包括受控可移动的至少一个第一装置和布置在第一装置上用于施加材料的至少一个第二装置的系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种系统(10)，该系统包括受控可移动的至少一个第一装置(20)和布置在该第一装置上用于施加材料的至少一个第二装置(27)。根据本发明专利技术，为了易于产生复杂的结构，提出了该受控可移动的至少一个第一装置(20)由设置有至少一个转子(21)的飞行器(20)构成，该飞行器具有用于储存材料的至少一个容器(231；232)。

A system including at least one first device which is controlled and movable and at least one second device arranged on the first device for applying materials

The invention relates to a system (10) comprising at least one controlled movable first device (20) and at least one second device (27) arranged on the first device for applying materials. According to the invention, in order to easily generate complex structures, it is proposed that the controlled movable at least one first device (20) is composed of an aircraft (20) provided with at least one rotor (21), which has at least one container (231; 232) for storing materials.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括受控可移动的至少一个第一装置和布置在第一装置上用于施加材料的至少一个第二装置的系统本专利技术涉及根据专利权利要求1的前序部分的一种系统，该系统包括受控可移动的至少一个第一装置和布置在该第一装置上用于施加材料的至少一个第二装置。从WO2004/065707A2中已知一种所述类型的系统。在这种已知的用于设立建筑物墙壁的系统中，受控可移动的第一装置可以在根据机器人手臂的方式三维可移动的悬架上移动。本专利技术的任务在于设计一种系统，使得即使在墙壁结构复杂且高度较高的情况下也可以用简单的方式来施加材料。该任务通过具有权利要求1的特征的系统得以实现。本专利技术的有利的实施方式在与权利要求1相关联的从属权利要求中指出。根据本专利技术的系统包括作为第一装置的、装备有至少一个转子的至少一个飞行器和布置在该飞行器上用于施加材料的至少一个第二装置。与现有技术相比，该系统的特征在于，受控可移动的装置由飞行器构成，该飞行器可以执行远远超出机器人手臂的移动自由度的任何移动。在此，在根据本专利技术的系统中使用的飞行器具有用于储存材料的至少一个容器。通过这种储存容器，飞行器至少有时独立于其他材料的供给。换句话说，也可以将本专利技术简短概括为“具有材料储存容器和3D打印头的无人机”。因此，根据本专利技术的系统例如实现了尽可能自动地设立建筑物，而不需要为此使用机器人、脚手架、起重机、传送带或倾斜式升降机。优选地，用于施加材料的装置包括至少一个喷嘴或打印头，优选地，借助该喷嘴或打印头，液体或膏状的材料可以沉积在可由飞行器控制的任何位置上。至少一个容器借助至少一个泵与装置连接。优选地，该泵在其性能上在每单位时间的输送量方面是可控的。有利的改进方案还提出泵的输送压力是可调节的，以便适应于不同的可流动材料。特别优选地，在根据本专利技术的系统中，飞行器具有至少两个储存容器，不同的材料组分也可以被储存在该储存容器中，如果需要，该材料组分也可以优选地在用于施加材料的第二装置中进行混合。例如，这两种组分可以由混凝土和用于混凝土的速凝剂构成。然而，也可以施加例如由良好隔离的耐候塑料材料制成的外层作为第一组分，并且施加由混凝土构成的内层作为第二组分。根据本专利技术的系统的有利的改进方案提出了用于施加的第二装置或布置在该第二装置上的至少一个容器经由至少一个材料供给管线与至少一个储存容器连接。有利地，借助至少一个承载装置将至少一个材料供给管线保持在飞行器的飞行高度以上的水平。由此，有利于向飞行器供应材料。根据本专利技术的另一有利的实施方案，提出了将储存容器布置在飞行器的飞行高度以上的水平上。在这种情况下，储存容器可以布置在相邻的建筑物上、起重机上或升降平台上，或者可替代地通过至少一个浮体悬浮地布置。由此，也有利于向飞行器供应材料。本专利技术的特别有利的改进方案提出，飞行器装备有至少一个浮箱这种可以填充比空气轻的气体的浮箱降低了驱动飞行器的发动机所需的发动机功率，从而降低了维持悬浮状态所需的能量。此外，根据本专利技术的系统的特征还在于，飞行器装备有接收器，该接收器与连接到控制设备的发射器优选无线数据传输连接，例如无线电连接或蓝牙连接。由此，实现了地面操作人员可以以简单的方式干预对飞行器的控制。设置在飞行器本身中或设置在靠近地面布置的控制设备中的程序存储器用于存储包括飞行器的位置数据以及装置和/或泵的材料剂量数据的至少一个工作程序，优选地，该控制设备以无线数据传输连接的方式与飞行器连接。一般来说，用于通过逐层施加材料来设立建筑物的墙壁(包括设置在墙壁中的开口)的程序(“建造计划”)也可以编排在飞行器本身的程序存储器中，而不是编排在靠近地面布置的控制设备中。在这种情况下，也可以是至少部分的自我控制和/或自我组织，例如以人工智能算法或群体智能的形式的自我控制和/或自我组织。后者特别是在根据本专利技术的系统中同时使用多个飞行器的情况，其中一个飞行器可以接管“主功能”，用于同时控制其自身的飞行运动和所有其它飞行器的飞行运动的无碰撞控制，以便优化处理建造计划程序。本专利技术的特别优选的实施方式提出，飞行器由无人机构成。无人机可以借助多个转子以多种方式向各个方向移动，因此也可以借助施加的材料产生复杂的形状和轮廓。根据本专利技术的系统的优选应用在于，飞行器用于设立建筑物的墙壁。在此，特别优选地，用于施加材料的装置可用于施加混凝土。此外，如果飞行器装备有用于附接附件的至少一个装置，则对于根据本专利技术的系统而言也是有利的。例如，这种附件可以由模板装置、窗户或门框或加强部件构成，例如待添加到建筑物顶部中的纤维垫或钢垫。借助根据本专利技术的系统，这种垫甚至可以通过一个或多个飞行器的相应交叉的运动路径由例如从第二装置挤出的“丝”像蜘蛛网那样编织而成。根据本专利技术的系统可以包括多个飞行器，这些飞行器可以借助共同的控制装置同步地或异步地移动以实现共同的建造计划。在这种情况下，用于施加材料的装置或多个飞行器的施加装置可以被构造用于施加相同的或不同的材料。在此，可以是至少部分的自我控制和/或自我组织，例如人工智能算法或群体智能的形式的自我控制和/或自我组织。优选地，形成系统的一部分的控制装置或控制设备配备有软件应用程序，通过该软件应用程序可以将建造计划的CAD数据转换成一个或多个飞行器的位置坐标以实现建筑物，特别优选地，反过来将位置坐标转换成CAD数据以实现开发建造计划。此外，位置坐标也可以记录在控制设备中，以便检查实际值(用于施工监控或质量控制)。对于飞行器的GPS导航可替代地或附加地，飞行器的位置控制也借助激光测绘来提供。在这种情况下，与GPS数据的交互可以以多模式导航的方式进行。在此，待设立的建筑物的CAD数据被转换成几何轮廓。在这里，可以利用精度为1mm的附加的激光反射器使飞行器移动到预定位置。在这种情况下，特别是当扩展较大的建筑物时，例如也可以通过GPS进行粗略定位以及通过激光测绘进行精细定位。为了提高精度，用于施加材料的喷嘴或打印头可以安装在杆运动学系统上，例如由FESTO公司以“StabkinematikEXPT,Tripod”命名的杆运动学系统。这使得可以非常灵敏地并且以高反应速度来补偿飞行器的与风和天气相关的偏差。本专利技术的另一有利的实施方案提出，用于施加材料的第二装置设置有鼻状(rüsselartig)和/或伸缩式可延伸的操作助手，借助该操作助手，用于施加材料的喷嘴或打印头也可以被精确地引导到加强件(Armierung)或加固件(Bewehrung)之间的中间区域中。例如，由FESTO公司与Fraunhofer(弗劳恩霍夫)的生产技术和自动化研究所合作开发的、并获得了2010年德国未来奖的仿生操作助手就是合适的操作助手。根据本专利技术的系统的有用的附加功能在于，该系统还可以接管建筑工地上的附加物流功能。因此，例如提供了材料或工具的运输，该运输节省了人员的行走路线。借助飞行器不到一分钟就能把螺丝刀从地面运送到建筑物的四楼。而一个工人可能要花几分钟在路上。通过本专利技术可以更快且更有效地制造建筑物的复杂结构。与传统的施工方法相比，在这种情况下可实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统(10)，包括受控可移动的至少一个第一装置(20)和布置在第一装置上用于施加材料的至少一个第二装置(27)，/n其特征在于，/n所述受控可移动的至少一个第一装置(20)由设置有至少一个转子(21)的飞行器(20)构成，所述飞行器具有用于储存材料的至少一个容器(23；231；232)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170421 DE 102017108509.21.一种系统(10)，包括受控可移动的至少一个第一装置(20)和布置在第一装置上用于施加材料的至少一个第二装置(27)，
其特征在于，
所述受控可移动的至少一个第一装置(20)由设置有至少一个转子(21)的飞行器(20)构成，所述飞行器具有用于储存材料的至少一个容器(23；231；232)。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二装置(27)包括至少一个喷嘴(271)或打印头(271)。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述至少一个容器(23；231；232)借助至少一个泵(24)与所述第二装置(27)连接。


4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述飞行器(20)具有至少两个容器(231；232)。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述两个容器(231；232)适用于接收不同的材料组分，所述不同的材料组分能够通过所述第二装置(27)进行混合。


6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二装置(27)和/或所述至少一个容器(23；231；232)通过至少一个材料供给管线(30)与至少一个储存容器(40)连接。


7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少一个材料供给管线(30)借助至少一个承载装置(50)被保持在所述飞行器(20)的飞行高度以上的水平上。

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【专利技术属性】
技术研发人员：安雅塔季扬娜·布劳恩，
申请(专利权)人：布劳恩项目工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE