робот для строительства стен
Робот-строитель Hadrian может работать в 20 раз быстрее человека
Fastbrick Robotics, компания из Перта (Австралия) создала робота по имени Hadrian, который совершает кирпичную кладку. Компания утверждает, что он способен построить фундамент дома в течение двух дней.
Hadrian может уменьшать материал до нужного размера, скреплять его раствором и класть по 1000 кирпичей в час, что в 20 раз быстрее средней скорости каменщика. Hadrian делает возможным возведение современных домов из кирпича со скоростью 150 зданий в год (при условии, что раздвижная стрела не будет опрокидываться).
Гигантская рука робота движется, опираясь на фиксированные метки, которые берут информацию из проекта дома в приложении 3D CAD. Он автоматически исправляет себя 1000 раз в секунду, чтобы предотвратить помехи от вибрации или электричества. Также есть лазеры для триангуляции положения, но все это звучит очень сложно.
Преимущества, казалось бы, в том, что робот-строитель может работать 24 часа в сутки, независимо от погодных условий или перерывов. Какая радость жить рядом со строительной площадкой, где круглосуточно работает такой робот и в буквальном смысле никогда не дает возможности поспать!
«Hadrian сокращает общее время строительства стандартного дома примерно на шесть недель, — заявил генеральный директор Fastbrick Robotics Майк Пивак для Gizmag. — В связи с высоким уровнем точности, которого мы достигли, большинство других компонентов, таких как кухни и ванные комнаты, а также стропила могут быть изготовлены параллельно и просто установлены, как только кладка будет завершена».
Если Вы вдруг беспокоитесь о том, что роботы заберут все наши хорошие рабочие места в строительстве и приготовлении кофе, примите во внимание, что Hadrian не только снизит отходы и выбросы (он, по идее, электрический), но и создаст рабочие места. В Австралии кладка кирпича, по-видимому станет частью карьеры прошлого, так как большинству мастеров-ремесленников сейчас за 50 и они приближаются к пенсионному возрасту. Приобщение робототехники к работе, как надеются изобретатели, даст рабочие места молодежи.
Вы можете ознакомиться с принципом работы робота Hadrian на видео ниже:
Строительные роботы: технологии настоящего и будущего
Ученые, инженеры и архитекторы уже вплотную приблизились к тому, чтобы воплотить мечту миллионов землян в реальность. Они трудятся над управляемыми дистанционно машинами, способными вести строительные работы практически без участия человека. Это внушает надежду, что уже в недалеком будущем на смену хрущевкам придут комфортные и бюджетные многоэтажки.
Рассказываем нашим читателям и участникам forumhouse.ru о новых возможностях использования роботов в строительстве.
Дома с зимним садом и теплым бассейном на крыше, построенные машинами не за годы и месяцы, а в течение недели – это ли не мечта современного человека? Но пока речь идет лишь об отдельных строительных процессах. Например, компания Construction Robotics из Нью-Йорка разработала робота-«каменщика», который специализируется на автоматизированной кладке кирпичей. Вот бы такую машину – каждому, кто сам строит дом!
А для тех, кто мечтает не просто о комфортном жилище, а настоящем арт-объекте, швейцарская фирма Gramazio & Kohler предлагает создать нестандартную кирпичную кладку: в соответствии с запрограммированной 3D-моделью робот размещает кирпичи не стройными рядами, а волнистыми линиями, как бы рисуя картину.
На этом фото представлено здание винодельни Гантенбайн в Швейцарии: кирпичная кладка, созданная роботом, напоминает виноградную лозу.
Пригодился бы «в хозяйстве» и еще один полезный помощник. Студент из шведского института Омер Хэкайомероглу придумал робота ERO на гусеничном ходу. Он «стирает» бетонный слой со стены и оставляет арматуру нетронутой – для повторного использования, да еще и очищает ее от ржавчины.
Такие «пожиратели бетона» могут использоваться при демонтажных работах. Машина действует по принципу пылесоса (когда он работает «на выдув»), снимая бетон при помощи мощных струй воды. На выходе – очищенный и упакованный бетон, который отправляют на перерабатывающие станции.
Эти роботы трудятся без пыли и не оставляют мусора, избавляя тем самым строителей-людей от необходимости дышать вредными веществами при сносе зданий. К тому же, то, что раньше отправлялось на мусор, теперь можно будет отвозить на переработку. Да еще и используемая при работах вода снова всасывается в систему и используется повторно. Сплошная экономия!
Перспективным направлением в применении строительных роботов является также экспертиза строительных конструкций. Например, конструкторы американской компании FTD Highrise Inspection разработали электронный инспектор, способный передвигаться по поверхности здания, делая снимки, на которых можно будет увидеть дефекты – трещины, коррозию, сколы..
Еще одно достоинство строительных роботов состоит в их возможности работать в труднодоступных и ограниченных пространствах – тоннелях, подвалах, на высоте – там, где опасно находиться человеку. Также с помощью электронных машин ученые рассчитывают значительно сократить время строительства зданий.
Ожидается, что роботы будут способны собрать каркас двухэтажного дома за сутки и снизят стоимость его возведения в пять раз.
Разработку таких чудо-машин одновременно ведут сразу несколько научных групп в разных странах мира: исследователи Южно-калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, специалисты Школы машиностроения при Университете Лафборо в Великобритании, в России – участники проекта «Minibuilders» под руководством Петра Новикова и Саши Йокича и другие.
По задумке ученых, дом в скором времени можно будет «напечатать» на 3D-принтере: управляемая компьютером машина, в соответствии с запрограммированным архитектурным планом, будет самостоятельно строить здание.
Единственное «но» – пока что такие машины могут печатать лишь небольшие фрагменты, а не целое здание (только представьте, какого размера потребовался бы принтер!). Однако исследователи из IAAC (Института современной архитектуры Каталонии) недавно нашли выход. Ученые предложили «печатать» дом поэтапно. Для этого они разработали мобильные 3D-принтеры «Minibuilder» («Мини-строитель»).
Машины небольшого размера (самая крупная – шириной 42 см) могут печатать строительные конструкции любого масштаба, делая это слой за слоем. Роботы работают вчетвером, у каждого «рабочего» – свои функции, которые координируются центральным компьютером.
Например, «Supplier» («Поставщик») доставляет жидкий стройматериал на площадку. Второй – «Foundation» («Формировщик») – возводит фундамент. Третий, «Grip» («Грейфер»), возводит стены, сразу высушивая их встроенными фенами. После стен он приступает к потолкам, оконным и дверным проемам. Четвертый, «Vacuum» («Вакуум»), присасывается к поверхностям с помощью вакуумных присосок и заштукатуривает их.
Разработчики технологии 3D-строительства экспериментируют и с материалами: используют быстро затвердевающий раствор гипса и бетона, смесь мраморной пудры и терморегулирующихся полимеров. В перспективе планируется развивать применение «умных» материалов с памятью формы или материалов, реагирующих на свет.
И, конечно, с помощью строительных роботов архитекторы смогут создавать здания любой формы. Например, такой, как на проекте лондонского архитектурного бюро «Softkill design».
На этом фото представлено одноэтажное строение, напоминающее кокон бабочки. Оно полностью создано из 3D-печатных пластиковых компонентов. Разработчики уверяют, что на печать всех частей дома потребуется три недели, а на сборку – всего один день.
Строительные роботы: технологии будущего уже сегодня
Строительство — это область человеческой деятельности, где для робототехники имеется огромный потенциал. Строительный робот способен облегчить труд рабочих, ускорить процесс, обеспечить возведение уникальных сооружений в экстремальных условиях. В настоящее время существует целое направление с такой специализацией, базирующееся на инновационных технологиях и подходах.
Зачем нужны строительные роботы?
Строительные работы всегда связаны с трудоемкими операциями, требующими тяжелого физического труда. Применение роботов-строителей позволяет значительно сократить сроки строительства, облегчить труд на основных и вспомогательных процессах, устранить человеческий фактор, нередко приводящий к тяжелым последствиям, повысить качество и точность строительных работ. В ряде регионов климатические условия затрудняют строительство, а для роботов они не страшны. В конечном итоге роботизация позволяет снизить себестоимость возводимых объектов и расширяет зоны возможного строительства.
Пресловутый человеческий фактор начинает сказываться уже на стадии проектирования сооружений. Все несовершенства человеческого участия способна устранить робототехника. Разработана специальная технология — Building Information Modeling (BIM), позволяющая создавать информационную модель любого объекта. Путем сбора и обработки всех сведений о сооружении и их взаимосвязей формируется трехмерная модель конструкции. Использование роботов повышает точность ее построения с учетом всех воздействующих факторов.
Типы строительных роботов с примерами использования
Ведущие компании, связанные с робототехникой, уже сейчас выпускают разнообразные строительные аппараты, с успехом используемые при строительстве больших объектов. Такие устройства показали свою высокую эффективность на всех стадиях — от проектирования до финишной отделки.
Робототехника Universal Robots в строительстве
Комплексный подход в автоматизации строительных работ продемонстрировали разработчики роботов Universal Robots. Их можно рассмотреть на примере самого легкого представителя этой серии — модели UR3e. Это компактный коллаборативный робот, подходящий для совместной работы с разнообразным оборудованием. Он имеет манипулятор в форме руки, в котором обеспечивается круговое вращение (360 градусов) во всех сочленениях (суставах) и неограниченное вращение в торцевом соединении. Такая подвижность дает возможность выполнения различных работ с подъемом и перемещением предметов весом до 3 кг.
Робот имеет универсальные способности. Его можно использовать для сборки конструкций (в т. ч. для завинчивания и сварки), склеивания, дозировки многокомпонентных смесей и растворов, полировки и зачистки, погрузочно-разгрузочных работ.
Строительные роботы для кладки кирпичей
Возведение кирпичной кладки — это достаточно трудоемкая и однообразная работа. Однако при ее выполнении необходимо тщательно контролировать горизонтальность рядов и вертикальность кладки. Строительные роботы, работающие по соответствующей программе, легко справляются с такой задачей, значительно ускоряя процесс.
Одним из первых аппаратов стал американский робот Construction Robotics SAM. Он способен качественно укладывать более 3000 кирпичей за смену, что в несколько раз превышает возможности человека. На российском рынке можно приобрести модель SAM100, который устанавливается непосредственно на месте возведения стен и обеспечивает нужное качество.
Другой пример — австралийский аппарат Fastbrick Robotics Hadrian X. Работая по программе BIM, он способен действовать по заданной пространственной модели, обеспечивая нужную систему кладки и резку кирпичей в рамках цельной конструкции.
Универсальный FANUC M-10iA/12S
Компания FANUC Robotics создала ряд роботов, которые эффективно выполняют разнообразные строительные работы. Примером может служить модель FANUC M-10iA/12S с укороченной рукой и полым запястьем. Это высокоскоростной аппарат с великолепной подвижностью суставов. Способен манипулировать предметами весом до 12 кг. Такой аппарат справляется с облицовочными материалами. Он может укладывать стекловолокно, пенопластовые и другие плиты. Высокая скорость достигается при ламинировании. Аппарат часто используется при погрузочно-разгрузочных работах, при этом формируется идеальная укладка в штабели.
Самоходный вакуумный подъемник-робот Geko PV
Больших физических усилий требует подъем и монтаж достаточно тяжелых строительных элементов — панелей (например, стеклянных), сэндвич-панелей, листов и плит. Облегчить такие операции способны роботы английской компании GGRgroup. Востребованным аппаратом является подъемник Geko PV. Это самоходное устройство в виде коленчато-локтевого механизма, обладающего специальными захватами вакуумного типа повышенной мощности. С их помощью оборудование захватывает и удерживает габаритные предметы весом до 175 кг. Груз может поворачиваться, фиксироваться в горизонтальной и вертикальной плоскости.
Роботы краны MCC 804
Указанная компания специализируется и на выпуске роботов-кранов. Они предназначены для сборки строительных конструкций в высотных сооружениях и входят в автоматизированную систему RCA, объединяющую такие подсистемы: подготовка и сборка материала, сборка балок и ферм, строительная система всего объекта, контроль и управление. Среди лучших аппаратов выделяется МСС 804 на гусеничном ходу. Оборудование снабжено телескопической 4-секционной стрелой, способной поднимать груз весом до 8 тонн на высоту почти 14 м.
Роботы «Кука» для строительства из дерева
Для возведения деревянных строений компания Kuka разработала и выпускает специальные строительные роботы. В частности, такими способностями обладает аппарат серии KR Quantec. В нем применена технология сшивки деревянных элементов. С помощью робота можно изготовить различные детали таких конструкций. Например, для павильона в Штутгарте (Германия) было произведено более 150 различных деревянных элементов с разным радиусом закругления. Практически все сооружение аппарат возвел в автоматическом режиме по специальной программе.
Роботы для сноса зданий
Для демонтажа различных сооружений роботы применяются уже несколько лет. Они представляют собой мобильные агрегаты, напоминающие экскаватор. Такие аппараты комплектуются всевозможными инструментами: дробилками, ковшами, молотами, сеялками и т. п. Ими разрушаются бетонные конструкции и демонтируются другие элементы. Характерный пример — телеуправляемый робот Brokk 330D (Швеция). Он работает от автономного дизельного двигателя.
Дроны в строительстве
Новое направление использования роботизированной техники в строительстве — задействование дронов. Они широко применяются для геодезических исследований перед началом строительства, контроля проведения работ и их соответствия проекту. Помимо таких исследовательских функций, дроны способны выполнять и практические работы: очистку территории, покраску, транспортировку и подъем строительных материалов. Примером использования дронов может служить робот-маляр Worker Bee американской компании Apellix.
Роботы и 3D-принтеры в строительстве
Современные 3D-принтеры находят применение в строительстве. Они используются для изготовления отдельных элементов и конструкций путем экструзии, порошковой технологии, аддитивной сварки. Такие детали отличаются высокой точностью, сложными формами и быстрым изготовлением. Американская компания ICON создала даже 3D-принтер, способный напечатать небольшой одноэтажный дом целиком.
Особое внимание уделяется совместной работе строительных роботов и 3D-принтеров. В этом направлении выделяется компания KUKA Branch Technology, создавшая такой конгломерат. С помощью совмещения работы аппаратов удается возвести сложные сооружения ячеистого типа.
Преимущества и перспективы использования роботов в строительстве
Применение строительных роботов имеет ряд неоспоримых преимуществ:
Несмотря на явные преимущества роботизации строительства, такие роботы все еще применяются редко. Это связано с высокой стоимостью аппаратов и наличием определенного недоверия. Перспективы внедрения роботизированного оборудования огромны. В настоящее время свои разработки предлагают ведущие зарубежные и отечественные компании. В них применены инновационные технологии, что повышает надежность аппаратов и качество работ.
Уже сейчас 3D-принтеры готовы распечатать целые поселения из небольших, но уютных домов. Они могут создаваться в труднодоступных местах, на тяжелых грунтах и вечной мерзлоте. С помощью строительных роботов возможно строительство в Арктике и Антарктике, высоко в горах и под водой. Опробована на практике пространственная печать мостов и башен. Если заглянуть в будущее, то строительные роботы могут стать незаменимыми помощниками при освоении других планет.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Fastbrick Robotics, компания из Перта (Австралия) создала робота по имени Hadrian, который совершает кирпичную кладку. Компания утверждает, что он способен построить фундамент дома в течение двух дней.
Но этот робот, больше похожий на обычный грузовик, просто кладет кирпичи.
Делает это быстро, аккуратно и тихо. Со скоростью и точностью, непостижимой обычным рабочим. Хороший трезвый строитель кладет 500—600 кирпичей в день (и еще меньше шлакоблоков). Дом, который бригада рабочих соорудила бы за 16—17 дней, Hadrian построит за двое суток (надо ли упоминать, что на обед и поспать он не уходит).
Чтобы запустить процесс, нужно поставить несколько маячков по габаритам сооружения, скрестить пальцы и начать исполнение программы. Чтобы воссоздать атмосферу стройки, запись отборного мата можно включить в магнитоле грузовика.
Hadrian может уменьшать материал до нужного размера, скреплять его раствором и класть по 1000 кирпичей в час, что в 20 раз быстрее средней скорости каменщика. Hadrian делает возможным возведение современных домов из кирпича со скоростью 150 зданий в год (при условии, что раздвижная стрела не будет опрокидываться).
Fastbrick Robotics Hadrian
Гигантская рука робота движется, опираясь на фиксированные метки, которые берут информацию из проекта дома в приложении 3D CAD. Он автоматически исправляет себя 1000 раз в секунду, чтобы предотвратить помехи от вибрации или электричества. Также есть лазеры для триангуляции положения, но все это звучит очень сложно.
Преимущества, казалось бы, в том, что робот-строитель может работать 24 часа в сутки, независимо от погодных условий или перерывов. Какая радость жить рядом со строительной площадкой, где круглосуточно работает такой робот и в буквальном смысле никогда не дает возможности поспать!
«Hadrian сокращает общее время строительства стандартного дома примерно на шесть недель, — заявил генеральный директор Fastbrick Robotics Майк Пивак для Gizmag. — В связи с высоким уровнем точности, которого мы достигли, большинство других компонентов, таких как кухни и ванные комнаты, а также стропила могут быть изготовлены параллельно и просто установлены, как только кладка будет завершена».
Если Вы вдруг беспокоитесь о том, что роботы заберут все наши хорошие рабочие места в строительстве и приготовлении кофе, примите во внимание, что Hadrian не только снизит отходы и выбросы (он, по идее, электрический), но и создаст рабочие места. В Австралии кладка кирпича, по-видимому станет частью карьеры прошлого, так как большинству мастеров-ремесленников сейчас за 50 и они приближаются к пенсионному возрасту. Приобщение робототехники к работе, как надеются изобретатели, даст рабочие места молодежи.
Fastbrick Robotics Hadrian
Инженеры из Швейцарии создали робота, заменяющего несколько профессиональных рабочих на стройке. Будущее – уже сегодня! Именно этим девизом руководствовались швейцарские новаторы, когда решили создать робота, предназначенного для выполнения арматурных работ на строительстве.
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха работают над проектом первого в мире дома, который будет спроектирован и построен с помощью цифровых производственных процессов. Дом получил название DFAB House.
Роботы способны за сутки сделать облицовку здания кирпичом, а с помощью 3D-печати можно строить мосты прямо на объекте — цифровые технологии призваны кардинально изменить подход к строительству. Группа исследователей из Швейцарской высшей технической школы Цюриха в настоящий момент тестирует работу этих технологий как в специально созданных средах для тестирования, так и в реальных условиях. DFAB House станет первым домом, который будет не только спроектирован на компьютере, но и практически полностью построен при помощи цифровых процессов строительства.
Трехэтажное здание возводится в Дюбендорфе (Швейцария) на территории исследовательского центра NEST — совместного проекта Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (Empa) и Швейцарского федерального института водных наук и технологий (Eawag). Над реализацией амбициозного проекта работают ученые из различных областей, включая архитектуру, робототехнику, материаловедение, структурный анализ и исследование социально-экологической ответственности. В результате в процессе строительства DFAB House будут использованы четыре инновационные технологии строительства, разработанные исследователями из Швейцарской высшей технической школы.
Fastbrick Robotics Hadrian
Швейцарцы решили, что для демонстрации всех возможностей устройства лучше всего построить целый дом. Монолитный дом в стиле хай-тек, одновременно являющийся лабораторией, на которой проверяются возможности робота, имеет площадь 200 кв. м и высоту в три этажа.
Строительство дома планируется закончить в 2018 году, а пока учёные совершенствуют своё устройство, которое, по их словам, должно полностью заменить рабочих, занимающихся армированием конструкций, и их заливку бетоном.
Робот передвигается на гусеничном шасси. Высота робота 2 метра, а высокоподвижная «рука» — манипулятор значительно расширяет площадь ведения работ. На данном этапе, для точного позиционирования на строительной площадке, роботу требуются помощники – люди.
Инженеры закладывают в бункер робота арматуру, затем раскладывают на поверхности фундамента – маркеры – специальные метки, необходимые для их считывания электронным «глазом» робота. Робот, сориентировавшись, двигается вдоль меток и производит монтаж арматурного каркаса в соответствии с проектом и загруженной спецификацией.
Fastbrick Robotics Hadrian[/caption]
Пока робот самостоятельно соединяет лишь горизонтальную арматуру и поперечные связи. Вертикальные стержни устанавливают люди, но, благодаря точному позиционированию и 3D моделированию, робот способен быстро вязать сложнейшие арматурные каркасы, имеющие криволинейную поверхность.
После монтажа каркаса он заливается специальной бетонной смесью с пластификаторами, повышающими её удобоукладываемость. По словам учёных, благодаря современным цифровым технологиям и 3D печати, которая также используется при строительстве пилотного здания, они надеются создать настоящий роботизированный комплекс, которым управляет один оператор.
Это должно ускорить все этапы строительства и свести т.н. «человеческий фактор» к минимуму. Кроме этого, внедрение новаций позволит возводить дома нестандартной архитектуры со сложными фасадами, арками и необычным гнутым интерьером.
Американцы разрабатывают строительного робота, который сам проектирует и печатает дома.
Когда речь заходит о строительных роботах и 3D печати домов, большинство людей представляет высокотехнологичный механизм под управлением человека. Таким роботам, как минимум, нужен один оператор и помощники — люди, которые будут их обслуживать. Инженеры из Массачусетского технологического института решили заглянуть в будущее и разработали прототип автономного робота-строителя.
Робот представляет собой самоходное шасси. В передней части «строителя» находится «рука» — умный многофункциональный манипулятор. За «рукой» с компьютеризированным механизмом управления размещается платформа со строительными материалами. На данный момент для отработки концепции робот возит за собой ёмкости с ППУ (пенополиуретаном) и пенобетоном, из которого он строит купольный дом по технологии несъёмной опалубки. Сначала возводится внешняя и внутренняя ППУ-стена, а промежуток затем заполняется пенобетоном.
На возведение купола диаметром 15 метров робот тратит около 10-14 часов. При этом робот не нуждается в управлении человеком и сам, сориентировавшись на местности по меткам, принимает решение, как ему возводить сооружение. Если раствор заканчивается, робот уезжает на базу для дозаправки, после чего продолжает строительство дома. По словам разработчиков, выбор материалов и методики возведения обусловлен тем, что так проще «научить» робота строить и внести соответствующие корректировки в программное обеспечение.
Следующий шаг — использование для строительства бетона, который для подвижности модифицируют специальными добавками. Для работы с разными строительными растворами предусмотрен набор насадок-распылителей. Кроме этого, по мере совершенствования робота научат работать с арматурой, сварочным аппаратом. И экскаваторным ковшом. По замыслу инженеров, со временем на базе прототипа получится создать полностью автономного робота.
Например, одним из сценариев может стать отправка нескольких роботов-строителей в отдалённый район, где они, взаимодействуя друг с другом, приступят к возведению строений. Причём роботы, в зависимости от исходных данных и наличия строительных материалов, сами рассчитают параметры строения и примут решение, из чего и как им строить. Дополнительно робота снабдят также солнечными батареями и набором сменных «рук».
Студенты Школы архитектурной ассоциации в Лондоне решили доказать, что робот может спланировать дом с нуля, без чертежей и заранее заготовленных материалов. Эксперимент увенчался успехом.
Робот смотрит на деревья и сразу видит дом. Камеры сканируют стволы деревьев, с помощью специально написанных алгоритмов робот просчитывает форму древесины, находит осевые линии и оценивает индивидуальную прочность материала, после чего, опираясь на своеобразие формы предоставленного материала, создает проект здания.
В архитектурной лаборатории робот принимается за работу, режет и придает форму бревнам, делая заготовки для будущего строения, как будто выпиливая части для паззла. Конечно, без человеческой помощи не обошлось, именно люди создали видение машины, и конечная сборка дома тоже находится на их плечах, строить самостоятельно робот пока не может. Но это лишь вопрос времени и желания. Главное, что он прекрасно знает, как это сделать, и он такой не один. Современные дроны уже способны возводить башни, а для строительства космических станций разрабатываются роботы-пауки, освоившие технологию 3D-печати.