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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及建筑建造技术的领域,尤其是涉及一种仿生房屋建造方法及系统。
技术介绍
1、人类为满足居住、工作和社会发展需求,通过运用技术和资源,在特定地点构建建筑物以满足生活和工作需求。
2、现有技术中,3d打印等智能建造方式可提高建造效率,主要有以下步骤:1、构思和设计;2、选择合适的3d打印技术和材料;3、准备和调整3d文件;4、设置打印参数;5、进行打印预览和调整;6、开始打印房屋;7、处理打印后的房屋。
3、现有技术中存在以下问题,现有的3d打印采用了平面叠层的方法,但是由于打印过程中缺少加强筋,其强度及韧性、耐久性均较差,尚有改进的空间。
技术实现思路
1、为了改善打印过程中缺少加强筋,其强度及韧性、耐久性均较差的问题,本申请提供一种仿生房屋建造方法及系统。
2、第一方面,本申请提供一种仿生房屋建造方法,采用如下的技术方案:
3、一种仿生房屋建造方法,包括:
4、获取建筑参数;
5、将建筑参数进行分析以得到丝线段参数、立柱参数和混凝土参数;
6、基于立柱参数控制机械臂进行钻孔,插入预设的伸缩杆并控制伸缩杆伸缩以形成立柱;
7、基于丝线段参数控制机械臂在立柱和预设的地面之间出丝以形成丝线段,所述丝线段配合排布形成茧式骨架;
8、基于混凝土参数于茧式骨架内进行混凝土喷涂以形成茧式壳体,所述茧式壳体为封闭的结构且丝线段处于混凝土内;
9、基于建筑参数控制机械臂对茧
10、通过采用上述技术方案,通过类似于蚕造茧的方式,实现一个包围式的空间结构,将该技术应用到房屋建造中,通过丝线形成连接的加强筋,然后通过将混凝土喷射到丝线上,丝线被混凝土包裹形成带加强筋的混凝土结构,从而完成房屋建造,提高了混凝土结构的强度和韧性;另一方面,实现了悬空结构的增材建造,不需要模板即可在空旷地(例如月球)上进行建造;再者,不存在3d打印混凝土技术中的层间弱粘结的界面,提高了混凝土结构的强度和韧性。
11、可选的,将建筑参数进行分析以得到丝线段参数、立柱参数和混凝土参数的具体步骤包括:
12、获取地形情况;
13、基于地形情况、建筑参数和预设的模板数据库中的任意一个建筑模板进行仿真模拟以确定模拟结果;
14、于模拟结果符合预设的级别要求时将该建筑模板定义为标准建筑模板,所述级别要求包括安全等级参数、保温等级参数以及力学性能等级参数;
15、对标准建筑模板进行优化以得到优化建筑模板,所述优化过程为减少丝线段的数量但仍然达到级别要求;
16、基于优化建筑模板确定丝线段参数、立柱参数和混凝土参数。
17、通过采用上述技术方案,通过仿真模拟来确定符合要求的建筑模板,然后结合实际的环境进行优化,以输出最符合要求的建造参数,提高了建造参数的输出合理性且安全性。
18、可选的,基于丝线段参数控制机械臂在立柱和预设的地面之间出丝的具体步骤包括:
19、基于丝线段参数从预设的材料数据库中查找到对应的丝线模板;
20、分解丝线模板以得到符合丝线材料和混合比例;
21、控制符合丝线材料按照混合比例进行混合且通过机械臂打印形成第一主要丝线段,所述第一主要丝线段的两端均和立柱或地面连接;
22、控制符合丝线材料按照混合比例进行混合且通过机械臂打印形成第一辅助丝线段,所述第一辅助丝线段的一端和立柱或地面连接,另一端和第一主要丝线段或其它的第一辅助丝线段连接,或所述第一辅助丝线段的两端均和第一主要丝线段或其它的第一辅助丝线段连接,所述丝线段包括第一主要丝线段和第一辅助丝线段。
23、可选的,控制符合丝线材料按照混合比例进行混合的具体步骤包括:
24、获取当地可取材料类别;
25、基于当地可取材料类别和符合丝线材料进行匹配以得到匹配的数量最多的丝线模板,将该丝线模板定义为匹配丝线模板,将匹配丝线模板对应的符合丝线材料定义为匹配丝线材料,将匹配丝线模板对应的混合比例定义为匹配混合比例;
26、控制匹配丝线材料按照匹配混合比例进行混合。
27、通过采用上述技术方案,通过尽可能地就地取材,使得工作人员无需从较远的地方搬运材料,例如月球上若均是从地球进行搬运则会产生较大的搬运成本,故就地取材降低了运输过程中的搬运成本。
28、可选的,基于丝线段参数控制机械臂在立柱和预设的地面之间出丝的另一种具体步骤包括:
29、基于丝线段参数从预设的成品数据库中查找到对应的成品丝线;
30、通过机械臂将成品丝线的两端分别和立柱或地面固定连接,以形成第二主要丝线段;
31、通过机械臂将成品丝线的一端和立柱或地面固定连接以形成第二辅助丝线段,另一端和第二主要丝线段或其它的第二辅助丝线段连接,或所述第二辅助丝线段的两端分别和第二主要丝线段和/或其它的第二辅助丝线段连接,所述丝线段包括第二主要丝线段和第二辅助丝线段。
32、可选的,至少一根所述丝线段的一端和地面连接。
33、通过采用上述技术方案,通过丝线段和地面连接,从而使得实现了将房屋锚固在地面上的目的,防止因某些因素例如月球的低重力环境而导致的房屋位移的情况发生,提高了房屋的结构强度。
34、可选的,于形成丝线段的步骤之后且进行混凝土喷涂的步骤之前还包括以下步骤:
35、基于丝线段参数确定预拉路径;
36、控制机械臂按照预拉路径对丝线段进行预拉。
37、通过采用上述技术方案,通过对丝线进行预拉,使得丝线内存在预应力而绷直,提高了混凝土结构的整体强度和质量。
38、可选的,在形成茧式壳体的步骤之后以及在形成建筑结构的步骤之前还包括以下步骤:
39、于形成茧式壳体后控制机械臂伸至茧式壳体内部并进行铣平打磨;
40、于茧式壳体内表面增设隔热隔音层;
41、于茧式壳体内表面通过喷涂工艺进行上色。
42、通过采用上述技术方案,通过铣平打磨和喷涂工艺上色以使得房屋内部的表面光滑,看上去美观;而隔热隔音层的设置,使得房屋内部不易受到外界环境的干扰。
43、可选的,在形成建筑结构的步骤之后还包括以下步骤:
44、对伸缩杆进行伸缩并拆除,且将裸露于建筑结构外的第一主要丝线段和第一辅助丝线段切除。
45、通过采用上述技术方案,在完成建筑后将立柱拆除,以实现回收利用,从而节约了材料成本。
46、第二方面,本申请提供一种仿生房屋建造系统,采用如下的技术方案:
47、一种仿生房屋建造系统,包括:
48、获取模块,用于获取建筑参数、地形情况和当地可取材料类别;
49、存储器,用于存储上述任一种仿生房屋建造方法的控制方法的程序;
5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种仿生房屋建造方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,将建筑参数进行分析以得到丝线段参数、立柱参数和混凝土参数的具体步骤包括:
3.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,基于丝线段参数控制机械臂在立柱和预设的地面之间出丝的具体步骤包括:
4.根据权利要求3所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,控制符合丝线材料按照混合比例进行混合的具体步骤包括:
5.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,基于丝线段参数控制机械臂在立柱和预设的地面之间出丝的另一种具体步骤包括:
6.根据权利要求3或5任意一项所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,至少一根所述丝线段的一端和地面连接。
7.根据权利要求3或者5所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,于形成丝线段的步骤之后且进行混凝土喷涂的步骤之前还包括以下步骤:
8.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,在形成茧式壳体的步骤之后以及在形成建筑结构的步骤之前还包括以下步骤
9.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,在形成建筑结构的步骤之后还包括以下步骤:
10.一种仿生房屋建造系统,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种仿生房屋建造方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,将建筑参数进行分析以得到丝线段参数、立柱参数和混凝土参数的具体步骤包括:
3.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,基于丝线段参数控制机械臂在立柱和预设的地面之间出丝的具体步骤包括:
4.根据权利要求3所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,控制符合丝线材料按照混合比例进行混合的具体步骤包括:
5.根据权利要求1所述的一种仿生房屋建造方法,其特征在于,基于丝线段参数控制机械臂在立柱和预设的地面之间出丝的另一种具体...
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