Роботизированная установка
для строительных операций
Анализ применяющихся в настоящее время методов строительства и материалов приводит к выводу, что кирпичному
и монолитному строительству в России пока нет альтернативы.
Каждый из методов имеет свои достоинства и недостатки, свое собс-твенное техническое оформление и направление развития.
И, наконец, последние годы все шире применяется сборно-монолитная универсальная система КУБ-2.5, включающая в себя д
остоинства обоих методов и уменьшающая их недостатки.
Тем не менее, количество ручных операций в строительстве остается
неоправданно высоким.
В 80-е и 90-е предпринимались неоднократные попытки решения этой проблемы и в России, и в Японии, и в США,
но эффективного решения найдено не было из-за громоздкости и ненадежности системы управления и исполнительных механизмов.
В настоящее время уровень развития техники и электроники уже достиг состояния, которое позволяет решить эту задачу.
Автор предлагает вариант такого решения -
роботизированную установку для строительных операций (РУСО).
В предыдущей публикации (1) речь шла об автоматическом устройстве кладки стен (АУКС), но поскольку для производства
кирпичной кладки требуется линия подачи кладочного раствора, в задачу которой входит доставка и укладка раствора
в любую точку, то с ее помощью, попутно, можно решить задачи замоноличивания швов, оштукатуривания, заливки полов, теплоизоляции и торкретирования. То есть быстро решить целый ряд задач в процессе строительства, что неизбежно ускорит и удешевит процесс.
Ниже приводится описание состава и взаимодействия агрегатов, многие из которых давно отработаны и выпускаются серийно.
Линия подачи штукатурного
и кладочного раствора (рис.1)
Сухая растворная смесь заводского приготовления подается из безнапорных емкостей, установленных на территории строительной
площадки с помощью автоматических пневмотранспорт-ных установок (2), соединенных с выпускным отверстием емкости.
Поток с низкой концентрацией материала благодаря действию сжатого воздуха подводится в насос-смеситель
(напр. Putzknecnr S49 или Uelmat S63) расположенный в сооружаемом объекте.
Для этого загрузочная воронка этих машин закрыта насадкой для вдувания материала. Для обеспыливания сбрасываемого
сжатого воздуха насадка снабжена фильтровальными рукавами.
Пневмо-транспортная установка
управляется с помощью датчика уровня заполнения, установленного в указанной насадке.
Кроме ресивера сжатого воздуха (емкостью 55-65 л) в установке имеется компрессор со шкафом управления,
производительность подачи составляет 0,9-3,6 куб. м/час, при расходе воздуха от 1,4 до 2 куб. м/час (давление 2-3 бара),
дальность транспортировки до 120 м, мощность электропривода 6 квт.
Для беспрепятственного истечения сухой растворной смеси безнапорные емкости оборудованы приспособлениями
для аэрации и рыхления, а также внешними вибраторами.
Насос-смеситель состоит из:
- загрузочной камеры;
- подающего шнека, который равномерно вводит сухую растворную смесь в зону перемешивания и воду;
- перемешивающего устройства;
- шнекового насоса для транспортировки свежеприготовленного раствора.
Свежеприготовленный раствор подается по рукавному тру-бопроводу длиной 10-20 м сплошным потоком
к распылительному устройству, которое позволяет с помощью сжатого воздуха наносить готовую смесь.
Распылительное устройство снабжено двумя типами сопел:
- для оштукатуривания;
- для кирпичной кладки через гаситель.
Распылительное устройство присоединяется к кисти авто-матического гидроманипулятора подачи раствора (АМПР)
на самоходной платформе с системой лазерного навигатора(З), с помощью которой робот способен
самостоятельно ориентироваться во время движения.
Лазерный навигатор определяет реальное положение робота посылкой лазерного луча при одновременном вращении
в горизонтальной плоскости, отражение луча от кони-ческого куба, установленного снаружи, подтверждает местоположение.
Погрешность исключена, кроме того, свободно выбирается маршрут движения по программе.
Управление исполнительным органом осуществляется бортовым компьютером на основе видеоинформации,
получаемой от специальных высокоскоростных видеокамер (4) системы технического зрения.
(Рис.2)
Основные технические характеристики АМПР
Габаритные размеры, мм 1500*700*600
Масса самоходной платформы,кг 170
Грузоподъемность манипулятора,Н 300
Число степеней подвижности манипулятора 6
Вид привода - электрический переменного тока и гидравли
ческий
Устройство управления- бортовой компьютер
Режим управления автоматический и
дистанционный.
Заменив линию подачи штукатурного раствора на линию подачи бетона можно, с помощью робота либо бетонировать фундаменты,
либо наносить торкрет-бетонное покрытие.
Линия укладки кирпича
В состав линии входят:
I - автоматическое устройство кладки стен-АУКС
II - линия подачи раствора
АУКС представляет собой самоходную самоориентирующу-юся платформу с автоматическим манипулятором, аналогичную АМПР,
но на выходной фланец кисти крепятся и распылительное сопло линии подачи раствора, и вакуумное грузозахватное
устройство (развернутые друг относительно друга на 180)
(рис.З)
Технологический процесс будет состоять из следующих операций:
1. Подъем необходимого количества кирпичей на требуемый этаж и раскладывание по периметру здания в пределах
досягаемости манипулятора АУКС
2. Установка АУКС на исходную позицию.
3. Подсоединение распылительного сопла линии подачи рас-твора
4. Подача кладочного раствора на место кладки и разравни-вание его в слой расчетной толщины при помощи системы
технического зрения
5. Разворот кисти на 180 (приведение в рабочее состояние вакуумного грузозахватного приспособления) и поворот
манипулятора к поддону с кирпичами
6. Захват порции кирпичей пневмоприсосками с помощью системы технического зрения
(система обработки видеоинформации позволяет быстро оценить местоположение и ориентацию предмета)
7. Поворот руки в рабочее положение
8. Укладка кирпичей в рабочее положение с помощью системы технического зрения и бортового компьютера
9. Передвижение АУКС на шаг вперед по программе и повторение
цикла
Таким образом, строительством занимаются 10-12 чел., которые последовательно будут заниматься монтажом,
кладкой, штукатуркой и т.д.
А время возведения здания:
Время на монтаж каркаса +
280 часов на кладку 1 млн кирпичей +
подготовительное время- 40 час. +
время на заливку полов, штукатурку и т.п. В сумме время должно уменьшиться в 2-3 раза
Список литературы:
1.”Стройпрофиль”, No1 2002 г.
2. Брукс Г. “Торкрет-бетон”, 1985г.
3.Гришин Б.В. “Мобильные и подвижные роботы
используемые в немашиностроительных отраслях”,1990 г.
| 
