты с тележки и укладывает их в стены и перегородки здания. При этом управляют манипуляторами, передвигают их по балке, передвигают кран-балку по рельсам, передвигают балку вверх-вниз, передвигают тележки, подготавливают связующий состав, блоки и арматурные ленты, подают их к манипулятору тележкой электроприводами по алгоритму компьютерной программы, заложенной в управляющий модуль.
[00013] Основным недостатком указанного способа является ограничение горизонтальных габаритов здания длиной балки, примерно равной расстоянию между рельсами, расположенных по двум сторонам от строящегося здания.
[00014] Известен способ возведения сооружений методом подъёма этажей (например, «Рекомендации по возведению многоэтажных зданий методом подъёма этажей и перекрытий», Издательство литературы по строительству, Москва, 1971 г.), в котором возведение многоэтажных зданий проводится путём постепенного подъёма изготовленных на уровне земли железобетонных этажей на заданную проектом высоту с помощью комплекта подъёмников (домкратов), объединённых в синхронно работающую систему. Вначале осуществляют подъём плиты чердачного перекрытия со смонтированной на ней кровлей. Затем на уровне земли проводят монтаж элементов этажа: ограждающих и внутренних стеновых конструкций, лестничных маршей и площадок, санузлов, коммуникаций и др. Готовый к подъёму этаж домкратами поднимают на соответствующую отметку и закрепляют на ней. В той же последовательности осуществляют и монтаж очередного этажа. Преимуществами метода являются: возможность строительства без применения башенных кранов, возможность строительства в стесненных условиях, уменьшение сроков строительства, снижение трудоемкости строительства.
[00015] Основным недостатком традиционного метода подъёма этажей и перекрытий является ограничение высоты зданий в 20-30 метров и горизонтальных габаритов здания в 30-40 метров.
[00016] Известен способ строительства самоподъёмных сооружений, при котором здания возводятся сверху вниз из публикации заявки на получение патента на изобретение N°CN1155029А (заявка: CN96119160A, дата публикации: 23.07.1997 г., МПК: Е04В1/3511), заключающийся в использовании в качестве опорных колонн полых стальных колонн, внутри которых могут быть размещены домкраты. Каждый этаж монтируется внизу, затем всё построенное здание поднимается с помощью домкратов так, что формируется пространство для монтажа следующего этажа на уровне земли. Способ позволяет сократить сроки строительства, повысить безопасность работ, и может быть использован для возведения высотных сооружений, бесколонных зданий большой площади, большепролетных мостов и др. [00017] Недостатком указанного способа является сложность соблюдения вертикальности высотного сооружения в процессе его подъёма, даже при небольшой неравномерности подъёма может произойти значительное отклонение центра тяжести здания по горизонтали, произойти опрокидыванию и разрушение здания. Другой недостаток состоит в том, что способ не предполагает отказа от ручного труда при сборке этажей, что не исключает риск ошибок.
[00018] Соответственно, существует необходимость в способе автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии, обеспечивающем возведение указанной силовой конструкции без присутствия человека в зоне монтажа, возведение силовой конструкции достаточных габаритов. Кроме того, необходимо, чтобы комплекс устройств для реализации указанного способа обеспечивал достаточно высокую производительность для обеспечения быстроты монтажа, а также не предполагал создание массивных временных конструкций, которые приводят к удорожанию строительства.
[00019] Возводимая силовая конструкция гравитационного накопителя энергии представляет собой каркас из колонн и связей, которые не имеют горизонтальных перекрытий, тем самым силовая конструкция обеспечивает возможность беспрепятственного вертикального перемещения грузов.
Раскрытие сущности изобретения
[00020] Технический результат заявленного изобретения заключается в возможности автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии с минимизацией участия человека в процессе монтажных работ внутри контура возводимой конструкции.
[00021] Комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии, включает, по меньшей мере: один манипулятор-домкрат, манипулятор-монтажник и манипулятор-подъёмник, размещенные на силовой раме силовой конструкции. При этом манипулятор- домкрат включает крестообразную опорную раму, механизм подъёма и механизм сдвига для обеспечения возможности как вертикального подъёма силовой рамы, так и её горизонтального позиционирования в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Манипулятор-монтажник предназначен для установки элементов силовой конструкции на новом ярусе непосредственно под силовой рамой, и включает шасси для перемещения по горизонтали вдоль силовой рамы. Манипулятор-транспортер предназначен для перемещения по строительной площадке на нижнем уровне и обеспечения доставки элементов силовой конструкции со склада в зону подъёма манипулятором-подъёмником. Манипулятор-подъёмник предназначен для вертикальной доставки элементов силовой конструкции от манипулятора-транспортёра к манипулятору-монтажнику и включает канат для подъёма элементов силовой конструкции и по меньшей мере один барабан для наматывания каната, шасси для горизонтального перемещения по силовой раме.
[00022] В преимущественном варианте заявленного изобретения элементы силовой конструкции перемещаются манипулятором- транспортёром и манипулятором-подъёмником с использованием по меньшей мере двух транспортно-перегрузочных контейнеров.
[00023] Механизм подъёма и механизм сдвига могут включать систему гидроцилиндров.
[00024] Манипулятор-монтажник может быть выполнен с возможностью перемещения по горизонтали вдоль верхней силовой рамы по направляющим силовой рамы, и может включать в себя датчики для позиционирования элементов силовой конструкции.
[00025] В развитие заявленного изобретения электроснабжение манипулятора-подъёмника, манипулятора-монтажника и манипулятора- домкрата реализовано при помощи проводного соединения с источником питания. При этом источники питания могут быть размещены на уровне силовой рамы.
[00026] В развитие заявленного изобретения выполнение электроснабжения манипулятора-транспортёра является автономным. При этом автономным источником питания может служить аккумуляторная батарея. [00027] В развитие заявленного изобретения по крайней мере один манипулятор содержит устройство приема-передачи данных.
[00028] В развитие заявленного изобретения по крайней мере один манипулятор содержит систему технического зрения.
[00029] В развитие заявленного изобретения по крайней мере один манипулятор содержит блок автоматизированной системы управления. [00030] Технический результат достигается с применением способа автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии с использованием комплекса автоматизированного монтажа, включающим следующую последовательность действий: осуществляют монтаж первого яруса силовой конструкции с установкой силовой рамы на первый ярус стандартными строительными средствами. На силовой раме размещают по меньшей мере по одному манипулятору- домкрату, манипулятору-монтажнику и манипулятору-подъёмнику, затем осуществляют подъём силовой рамы манипулятором-домкратом на высоту достаточную для установки нового яруса силового каркаса между имеющимся ярусом и силовой рамой. С помощью манипулятора- транспортёра доставляют со склада колонны силового каркаса в зону подъёма, а с помощью манипулятора-подъёмника их поднимают на уровень монтажа. После чего формируют непосредственно под силовой рамой новый ярус конструкции, устанавливая каждую колонну в проектное положение с помощью манипулятора-монтажника, при этом манипулятор-подъёмник перемещается по силовой раме силовой конструкции так, что подъём колонн осуществляется рядом с уже смонтированным участком. С помощью механизма сдвига манипулятора-домкрата и крестообразной опорной рамы манипулятора-домкрата перемещают силовую раму в двух горизонтальных координатах для обеспечения соблюдения вертикальности каждого ряда колонн. Затем с помощью манипулятора-транспортёра доставляют со склада связи силового каркаса в зону подъёма и поднимают их на уровень монтажа с помощью манипулятора-подъёмника. Устанавливают каждую связь в проектное положение с помощью манипулятора-монтажника, фиксируя каждую колонну в проектном положении и завершая формирование нового яруса силовой конструкции, затем переносят вес силовой рамы с манипулятора-домкрата на установленный ярус колонн с помощью манипулятора- домкрата. При этом манипулятор-подъёмник перемещается по силовой раме силовой конструкции так, что подъём связей осуществляется рядом с уже смонтированным участком. Переносят вес манипулятора- домкрата на силовую раму и затем перемещают крестообразную опорную раму манипулятора- домкрата на один ярус выше с помощью манипулятора- домкрата. Операции по подъёму силовой рамы и формированию нового яруса силовой конструкции повторяют необходимое число раз.
[00031] Возможно достижение заявленного результата способом автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии с использованием комплекса автоматизированного монтажа, в котором переустановка манипулятора-домкрата в стартовое положение осуществляется самим манипулятором-домкратом с помощью гидравлического механизма.
Краткое описание чертежей
[00032] На фигуре 1 изображен комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии.
[00033] На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
100 - манипулятор-подъёмник;
200 - манипулятор- домкрат;
300 - манипулятор-монтажник;
400 - манипулятор-транспортёр;
500 - комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии;
710 - верхняя силовая рама;
730 - несущая колонна; 740 - связь;
770 - горизонтальные направляющие для перемещения манипулятора- монтажника;
780 - горизонтальные направляющие для перемещения манипулятора- подъёмника.
[00034] На фигуре 2 изображен комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии с манипулятором-монтажником и манипулятором-домкратом.
[00035] На фиг. 2 приняты следующие обозначения:
200 - манипулятор-домкрат;
300 - манипулятор-монтажник;
500 - комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии;
710 - верхняя силовая рама;
730 - несущая колонна;
740 - связь;
770 - горизонтальные направляющие для перемещения манипулятора- монтажника.
[00036] На фигуре 3 изображен манипулятор-домкрат в стартовом положении.
[00037] На фиг. 3 приняты следующие обозначения:
200 - манипулятор-домкрат;
230 - вертикальные направляющие;
240 - механизм подъёма;
250 - крестообразная опорная рама 710 - верхняя силовая рама;
730 - несущая колонна;
740 - связь;
750 - опорный участок колонны;
760 - опорный участок несущей рамы силового каркаса. [00038] На фигуре 4 изображен манипулятор-домкрат, осуществивший подъём силовой рамы для монтажа нового яруса конструкции.
[00039] На фиг. 4 приняты следующие обозначения:
200 - манипулятор-домкрат;
210 - механизм сдвига силовой рамы;
220 - блок автоматизированной системы управления (АСУ) манипулятора- домкрата;
230 - вертикальные направляющие;
240 - механизм подъёма;
250 - крестообразная опорная рама;
710 - верхняя силовая рама;
730 - несущая колонна;
740 - связь;
750 - опорный участок колонны;
760 - опорный участок несущей рамы силового каркаса.
[00040] На фигуре 4а показана крестообразная опорная рама манипулятора- домкрата.
[00041] На фиг. 4а приняты следующие обозначения:
200 - манипулятор-домкрат;
250 - крестообразная опорная рама;
730 - несущая колонна.
[00042] На фигуре 5 изображен манипулятор-монтажник, обеспечивающий все технологические перемещения и операции, необходимые для непосредственного монтажа конструктивных элементов силовой конструкции гравитационного накопителя энергии.
[00043] На фиг. 5 приняты следующие обозначения:
300 - манипулятор-монтажник;
310 - подвижное шасси манипулятора-монтажника;
320 - опорно-поворотное устройство;
330 - механизм установки колонны; 340 - поворотная рама;
350 - блок автоматизированной системы управления (АСУ) манипулятора-монтажника;
360 - механизм установки связи;
710 - верхняя силовая рама;
730 - несущая колонна;
740 - связь;
770 - горизонтальные направляющие для перемещения манипулятора- монтажника.
[00044] На фигуре 6 изображен манипулятор-подъёмник с двумя барабанами предназначенный для доставки строительных компонентов сборной силовой конструкции гравитационного накопителя энергии - несущих колонн и связей между ними, от уровня работы манипулятора- транспортера на уровень работы манипулятора-монтажника.
[00045] На фиг. 6 приняты следующие обозначения:
100 - манипулятор-подъёмник;
110 - барабан манипулятора-подъёмника;
120 - редуктор манипулятора-подъёмника;
130 - тяговый двигатель манипулятора-подъёмника;
140 - блок автоматизированной системы управления (АСУ) манипулятора-подъёмника
150 - рама манипулятора-подъёмника;
160 - ходовой двигатель манипулятора-подъёмника;
170 - подвижное шасси манипулятора-подъёмника;
710 - верхняя силовая рама;
780 - горизонтальные направляющие для перемещения манипулятора- подъёмника.
[00046] На фигуре 7 изображен манипулятор-подъёмник с одним барабаном.
[00047] На фиг.7 приняты следующие обозначения: 100 - манипулятор-подъёмник;
110 - барабан манипулятора-подъёмника;
120 - редуктор манипулятора-подъёмника;
130 - тяговый двигатель манипулятора-подъёмника;
140 - блок автоматизированной системы управления (АСУ) манипулятора-подъёмника
150 - рама манипулятора-подъёмника;
160 - ходовой двигатель манипулятора-подъёмника;
170 - подвижное шасси манипулятора-подъёмника;
7 10 - верхняя силовая рама;
780 - горизонтальные направляющие для перемещения манипулятора- подъёмника.
[00048] На фигуре 8 изображен вид с боку на манипулятор-подъёмник, осуществляющий подъём транспортно-перегрузочного контейнера с колонной.
[00049] На фиг. 8 приняты следующие обозначения:
100 - манипулятор-подъёмник;
110 - барабан манипулятора-подъёмника;
150 - рама манипулятора-подъёмника;
170 - подвижное шасси манипулятора-подъёмника;
180 - канат;
720 - транспортно-перегрузочный контейнер (ТПК);
730 - несущая колонна.
[00050] На фигуре 9 изображен манипулятор-транспортёр, осуществляющий транспортировку транспортно-перегрузочного контейнера с колонной.
[00051] На фиг. 9 приняты следующие обозначения:
400 - манипулятор-транспортёр 410 - механизм смены ТПК;
420 - механизм захвата ТПК; 440 - подвижное шасси манипулятора-транспортёра;
450 - блок автоматизированной системы управления (АСУ) манипулятора-транспортёра;
460 - ходовой двигатель манипулятора-транспортёра;
720 - транспортно-перегрузочный контейнер (ТПК).
[00052] На фигуре 10 изображена силовая конструкция гравитационного накопителя энергии с силовой рамой.
[00053] На фиг. 10 приняты следующие обозначения:
600 - силовая конструкция гравитационного накопителя энергии;
7 10 - верхняя силовая рама;
730 - несущая колонна;
740 - связь.
[00054] На фигуре 11 изображена блок-схема реализации способа автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии.
[00055] На фиг. 11 приняты следующие обозначения:
1 Монтаж первого яруса силовой конструкции (стандартными строительными средствами) и размещение силовой рамы силовой конструкции;
2 Установка на силовую раму манипулятора- домкрата, манипулятора-подъёмника и манипулятора-монтажника.
3 Подъём силовой рамы манипулятором-домкратом.
4 Установка колонн нового яруса с участием манипулятора- транспортёра, манипулятора-подъёмника и манипулятора-монтажника.
5 Горизонтальное двухкоординатное позиционирование верхней силовой рамы манипулятором- домкратом.
6 Установка связей нового яруса с участием манипулятора- транспортёра, манипулятора-подъёмника и манипулятора-монтажника. 7 Переустановка манипулятора-домкрата в стартовое положение для возведения нового яруса силовой конструкции системы накопления энергии.
Осуществление изобретения
[00056] Осуществление заявленного изобретения не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.
[00057] На фигуре 1 изображен комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2). Монтаж силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 600 (фиг. 10) осуществляют с использованием манипуляторов: манипуляторов- домкратов 200 (фиг. 1, 6, 3, 4, 4а), манипуляторов-монтажников 300 (фиг. 1, 2, 5), манипуляторов-подъёмников 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) и манипуляторов- транспортёров 400 (фиг. 1, 9). Манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 6, 3, 4, 4а) обеспечивает поднятие силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) над возводимым ярусом силовой конструкции, манипулятор-монтажник 300 осуществляет монтаж и установку элементов силовой конструкции: несущей рамы 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10), перемещаясь горизонтально вдоль силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), по направляющей 770 (фиг. 1, 2, 5), манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) обеспечивает доставку элементов силовой конструкции 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) и 740 (1, 2, 3, 4, 5, 10) к манипулятору-монтажнику 300 (фиг. 1, 2, 5), перемещаясь горизонтально вдоль верхней силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) и поднимая элементы силовой конструкции: несущей рамы 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10), в транспортно- перегрузочном контейнере 720 (фиг. 8, 9) и манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1, 9) обеспечивает транспортировку элементов силовой конструкции: несущей рамы 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10), со склада (не показан) в транспортно-перегрузочном контейнере 720 (фиг. 8, 9) к манипулятору-подъёмнику 100 (фиг. 1 , 6, 7, 8)
[00058] На фигуре 2 изображен комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2), в котором манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) осуществил подъём силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) силовой конструкции над уровнем монтажа, а манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) осуществляет установку колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) в проектное положение. [00059] На фигуре 3 изображен манипулятор- домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4,
4а), обеспечивающий подъём силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) на высоту, необходимую для монтажа очередного уровня колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связей 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10). Манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) показан на фигуре 3 в стартовом положении: монтаж предыдущего уровня силового каркаса, состоящего из колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связей 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) завершён, Манипулятор- домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) осуществил перемещение крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) на опорные участки 750 (фиг. 3, 4) колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) возведённого уровня и готов к началу подъёма силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) на высоту, необходимую для монтажа очередного уровня. Манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) включает в себя следующие узлы: Механизм сдвига 210 (фиг. 4), вертикальные направляющие 230 (фиг. 3, 4), блок автоматизированной системы управления (АСУ) манипулятора-домкрата 220 (фиг. 4), механизм подъёма 240 (фиг. 3, 4), крестообразная опорная рама 250 (фиг. 3, 4, 4а). механизмы сдвига 210 (фиг. 4), подъёма 230 (фиг. 3, 4) могут быть реализованы, например, с помощью системы гидроцилиндров. Крестообразная опорная рама 250 (фиг. 3, 4, 4а) может иметь вдвигающиеся и выдвигающиеся при помощи гидравлических устройств опорные лапы, при этом опорные лапы крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) манипулятора-домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) захватывают колонну 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) в опорных участках 750 колонны (фиг. 3, 4)
[00060] На фигуре 4 изображен манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) в положении удержания силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) на верхнем уровне над уровнем монтажа, обеспечив возможность установки элементов нового уровня силового каркаса между уже возведённым уровнем и силовой рамой 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). После установки всех колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) нового уровня силовой конструкции манипулятор- домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) с помощью механизма сдвига 210 (фиг. 4) и крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) обеспечивает необходимое двухкоординатное горизонтальное перемещение поднятой силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) в плане для корректировки погрешностей позиционирования рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а), возникающих в результате упругой деформации собственных звеньев манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а); затем манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) обеспечивает собственную переустановку на последний возведённый уровень каркаса в стартовой положение.
[00061] На фигуре 5 показана конструкция манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5), который предназначен для автоматизации монтажа несущих колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связей (горизонтальных и наклонных) 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) между ними. Функционально манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) осуществляет захват элементов силовой конструкции, например, из ТПК 720 (фиг. 8, 9), его доставку до места установки, правильное позиционирование в месте установки и последующую фиксацию. В его состав входят узлы: блок АСУ 350 (фиг. 5); обеспечивающий управление манипулятором-монтажником 300 (фиг. 1, 2, 5), подвижное шасси 310 (фиг. 5), необходимое для перемещения манипулятора- монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) по горизонтальным направляющим 770 (фиг. 1, 2, 5), выполненным в виде путей на силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10); опорно-поворотное устройство 320 (фиг. 5), предназначенное для вращения поворотной рамы 340 (фиг. 5) вокруг вертикальной оси; поворотная рама 340 (фиг. 5), которая несёт вертикальные направляющие 230 (фиг. 3, 4), воспринимающие нагрузки от двух главных механизмов манипулятора- монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5): механизма установки колонны 330 (фиг. 5) и механизма установки связи 360 (фиг. Фиг. 5), закрепленных на поворотной раме 340 (фиг. 5) с возможностью вращения в том числе вокруг горизонтальной оси.
[00062] На фигуре 6 показан манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8), предназначенный для доставки элементов силовой конструкции: колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связей 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10), силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2), от уровня работы манипулятора-транспортера 400 (фиг. 1, 9) на уровень работы манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5). Функционально манипулятор- подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) осуществляет захват снаряженного транспортно-перегрузочного контейнера (ТПК) 720 (фиг. 8, 9) в точке доставки его манипулятором-транспортером 400 (фиг. 1, 9) при помощи грузозахватного механизма (не показан), опускаемого на канате 180 (фиг. 8). Затем манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) осуществляет подъём ТПК 720 (фиг. 8 9) на уровень работы манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5). Манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) включает в себя раму 150 (фиг. 6, 7, 8) - платформу, на которой осуществляется монтаж всех узлов, по меныпей мере один барабан 110 (фиг. 6, 7), предназначенный для намотки каната 180 (фиг. 8), необходимого для поднятия ТПК 720 (фиг. 8, 9) на нужный ярус, по крайней мере один редуктор 120 (фиг. 6, 7, 8), позволяющий преобразовать скорость вращения и момент, создаваемый двигателем 130 (фиг. 6, 7), который может быть выполнен в виде электродвигателя, в скорость и момент необходимые для подъёма снаряженных ТПК 720 (фиг. 8, 9), передавая их на барабан 110 (фиг. 6, 7). Валы редукторов 120 (фиг. 6, 7, 8) приводятся во вращение с помощью тягового двигателя 130 (фиг. 6, 7). Кроме того, конструкция манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) включает в себя ходовой двигатель 160 (фиг. 6, 7), который может быть выполнен в виде электродвигателя, обеспечивающий перемещение манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) по верхней силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), а также блок АСУ 140 (фиг. 6, 7), содержащий необходимые электронные компоненты для управления манипулятором- подъёмником 100 (фиг. 1, 6, 7, 8).
[00063] На фигуре 7 показан манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) с одним барабаном 110 (фиг. 6, 7). На каждый барабан манипулятора приходится один редуктор 120 (фиг. 6, 7, 8).
[00064] На фигуре 8 показан вид манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8), в захвате которого находится транспортно-перегрузочный контейнер (ТПК) 720 (фиг. 8, 9), снаряженный колонной 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10), необходимой для построения силового каркаса.
[00065] На фигуре 9 показан вид манипулятора-транспортёра 400 (фиг. 1 ,
9), осуществляющего транспортировку колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8,
10) в транспортно-перегрузочном контейнере 720 (фиг. 8, 9) со склада (не показан) к месту подъёма манипулятором-подъёмником 100 (фиг. 1, 6, 7, 8). Манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1, 9) включает в себя подвижное шасси 440 (Фиг. 9); блок АСУ 450 (фиг. 9); ходовой двигатель 460 (фиг. 9); устройство захвата ТПК 420 (фиг. 8, 9) и механизм смены ТПК 410 (фиг. 9). [00066] На фигуре 10 схематически показан возведённый при помощи комплекса 500 (фиг. 1, 2) участок силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 600 (фиг. 10) с силовой рамой 710 с элементами силовой конструкции - колоннами 730 и связями 740.
[00067] Манипулятор-домкрат, манипулятор-монтажник, манипулятор-подъёмник размещены на силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Силовая рама 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) расположена наверху силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 600 (фиг. 10) и выполнена с возможностью размещения на ней надстроек и различного оборудования, а так же крыши (на рисунке не показана), при этом крыша обеспечивает защиту силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 600 (фиг. 10) и всего комплекса автоматизированного монтажа 500 (фиг. 1, 2) от различных внешних факторов и природных явлений, таких как дождь, снег, гроза, яркое солнце и т.п. Для защиты от перечисленных факторов возведение силовой конструкции 600 (фиг. 10) может производиться внутри возведённого контура внешнего ограждения (не показан), представляющего собой замкнутую стеновую конструкцию, например, цилиндрической формы. Силовая рама 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) силовой конструкции 600 (фиг. 10) может быть выполнена из металла, например, в виде жёсткой стальной конструкции, и в смонтированном варианте силовой конструкции 600 (фиг. 10) опирается на колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10), которые могут быть выполнены железобетонными. В смонтированном варианте силовой конструкции 600 (фиг. 10) силовая рама 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) может крепиться к колоннам 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) с помощью, например, сварки, болтовых соединений, заклёпок и т.п. Либо так же, как и в процессе монтажа быть закреплённой на колоннах 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) верхнего ряда силовой конструкции 600 (фиг. 10) под действием силы собственного веса, направленной вниз. Силовая рама 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) может быть дополнительно оснащена направляющими 770 (фиг. 1, 2, 5) для горизонтального перемещения манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5). Направляющие 770 (фиг. 1, 2, 5) могут быть выполнены в виде рельсов или пазов. Силовая рама 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) может быть дополнительно оснащена направляющими 780 (фиг. 1, 6) для горизонтального перемещения манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8). Направляющие 780 (фиг. 1, 6) также могут быть выполнены в виде рельсов или пазов. Таким образом, исполнение силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) способствует автоматизации монтажа высотной и протяжённой в горизонтальной плоскости конструкции без горизонтальных перекрытий и с минимизацией участия человека в процессе монтажа. [00068] Комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2) также включает манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а). Манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) обеспечивает вертикальное перемещение силовой рамы 710
(фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) для последующего монтажа элементов силовой конструкции. В качестве механизмов подъёма в манипуляторе-домкрате могут быть использованы гидроцилиндры. Манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) опирается на колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) силовой конструкции посредством собственной крестообразной опорной рамы 250 (3, 4, 4а), которая может быть выполнена с четырьмя выдвижными опорными лапами, вставленными в центральную коробчатую раму. В выдвинутом положении концевые опоры лап попадают на опорные участки 750 (фиг. 2, 4) колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10). Во втянутом положении опорные лапы входят внутрь центральной коробчатой рамы и оказываются внутри рабочего габарита ячейки, так, что возможно беспрепятственное вертикальное перемещение крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) для переустановки на следующий смонтированный ярус. Выдвижение и втягивание каждой лапы производится при помощи отдельного гидроцилиндра. В свою очередь, на крестообразную опорную раму 250 (фиг. 3, 4, 4а) манипулятора- домкрата 200 (1, 2, 3, 4, 4а) опирается механизм подъёма 240 (фиг. 3, 4), который может представлять собой четыре одинаковых реечно-храповых подъёмных механизма. Привод каждого подъёмного механизма производится с помощью группы гидроцилиндров. Механизм подъёма манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) выполняет одновременно две функции. Во-первых, он поднимает силовую раму 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) посредством выталкивания вертикальных направляющих 230 (фиг 3, 4) вверх относительно крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) манипулятора-домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а). Во- вторых, он же поднимает крестообразную опорную раму 250 (фиг. 3, 4, 4а) манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) после установки колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) нового уровня и упора силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) на эти колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) - посредством подъёма самого механизма вместе с прикрепленной к нему крестообразной опорной рамой 250 (фиг. 3, 4, 4а) манипулятора-домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) по вертикальным направляющим 230 (фиг. 3, 4). Подъём на высоту происходит пошагово, с механической фиксацией на каждом шаге с помощью реечно-храпового механизма. Так обеспечивается безопасность подъёма и удерживания силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) в поднятом состоянии в конечных точках и в каждой промежуточной точке всего пути подъёма. Манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) дополнительно оснащен механизмом горизонтального позиционирования 210 (фиг. 4), который предназначен для двухкоординатной горизонтальной коррекции положения силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Таким образом, достигается строгое соблюдение вертикальности монтажа колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и вертикальность конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2) в целом. Механизм горизонтального позиционирования 210 (фиг. 4) силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) может быть представлен четырьмя одинаковыми скользунами, которые при помощи хомутов жестко прикреплены к силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Снизу каждый скользун имеет две опорные поверхности, которые в сборе образуют одну горизонтальную плоскость, скользящую по верхней плоскости «рабочего стола». Перемещение несущей рамы силового каркаса посредством скольжения по силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) - «столешнице» вдоль осей х и у производится при помощи нескольких гидроцилиндров, часть из которых обеспечивают движение вдоль оси х; часть - вдоль оси у. При горизонтальном позиционировании достаточная жёсткость конструкции манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) обеспечивается с помощью крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а). Так же, манипулятор- домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) может содержать блок АСУ (автоматизированной системы управления) 220 (фиг. 4), содержащий необходимые электронные компоненты для управления манипулятором- домкратом 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а).
[00069] Комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2) также включает манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5), который выполнен с возможностью монтажа элементов силовой конструкции, а также с возможностью горизонтального перемещения вдоль силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) по направляющей 770 (фиг. 1, 2, 5), расположенной с внешней стороны силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). То есть, манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) устанавливает в проектное положение и фиксирует элементы силовой конструкции, а именно несущие колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и наклонные и горизонтальные связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10), перемещаясь при этом вдоль внешней стороны силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) по направляющим 770 (фиг. 1, 2, 5). Манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) включает подвижное шасси 310 (фиг. 5) с собственным двигателем, которое позволяет ему перемещаться по направляющим 770 (фиг. 1, 2, 5) силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Двигатель манипулятора-монтажника 300 (фиг.1, 2, 5) может быть выполнен электрическим, питание может осуществляться через кабель, шинопровод или от аккумулятора. На нижней поверхности подвижного шасси 310 (фиг. 5) манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) размещено опорно-поворотное устройство 320 (фиг. 5), обеспечивающее возможность вращения манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) вокруг вертикальной оси. Ниже размещена поворотная рама 340 (фиг. 5), на которой закреплены установщики элементов силовой конструкции, а именно, установщик колонн 330 (фиг. 5) и установщик связей 360 (фиг.5), которые могут быть выполнены в виде пантографов. Установщик колонн 330 (фиг. 5) снабжён захватом колонн для удержания и установки колонн. Установщик связей 360 (фиг. 5) на подвижном конце имеет два цилиндрических шарнира, которые позволяют вращать узел установки связей вокруг вертикальной и горизонтальной оси. Установщик связей 360 (фиг. 5) может иметь устройство для крепления связей к колоннам и крепления наклонных связей к горизонтальным связям, выполненное в виде болтовёрта, заклёпочника или иного устройства, в зависимости от выбранного способа крепления колонн и связей. Манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) содержит так же блок АСУ (автоматизированной системы управления) 350 (фиг. 5), содержащий необходимые электронные компоненты для управления манипулятором- монтажником 300 (фиг. 1, 2, 5). Также манипулятор-монтажник (фиг. 1, 2, 5) может содержать системы технического зрения, энкодеры и другие датчики для ориентации манипуляторов в пространстве и позиционирования элементов силовой конструкции. Конструкция манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) обеспечивает повышенную точность установки элементов силовой конструкции в ограниченном пространстве, что способствует обеспечению возможности автоматизированного монтажа высотной и протяжённой в горизонтальной плоскости конструкции без горизонтальных перекрытий и с минимизацией участия человека в процессе монтажа.
[00070] Комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2) включает манипулятор- транспортёр 400 (фиг. 1, 9), обеспечивающий доставку элементов силовой конструкции: несущих колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связей 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) от склада элементов к месту подъёма элементов на высоту монтажа. Манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1, 9) включает в себя подвижное шасси 440 (фиг. 9), которое аналогично по своему устройству шасси электрических или бензиновых вилочных погрузчиков и выполняется с возможностью удалённого управления оператором. Манипулятор- транспортёр 400 (фиг. 1, 9) также включает в себя блок АСУ 450 (фиг. 9), содержащий необходимые электронные компоненты для управления манипулятором-транспортёром (фиг. 1, 9). Ходовой двигатель 460 (фиг. 9) манипулятора-транспортёра 400 (фиг. 1, 9) может быть электрическим или двигателем внутреннего сгорания. Манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1, 9) включает в себя устройство захвата ТПК 420 (фиг. 8, 9), которое обеспечивает захват снаряженного ТПК на складе, удержание ТПК при транспортировке, передачу пустого ТПК на склад. В случае, если манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1, 9) выполнен на базе шасси вилочного погрузчика, устройство захвата ТПК 420 (фиг. 9) может быть выполнено на базе вил. Устройство захвата ТПК 420 (фиг. 9) выполняется с возможностью удержания двух ТПК (фиг. 8, 9) - одного снаряженного элементами силовой конструкции, другого пустого - при передаче ТПК манипулятору- подъёмнику 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) при помощи механизма смены ТПК 410 (фиг. 9), также являющегося частью манипулятора-транспортёра 400 (фиг. 1, 9). Манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1, 9) может быть дополнительно оснащён камерами видеонаблюдения. Камеры позволяют контролировать направление движения манипулятора 400 (фиг. 1, 9) и работу механизма смены ТПК 410 (фиг. 9). Кроме того, манипулятор-транспортер 400 (фиг. 1, 9) имеет систему, работающую при движении/транспортировке ТПК 720 (фиг. 8, 9), включающую датчики расстояния, расположенные по периметру манипулятора-транспортера 400 (фиг. 1, 9) и контролирующие окружающее пространство для предотвращения опасного сближения или столкновения с объектами. Манипулятор-транспортер 400 (фиг. 1, 9) оснащен шасси 440 (фиг. 9), механизмом смены ТПК 410 (фиг. 9), блоком АСУ (автоматизированной системы управления) 450 (фиг. 9), обеспечивающим возможность автоматизированного монтажа высотной и протяжённой в горизонтальной плоскости конструкции без горизонтальных перекрытий и с минимизацией участия человека в процессе монтажа.
[00071] Комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2) включает манипулятор- подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8), обеспечивающий подъём элементов силовой конструкции: несущей колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связь 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) на высоту монтажа. [00072] Манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) обеспечивает подъём элементов силовой конструкции: несущей колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связь 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) на высоту монтажа, к манипулятору-монтажнику 300 (фиг. 1, 2, 5) и включает в себя в том числе подвижное шасси 170 (фиг. 6, 8) с ходовым двигателем 160 (фиг. 6, 7), перемещающееся по направляющим 780 (фиг. 1, 6), в качестве которых выступают балки силовой рамы710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2). Манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7,
8) обеспечивает подъём элементов силовой конструкции в непосредственной близости от монтируемого участка. При этом горизонтальное перемещение манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) может осуществляться в то время, когда манипулятор-монтажник 300 (фиг 1, 2, 5) осуществляет монтаж элементов силовой конструкции. Таким образом, минимизируется время на перемещение манипулятора-монтажника 300 (фиг 1, 2, 5) к ТПК 720 (фиг. 8,
9) и обратно, к участку монтажа. На верхней поверхности подвижного шасси размещены: по крайней мере, один подъёмный барабан 110 (фиг. 6, 7), по крайней мере, один редуктор 120 (фиг. 6, 7, 8), и тяговый двигатель 130 (фиг. 6, 7), приводящий их в движение, тормозное устройство (на рисунке не показано). Шасси 170 (фиг. 6, 8) может являться самоходным и иметь в качестве движителя колесные пары с направляющими ребордами. Двигатель 160 (фиг. 6, 7) может быть выполнен электрическим, может дополняться редуктором и цепным приводом по меньшей мере на одну колесо или колесную пару. Рама шасси 170 (фиг. 6, 8) является трёхмерной рамой с увеличенной высотой. Манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) так же содержит блок АСУ (автоматизированной системы управления) 140 (фиг. 6, 7), содержащий необходимые электронные компоненты для управления манипулятором-подъёмником 100 (фиг. 1, 6, 7, 8). При этом блок АСУ 140 (фиг. 6, 7) позволяет автоматизировать управление манипулятором 100 (фиг. 1, 6, 7, 8). Манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) может содержать систему технического зрения, энкодеры, датчики различных типов для дополнительной автоматизации.
[00073] Для функционирования манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1 , 6, 7, 8), манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) и манипулятора-домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) необходимо энергоснабжение. Подача электропитания может быть реализована с помощью кабельного соединения или посредством шинопровода. При этом источник питания может быть расположен как на уровне силовой рамы, так и на полу или на уровне фундамента. Возможна реализация автономной работы манипуляторов. В таком случае в качестве источника питания используют аккумуляторную батарею или двигатель внутреннего сгорания, оборудованный электрическим генератором.
[00074] Комплекс автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 500 (фиг. 1, 2) размещается на первом ярусе силовой конструкции, который предварительно возводится стандартными строительными средствами и техникой, что обеспечивает возможность дальнейшего автоматизированного монтажа высотной и протяжённой в горизонтальной плоскости конструкции без горизонтальных перекрытий и с минимизацией участия человека в процессе монтажа.
[00075] Кроме того, по крайней мере, один из манипуляторов дополнительно может быть оснащён системой технического зрения. Система технического зрения может быть реализована при помощи контактных и бесконтактных датчиков, датчиков положения и телевизионной системы для исключения столкновений манипуляторов с различного рода препятствиями и обеспечивают точность выполнения операций.
[00076] У комплекса 500 (фиг. 1, 2) может быть общий центр управления, где каждый манипулятор содержит устройство приема-передачи данных, обеспечивает возможность автоматизированного монтажа высотной и протяжённой в горизонтальной плоскости конструкции без горизонтальных перекрытий и с минимизацией участия человека в процессе монтажа. [00077] Способ автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии, включает следующую последовательность операций (фиг. 11):
[00078] осуществляют монтаж первого яруса силовой конструкции
(стандартными строительными средствами) и размещение на нём силовой рамы силовой конструкции.
[00079] устанавливают на силовую раму манипулятор-домкрат, манипулятор-подъёмник и манипулятор-монтажник.
[00080] поднимают силовую раму манипулятором-домкратом.
[00081] устанавливают колонны нового яруса с участием манипулятора- транспортёра, манипулятора-подъёмника и манипулятора-монтажника. [00082] осуществляют горизонтальное двухкоординатное позиционирование верхней силовой рамы манипулятором- домкратом.
[00083] устанавливают связи нового яруса с участием манипулятора- транспортёра, манипулятора-подъёмника и манипулятора-монтажника. [00084] переустанавливают манипулятор-домкрат в стартовое положение для возведения нового уровня силовой конструкции системы накопления энергии.
[00085] Повторяют этапы 3-7 необходимое число раз.
[00086] Монтаж первого яруса силовой конструкции осуществляется стандартными строительными средствами. Подготавливают фундамент (тип фундамента выбирается исходя из инженерно-геологических условий). На подготовленный фундамент устанавливают колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10), которые фиксируются между собой горизонтальными и наклонными связями 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10). Сверху первого уровня колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) устанавливается силовая рама 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Силовая рама 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) может быть сборной и устанавливаться по частям. Сборка силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) может осуществляться с помощью сварки, болтового соединения и других известных способов. [00087] После размещения силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) на ней устанавливают манипулятор-домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а). При этом верхняя часть манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) фиксируется на силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), а нижняя часть манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) при помощи крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) опирается на опорные участки 750 (фиг. 3, 4) колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) первого яруса.
[00088] После размещения силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) на ней устанавливают манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5). При этом непосредственно на силовую раму 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) манипулятор- монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) опирается при помощи шасси 310 (фиг. 5), находящегося в верхней части манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5), так что манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) оказывается размещённым под силовой рамой 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
[00089] После размещения силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) на ней устанавливают манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8). При этом непосредственно на силовую раму манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) опирается при помощи шасси 170 (фиг. 6, 8), расположенного в нижней части манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8), так что манипулятор- подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) оказывается размещённым над силовой рамой 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
[00090] Размещение манипулятора-домкрата 200 (1, 2, 3, 4, 4а), манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8), манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) на силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6) производится при помощи стандартных грузоподъёмных механизмов - например, при помощи автокранов.
[00091] После размещения манипулятора- домкрата 200 (1, 2, 3, 4, 4а), манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) и манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) осуществляют подъём силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) манипулятором- домкратом 200 (1, 2, 3, 4, 4а) над уже возведенным уровнем силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 600 (фиг. 10), на высоту, достаточную для установки очередного уровня колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) с горизонтальными и наклонными связями 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10). Манипулятор-домкрат 200 (1, 2, 3, 4, 4а), опирается на колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 600 (фиг. 10) посредством собственной крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а), а на раму 250 (фиг. 3, 4, 4а) опирается механизм подъёма 240 (фиг. 3, 4), представляющий собой четыре одинаковых реечно-храповых подъёмных механизма. Привод каждого подъёмного механизма производится с помощью группы гидроцилиндров, за счёт чего и производится вертикальное перемещение (подъём) силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10).
[00092] После подъёма силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) монтируют колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10). Для монтажа колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1, 9) доставляет ТПК 720 (фиг. 8, 9), снаряженный колонной 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) со склада в зону подъёма манипулятором-подъёмником 100 (фиг. 1, 6, 7, 8). С помощью механизма смены ТПК 420 (фиг. 9) манипулятор- транспортёр 400 (фиг. 1, 9) крепит ТПК 420 (фиг. 9) к подъёмному канату 180 (фиг. 8). Затем манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) осуществляет подъём транспортно-перегрузочного контейнера на канате 180 (фиг. 8) при помощи барабанов 110 (фиг. 6, 7), редукторов 120 (фиг. 6, 7, 8) и тягового двигателя 130 (фиг. 6, 7) на высоту монтажа. Для предотвращения раскручивания ТПК 720 (фиг. 8, 9) при подъёме в преимущественном варианте настоящего изобретения подъём осуществляют при помощи двух канатов 180 (фиг. 8), наматывающихся на два барабана 110 (фиг. 6, 7), при этом скорость наматывания канатов 180 (фиг. 8) одинаковая для обеспечения равномерного подъёма ТПК 720 (фиг. 8, 9). Поднятая ТПК 720 (фиг. 8, 9) прижимается верхней частью к силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) с некоторым усилием. Перед началом подъёма очередного ТПК 720 (фиг. 8, 9) с колонной 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) перемещается при помощи ходового двигателя 160 (фиг. 6, 7) и подвижного шасси 170 (фиг. 6, 8) по направляющим силовой рамы 780 (фиг. 1, 6) к участку монтаж колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) силового каркаса. При этом такое перемещение производится одновременно с выполнением манипулятором-монтажником 300 (фиг. 1, 2, 5) операции по позиционированию и установке колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10), что позволяет сократить время на перемещение манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) к манипулятору-транспортёру 400 (фиг. 1, 9), а значит повысить скорость монтажа силовой конструкции 600 (фиг. 10) и снизить таким образом временные затраты. Манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) при помощи подвижного шасси 310 (фиг. 5) перемещается вдоль силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) по направляющим 770 (фиг. 1, 2, 5) к манипулятору-подъёмнику 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) и при помощи устройства захвата колонн, установленного на установщике колонн 330 (фиг .5), который в свою очередь расположен на поворотной раме 340 (фиг. 5), производит захват колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10). При этом ТПК 720 (фиг. 8, 9) с колонной 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) прижато к силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) манипулятором-подъёмником 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) с некоторым усилием, что обеспечивает постоянство положения ТПК 720 (фиг. 8, 9) во время манипуляции с колонной 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10). После того как манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) забрал колонну из ТЕК 720 (фиг. 8, 9) манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) при помощи тягового двигателя 130 (фиг. 6, 7), редукторов 120 (фиг. 6, 7, 8), барабанов 110 (фиг. 6, 7) и канатов 180 (фиг. 8) осуществляет спуск ТПК 720 (фиг. 8, 9) вниз, где оно будет перехвачено манипулятором-транспортёром 400 (фиг. 1, 9). Подъём элемента силовой конструкции 600 (фиг. 10) также возможен без использования ТПК 720 (фиг. 8, 9) за счет выполнения закладных или иных конструктивных элементов силовой конструкции на колоннах или связях. В таком случае манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) осуществляет захват и перемещение колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и связей 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) за счет, например, опускаемого крюка по направляющей, выполненной с возможностью удлинения. Установка колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) в проектное положение происходит за счёт: перемещения манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) по направляющим 770 (фиг. 1, 2, 5) к месту установки колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10); вращение манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) при помощи опорно-поворотного устройства 320 (фиг. 5) вокруг вертикальной оси; вращения механизма установки колонн 330 (фиг. 5) вокруг горизонтальной оси для позиционирования колонны вертикально; изменения длины механизма установки колонн 330 (фиг. 5). Изменение длины механизма установки колонн может производиться, например, за счёт того, что механизм установки колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) выполнен в виде пантографа. В зависимости от принятой схемы монтажа, механизм установки колонн 330 (фиг. 5) может также обеспечивать крепление установленной колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) к предыдущему ярусу колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) при помощи сварки, болтового соединения, клёпки и другими известными способами, кроме того, может быть реализовано шарнирное соединение колонн. После установки колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) в проектное положение при помощи механизма установки колонн 330 (фиг. 5) производится прижатие колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) к опорному участку 760 (фиг. 3, 4) силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Для обеспечения прижатия опорный участок 760 (фиг. 3, 4) может быть выполнен, например, в виде прижимного башмака, который опускается на верхнюю часть колонны под собственным весом после того, как механизм установки колонны освобождает механический замок.
[00093] После установки всех колонн яруса в проектное положение с помощью манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) производится горизонтальное двухкоординатное позиционирование силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Позиционирование производится с помощью механизма сдвига 210 (фиг. 4) с опорой на крестообразную опорную раму 250 (фиг. 3, 4, 4а). Механизм сдвига 210 (фиг. 4) обеспечивает перемещение силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) силового каркаса 600 (фиг. 10) посредством скольжения вдоль осей х и у при помощи нескольких гидроцилиндров, часть из которых обеспечивают движение вдоль оси х; часть - вдоль оси у. Позиционирование производится для обеспечения вертикальности всех колонн. При позиционировании могут применяться различные устройства контроля вертикальности, например, лазерные отвесы. [00094] После горизонтального позиционирования силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) производится монтаж связей 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) силового каркаса 600 (фиг. 10). Для монтажа связей манипулятор- транспортёр 100 (фиг. 1, 9) доставляет ТПК 720 (фиг. 8, 9, снаряженный несколькими связями 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) со склада в зону подъёма манипулятором-подъёмником 100 (фиг. 1, 6, 7, 8). С помощью механизма смены ТПК 420 (фиг. 9) манипулятор-транспортёр 400 (фиг. 1 , 9) крепит ТПК 720 (фиг. 8, 9) к подъёмному канату 180 (фиг. 8). Затем манипулятор- подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) осуществляет подъём ТПК 720 (фиг. 8, 9) на канате 180 (фиг. 8) при помощи барабанов 110 (фиг. 6, 7), редукторов 120 (фиг. 6, 7, 8) и тягового двигателя 130 (фиг. 6, 7) на высоту монтажа. Для предотвращения раскручивания ТПК 720 (фиг. 8, 9) при подъёме в преимущественном варианте настоящего изобретения подъём осуществляют с использованием двух канатов 180 (фиг. 8), наматывающихся на два барабана 110 (фиг. 6, 7), при этом скорость наматывания канатов 180 (фиг. 8) одинаковая для обеспечения равномерного подъёма ТПК 720 (фиг. 8, 9). Поднятая ТПК 720 (фиг. 8, 9) прижимается верхней частью к силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) с некоторым усилием. Перед началом подъёма очередного ТПК 720 (фиг. 8, 9) со связями 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) может переместиться при помощи ходового двигателя 160 (фиг. 6, 7) и подвижного шасси 170 (фиг. 6, 8) по направляющим силовой рамы 780 (фиг. 1, 6) ближе к участку силового каркаса, где производится монтаж связей. При этом такое перемещение производится одновременно с выполнением манипулятором-монтажником 300 (фиг. 1, 2, 5) операции по позиционированию и установке связей, 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) что позволяет сократить время на перемещение манипулятора-монтажника к манипулятору-транспортёру 400 (фиг. 1, 9), а значит повысить скорость монтажа силовой конструкции и снизить таким образом временные затраты. Манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) при помощи подвижного шасси 310 (фиг. 5) перемещается вдоль силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5. 6, 10) по направляющим 770 (фиг. 1, 5, 5) к манипулятору-подъёмнику 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) и при помощи устройства захвата связей, установленного на механизме установки связей 360 (фиг. 5), который в свою очередь расположен на поворотной раме 340 (фиг. 5), производит захват одной связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10). При этом ТПК 720 (фиг. 8, 9) прижат к силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) манипулятором-подъёмником 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) с некоторым усилием, что обеспечивает постоянство положения ТПК 720 (фиг. 8, 9) во время манипуляции со связями 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10). После того как манипулятор-монтажник 300 (фиг. 1, 2, 5) забрал все связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) из ТПК 720 (фиг. 8, 9) манипулятор-подъёмник 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) при помощи тягового двигателя 130 (фиг. 6, 7), редукторов 120 (фиг. 6, 7, 8), барабанов 110 (фиг. 6, 7) и канатов 180 (фиг. 8) осуществляет спуск ТПК 720 (фиг. 8, 9) вниз, где он будет перехвачено манипулятором-транспортёром 400 (фиг. 1, 9). Установка каждой связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) в проектное положение происходит за счёт: перемещения манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) по направляющим 770 (фиг. 1, 2, 5) к месту установки колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10); вращение манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5) при помощи опорно-поворотного устройства 320 (фиг. 5) вокруг вертикальной оси; вращения механизма установки связей 360 (фиг. 5) вокруг горизонтальной оси для позиционирования связи горизонтально либо под необходимым углом; изменения длины механизма установки связей 360 (фиг. 5); поворота связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) вокруг своей оси в необходимое для закрепление положение. Изменение длины механизма установки связей 360 (фиг. 5) может производиться, например, за счёт того, что механизм установки колонн 330 (фиг. 5) выполнен в виде пантографа. Поворот связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) вокруг своей оси может осуществляться, например, за счёт того, что механизм установки связей 360 (фиг. 5) на подвижном конце имеет два цилиндрических шарнира, которые позволяют вращать механизм установки связей 360 (фиг. 5) вокруг вертикальной и горизонтальной оси. В зависимости от принятой схемы монтажа, механизм установки связей 360 (фиг. 5) также обеспечивает крепление связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) к колоннам 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) (для горизонтальной связи) и к колонне 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) и горизонтальной связи 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) (для наклонной связи). Крепление может производится при помощи сварки, болтового соединения, клёпки и другими известными способами.
[00095] После установки всех связей 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) яруса силовой конструкции 600 (фиг. 10) вес силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) переносится манипулятором- домкратом 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) на закреплённые связями 740 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 10) колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10) нового яруса. При этом опорные участки 760 (фиг. 3, 4) прижимаются к силовой раме 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), в результате чего производится закрытие механических замков. Затем осуществляется переустановка манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) в стартовое положение. Для этого манипулятор- домкрат 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а), опираясь на силовую раму 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10), при помощи механизма подъёма 240 (фиг. 3, 4) и вертикальных направляющих 230 (фиг. 3, 4) осуществляет подъём крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) на высоту равную высоте колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10). В преимущественном варианте настоящего изобретения перед началом подъёма опорные лапы крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) втягиваются в центральную часть рамы, выполненную коробчатой, тем самым обеспечивается беспрепятственный подъём крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а). После подъёма на новый уровень крестообразная опорная рама 250 (фиг. 3, 4, 4а) оказывается напротив опорного участка 750 (фиг. 3, 4) колонны 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10), лапы крестообразной опорной рамы 250 (фиг. 3, 4, 4а) выдвигаются на опорный участок колонны 750 (фиг. 3, 4), обеспечивая его охват и возможность упора манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) на последний ярус колонн 730 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а, 5, 8, 10). После обеспечения упора манипулятора-домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а) на последний ярус колонн цикл строительства замыкается.
[00096] После возведения силовой конструкции 600 (фиг. 10) нужной высоты производится демонтаж манипулятора- домкрата 200 (фиг. 1, 2, 3, 4, 4а), манипулятора-монтажника 300 (фиг. 1, 2, 5), манипулятора-подъёмника 100 (фиг. 1, 6, 7, 8) с верхней силовой рамы 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10). Для демонтажа возможна частичная разборка манипуляторов. Также для демонтажа может использоваться крановое оборудование, например, кран- балка, заблаговременно установленная над силовой рамой 710 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) под крышей. После демонтажа перечисленные манипуляторы могут быть повторно и многократно использованы для возведения силовых конструкций систем гравитационного накопления энергии 600 (фиг. 10), что уменьшает капитальные затраты на возведения систем гравитационного накопления энергии.
[00097] При этом монтажные операции выполняются под контролем автоматизированных систем управления соответствующих манипуляторов, которые получают информацию от датчиков (включая, но не ограничиваясь: системы технического зрения, лазерных дальномеров, энкодеров, датчиков прижима), обмениваются информацией между собой, а могут получать и передавать данные системе управления верхнего уровня и операторам. [00098] Таким образом, использование заявленного изобретения обеспечивает возможность автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии 600 (фиг. 10) с минимизацией участия человека в процессе монтажа, при этом возводимая конструкция обладает необходимыми характеристиками для того, чтобы быть использованной в качестве гравитационного накопителя.
[00099] Реализация заявленного изобретения возможна с помощью известных промышленных изделий технологий, в том числе описанных в заявке, но также и понятных для специалиста и поэтому не раскрытых в настоящей заявке. Для использования силового каркаса требуется возведение ограждения, на способ и систему возведения которого подается отдельная заявка на получение патента на изобретение.

Claims

Способ автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии и комплекс устройств для его осуществления Формула изобретения
1. Способ автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии, включающий следующую последовательность операций:
- осуществляют монтаж первого яруса силовой конструкции;
- на первый ярус устанавливают силовую раму силовой конструкции;
- на силовой раме размещают по меньшей мере по одному манипулятору-домкрату, манипулятору-монтажнику и манипулятору- подъёмнику;
- осуществляют подъём силовой рамы манипулятором-домкратом на высоту достаточную для установки нового яруса силового каркаса между имеющимся ярусом и силовой рамой;
- с помощью манипулятора-транспортёра доставляют со склада колонны силового каркаса в зону подъёма;
- с помощью манипулятора-подъёмника поднимают колонны на уровень монтажа;
- формируют непосредственно под силовой рамой новый ярус конструкции, устанавливая каждую колонну в проектное положение с помощью манипулятора-монтажника, при этом манипулятор-подъёмник перемещается по силовой раме силовой конструкции так, что подъём колонн осуществляется рядом с уже смонтированным участком;
- с помощью механизма сдвига манипулятора-домкрата и крестообразной опорной рамы манипулятора- домкрата перемещают силовую раму в двух горизонтальных координатах для обеспечения соблюдения вертикальности каждого ряда колонн; - с помощью манипулятора-транспортёра доставляют со склада связи силового каркаса в зону подъёма;
- поднимают связи на уровень монтажа с помощью манипулятора- подъёмника;
- устанавливают каждую связь в проектное положение с помощью манипулятора-монтажника, фиксируя каждую колонну в проектном положении и завершая формирование нового яруса силовой конструкции, а затем переносят вес силовой рамы с манипулятора-домкрата на установленный ярус колонн с помощью манипулятора-домкрата, при этом манипулятор-подъёмник перемещается по силовой раме силовой конструкции так, что подъём связей осуществляется рядом с уже смонтированным участком;
- переносят вес манипулятора-домкрата на силовую раму и затем перемещают крестообразную опорную раму манипулятора-домкрата на один ярус выше с помощью манипулятора-домкрата;
- повторяют операции по подъёму силовой рамы и формированию нового яруса силовой конструкции необходимое число раз.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементы конструкции перемещаются манипулятором-транспортёром и манипулятором- подъёмником с использованием по меньшей мере двух транспортно- перегрузочных контейнеров.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электроснабжение манипулятора-подъёмника, манипулятора-монтажника и манипулятора- домкрата реализовано при помощи проводного соединения с источником питания.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что источник питания, размещён на силовой раме.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электроснабжение манипулятора-транспортёра реализовано автономным.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что автономным источником питания служит аккумуляторная батарея.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемещают крестообразную опорную раму манипулятора-домкрата на один ярус силовой конструкции выше с помощью системы гидроцилиндров.
8. Комплекс устройств для автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии, который включает, по меньшей мере: манипулятор- домкрат, манипулятор-монтажник, манипулятор-подъёмник, манипулятор-транспортёр, при этом:
- манипулятор-домкрат, манипулятор-монтажник и манипулятор- подъёмник размещены на силовой раме силовой конструкции;
- манипулятор-домкрат включает механизм сдвига, механизм подъема и крестообразную опорную раму для обеспечения возможности как вертикального подъёма силовой рамы, так и её горизонтального позиционирования в двух взаимно перпендикулярных направлениях;
- манипулятор-монтажник предназначен для установки элементов силовой конструкции на новом ярусе непосредственно под силовой рамой, включает шасси для перемещения по горизонтали вдоль силовой рамы;
- манипулятор-подъёмник предназначен для вертикальной доставки элементов силовой конструкции от манипулятора-транспортёра к манипулятору-монтажнику, включает канат для подъёма элементов конструкции и по меньшей мере один барабан для наматывания каната, шасси для горизонтального перемещения по силовой раме;
- манипулятор-транспортёр предназначен для перемещения по строительной площадке на нижнем уровне и обеспечения доставки элементов силовой конструкции со склада в зону подъёма манипулятором- подъёмником.
9. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что система подъема и механизм сдвига включают систему гидроцилиндров.
10. Комплекс устройств по п. 9, отличающийся тем, что манипулятор- монтажник выполнен с возможностью перемещения по горизонтали вдоль силовой рамы по направляющим силовой рамы.
11. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что манипулятор- монтажник включает датчики для позиционирования элементов конструкции.
12. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что элементы конструкции выполнены с возможностью перемещения с помощью манипулятора-транспортёра и манипулятора-подъёмника с использованием по меньшей мере двух транспортно-перегрузочных контейнеров.
13. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что электроснабжение манипулятора-подъёмника, манипулятора-монтажника и манипулятора- домкрата реализовано при помощи проводного соединения с источником питания.
14. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что электроснабжение манипулятора-транспортёра реализовано автономным.
15. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что по крайней мере один манипулятор содержит устройство приема-передачи данных.
16. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что по крайней мере один манипулятор содержит систему технического зрения.
17. Комплекс устройств по п. 8, отличающийся тем, что по крайней мере один манипулятор включает блок автоматизированной системы управления.
18. Комплекс устройств по п. 13, отличающийся тем, что источник питания размещён на уровне силовой рамы.
19. Комплекс устройств по п. 15, отличающийся тем, что автономным источником питания служит аккумуляторная батарея.
PCT/RU2021/000186 2021-04-28 2021-05-04 Способ монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии WO2022231457A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021112192 2021-04-28
RU2021112192A RU2759467C1 (ru) 2021-04-28 2021-04-28 Способ автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии и комплекс устройств для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022231457A1 true WO2022231457A1 (ru) 2022-11-03

Family

ID=78607269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000186 WO2022231457A1 (ru) 2021-04-28 2021-05-04 Способ монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2759467C1 (ru)
WO (1) WO2022231457A1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU730941A1 (ru) * 1977-10-11 1980-04-30 Специальное Проектно-Экспериментальное И Конструкторское Бюро Министерства Промышленного Строительства Армянской Сср Способ монтажа каркаса здани
CN1155029A (zh) * 1996-10-07 1997-07-23 邓庚厚 一种由上往下建造建筑物的顶升式建筑法
KR100980806B1 (ko) * 2008-06-30 2010-09-10 주식회사 씨에스구조엔지니어링 자동화건축의 가설시스템 및 이를 이용한 자동화 건축방법
RU2606886C1 (ru) * 2015-12-14 2017-01-10 Павел Степанович Тигунцев Автоматизированный способ возведения зданий из строительных блоков
RU2712845C1 (ru) * 2018-11-30 2020-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Концерн МонАрх" Способ изготовления крупногабаритного готового объемного модуля и способ строительства здания из крупногабаритных готовых объемных модулей
RU2732741C1 (ru) * 2019-07-22 2020-09-22 Николай Николаевич Жаворонков Способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами
RU2743988C1 (ru) * 2019-09-12 2021-03-01 Общество с ограниченной ответственностью "Энергозапас" Несущая конструкция гравитационной системы накопления энергии

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU730941A1 (ru) * 1977-10-11 1980-04-30 Специальное Проектно-Экспериментальное И Конструкторское Бюро Министерства Промышленного Строительства Армянской Сср Способ монтажа каркаса здани
CN1155029A (zh) * 1996-10-07 1997-07-23 邓庚厚 一种由上往下建造建筑物的顶升式建筑法
KR100980806B1 (ko) * 2008-06-30 2010-09-10 주식회사 씨에스구조엔지니어링 자동화건축의 가설시스템 및 이를 이용한 자동화 건축방법
RU2606886C1 (ru) * 2015-12-14 2017-01-10 Павел Степанович Тигунцев Автоматизированный способ возведения зданий из строительных блоков
RU2712845C1 (ru) * 2018-11-30 2020-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Концерн МонАрх" Способ изготовления крупногабаритного готового объемного модуля и способ строительства здания из крупногабаритных готовых объемных модулей
RU2732741C1 (ru) * 2019-07-22 2020-09-22 Николай Николаевич Жаворонков Способ возведения многоэтажного здания с энергосберегающими многослойными стенами
RU2743988C1 (ru) * 2019-09-12 2021-03-01 Общество с ограниченной ответственностью "Энергозапас" Несущая конструкция гравитационной системы накопления энергии

Also Published As

Publication number Publication date
RU2759467C1 (ru) 2021-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4554681B2 (ja) 物品の製造および／または組み立てのために使用される施設
EP0358433B1 (en) Construction apparatus and construction method
CN112431397B (zh) 高层建筑建造系统及其安装使用方法
RU2759467C1 (ru) Способ автоматизированного монтажа силовой конструкции гравитационного накопителя энергии и комплекс устройств для его осуществления
CN108265830B (zh) 一种多工位移动式施工座及拼装顶升式建筑施工方法
EP3326959B1 (en) Lifting arrangement for a mast, a mast divided into elements, and methods for assembling, dismantling and servicing of a mast
RU2759162C1 (ru) Способ автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии и система для его реализации
JP3212233B2 (ja) 天井クレーン先行利用による発電所の建設工法
KR102628253B1 (ko) 스태커 시스템 및 이를 포함하는 선조립 철골 구조물의 하중 분산형 실내 리프팅 장비
KR102623001B1 (ko) 선조립 철골 구조물의 양중용 이중 프레임 구조체 및 이를 포함하는 선조립 철골 구조물의 하중 분산형 실내 리프팅 장비
US20240175277A1 (en) Load dispersion-type indoor lifting apparatus for prefabricated steel structure and method of installing prefabricated steel structure by using same
JP7465775B2 (ja) 棟間ブリッジ架設工法
CN215853971U (zh) 一种平移式立体构件堆场
KR200200364Y1 (ko) 고층 건축물 시공장치
CN219081588U (zh) 用于隧道内安装顶部连接件的安装设备
JP2703102B2 (ja) ビルの建設方法及び建設用搬送装置
JPH04118438A (ja) 建築物の施工方法およびその装置
JP2627705B2 (ja) 架構の自動組立施工法
JPH08326323A (ja) 高層建築物の建設装置
JP3515847B2 (ja) 原子力発電プラント建設時の機器搬入工法
CN114988302A (zh) 一种智能堆场配合可移动塔吊转移的超高层施工方法
CN118405601A (zh) 一种翻转下放装置、安装方法及钢管施工方法
JP2778842B2 (ja) ビルの建設方法
JPS5830979B2 (ja) 大張間架溝の建方工法
JPH04319172A (ja) 建物の架構構築装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21939486

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21939486

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1