• Машины и оборудование
  • 19.06.2013

Строительные роботы - новый класс машин

Эксперты прогнозируют, что скоро место обычных строительных машин займет дистанционно управляемая и автоматическая техника. Сегодня роботы используются там, где затруднительно или невозможно применение тяжелой техники, и главным образом для замены ручного труда.

Виталий НЕМЧЕНКО, обозреватель

На практике один оператор с дистанционно управляемой машиной оказывается дешевле и производительнее бригады рабочих. При этом использование робота позволяет отказаться и от покупки лишнего оборудования. Роботы могут залезать на стены, выполнять отделочные работы, сооружать модульные конструкции и каркасы зданий, заменять каменщиков и сварщиков. Некоторые могут возводить коробки зданий и оставлять необходимые каналы для вентиляции, электропроводки, водопроводных труб. 

Строительный робот – это электрическая дистанционно управляемая машина на гусеничном ходу, с мощным манипулятором и разнообразным навесным оборудованием. В основном такие машины используются для проведения строительных и подрывных работ, сноса зданий, расчистки площадок под застройку, выполнения опасных работ. Специальные роботы и автоматизация процессов позволяют увеличить производительность труда и свести к минимуму производственный травматизм.

Современные строительные роботы могут автоматически возводить здания (до 3 этажей) за короткие сроки и за меньшую себестоимость. Робот способен в течение 24 ч без помощи людей построить каркас 2-этажного здания. По сравнению с традиционными методами робот обеспечит двухсоткратный выигрыш в скорости и пятикратный – в стоимости строительства.

ГОТОВЫ К ЛЮБЫМ УСЛОВИЯМ

Специальное оборудование строительных роботов выполняется из легких и малогабаритных деталей, а малые размеры и весовые характеристики подобной техники делают удобной ее транспортировку практически на любом грузовике. Роботы очень маневренны, могут оснащаться навесным оборудованием, у них отсутствуют выхлопные газы. Оператор может работать с ними в любых условиях без нарушения техники безопасности: в узких тоннелях, подвалах, на краю высотных конструкций, рядом с ветхими перекрытиями, на реконструируемых мостах и виадуках и т.д.

К плюсам строительных роботов можно отнести и то, что отсутствие шума позволяет использовать их на ночных работах в непосредственной близости от жилых домов. Дискомфорт от шума исключается даже при вариантах реконструкции помещений внутри действующих объектов.

Важно и то, что роботом при помощи пульта может управлять всего один квалифицированный оператор (заменяет собой несколько рабочих с отбойником), который, к примеру, при демонтаже элементов ветхого здания располагается на безопасном расстоянии.

ГДЕ РОБОТЫ НУЖНЫ?

Роботы используются в ограниченных пространствах и внутри помещений, в подземном и высотном строительстве, при демонтаже и реконструкции, на свайных работах и «нулевом цикле».

Современные модели роботов могут выполнять следующие задачи:

• откопка;

• погрузка;

• разборка железобетонных и кирпичных конструкций;

• демонтаж металла;

• снятие слоев поверхности;

• бурение отверстий;

• перенос предметов;

• подрубка свай;

• забивание шпунтов и др.

В нашей стране применение строительных роботов пока не получило распространения, поэтому обратимся к опыту других стран. К примеру, в Санкт-Петербурге при реконструкции отдельных зданий или кварталов для сохранения уникального облика реконструируемого здания используется методика частичного сноса (демонтаж только внутренних элементов зданий). Подобные работы отличаются краней сложностью, т.к. необходимо соблюдать баланс между обеспечением безопасности операций (как для персонала, так и для целостности самого объекта) и стремлением повысить производительность работ.

Запрет со стороны охранных ведомств на применение экскаваторов и прочей тяжелой техники вынуждал выполнять работы по разборке внутренних конструкций вручную, например при помощи отбойных молотков и средств малой механизации. Однако это весьма трудоемко и неэффективно, к тому же очень сложно обеспечить должную технику безопасности рабочих. По мере увеличения объемов работ по реконструкции, вызванного взрывом инвестиционной активности по реализации проектов в центре города, актуальность проблемы росла из года в год. Постепенно в городе сформировался рынок услуг по специализированному демонтажу. Теперь с помощью строительных роботов можно решать самые сложные задачи по демонтажу внутренних железобетонных и кирпично-монолитных конструкций зданий.

Некоторые модели обладают броневой, термической и радиационной защитой. Это позволяет использовать их в опасных и агрессивных средах. Ярким примером успешности применения строительных роботов служит их участие в недавней реконструкции российской Саяно-Шушенской ГЭС после аварии в августе 2009 г.

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ УКРЕПЛЯЕТ ПОЗИЦИИ

Робот Brokk 400, разработанный шведской компанией Brokk, по габаритам сравним с мини-техникой, а по производительности на равных соперничает с 20-тонным экскаватором. Компактные габариты подобных роботов позволяют им проезжать через дверные проемы шириной 0,8 м и высотой 1,4 м, подниматься по лестничным пролетам в зданиях, работать в подвальных и производственных помещениях, на свайных полях, в бизнес-центрах и жилых домах.

Компания Husqvarna Construction Products (Швеция) выпускает строительных роботов, оснащенных дистанционным управлением. К примеру, робот модели Husqvarna DXR 310 предназначен для среднетяжелых операций, работы внутри помещений, а также для использования в высокочувствительной окружающей среде.

В последнее время стали появляться сложные машины, предназначенные для выполнения специфических работ. Например, в США созданы электроадгезионные строительные роботы, способные передвигаться по вертикальным стенам, изготовленным из любого материала. Принцип «приклеивания» к вертикальным поверхностям заимствован у пчелы, которая переносит пыльцу растений на большие расстояния за счет прилипания ее к брюшку, лапкам, голове. Это происходит из-за электризации волосков на теле пчелы и пыльцы растений, в результате чего возникает сила притяжения. Этот эффект сцепления различных тел при воздействии на систему внешнего электростатического поля (электроадгезия) и позволяет роботам передвигаться по вертикальным поверхностям.

При строительстве небесного города Sky City 100 – самого большого здания на Земле – японская компания Mori планирует использовать уникальных роботов-строителей «Большая Крона». Они представляют собой самоподъемную строительную платформу с 4-мя гидродомкратами, которые постепенно поднимают ее выше по мере строительства здания. Также будут использованы гигантские компьютеризированные лифты-краны, считывающие специальный штрихкод на блоках и сами монтирующие их на нужное место согласно чертежам.

Корейские разработчики обещают максимально автоматизировать процесс строительства небоскребов. Предполагается, что благодаря роботам на треть сократятся трудозатраты. Еще пару лет назад правительство выделило 1 млрд долларов на строительство 2 уникальных робопарков, в которых разместятся исследовательские центры, выставочные залы, будут проводиться мероприятия с участием роботов.

В прошлом году Гран-при на одной из специализированных выставок достался строительному роботу, разработанному лабораторией Virginia Tech. Созданная машина способна взбираться на строительные леса и конструкции. Модель HyDRAS-Ascent цепляется за опоры и балки, обвиваясь вокруг них своим телом. Робот оснащен электроприводами, которые облегчают его вес, а также встроенными сенсорами и камерами. Змеевидному роботу примерно трех футов в длину могут быть поручены опасные работы. Например, он может заменить рабочих при инспекции строительных площадок.

КРИТИКА ДВИЖЕТ ПРОГРЕССОМ

В США 2 года назад впервые было продемонстрировано исследование, проводившееся в течение 3 лет в ETH Zurich швейцарскими архитекторами полномасштабного архитектурного производства с использованием промышленных роботов. В это же время был запущен первый архитектурный проект в США, построенный полностью с применением промышленного робота.

Робот R/O/B работал около 4 недель на виду у публики. Он строил инсталляцию из скульптурных кирпичных стен. Отметим, что этот же робот построил композицию «Структурные Колебания», отмеченную наградами на архитектурном биеннале в Венеции в 2008 г. Интересно и то, что подобные роботы обычно используются для сборки автомобилей и выполняют другие задачи высокой точности.

Для инсталляции использовано более 7 тыс. кирпичей, образующих бесконечный цикл, который будет протекать вокруг пешеходного острова. Инсталляция выглядит очень сложно: в замкнутом цикле постоянно меняющихся ритмов петли полотна поднимаются над землей, пересекают сами себя в пиках высот.

Специалисты неоднозначно восприняли заменителей своего труда. В Интернете появилось множество форумов, на которых обсуждалась работа робота-строителя. Приведем один из них:

«Простейший инструментарий типа уголка и транспортира, распечатанная таблица углов и смещений – и человек эту же работу выполнит быстрее и практически без ущерба в качестве. Причем на стройплощадке, без лишней транспортировки грузчиками, погрузчиками, грузовиком и краном. Если инструментарий сделать еще и с электронной начинкой, чтобы следующий угол/смещение устанавливался «автоматом», так вообще нет проблем.

Другое поражает – почему робот передразнивает человека, это же далеко не оптимальный способ кладки. Человек вынужден класть кирпичи по одному. Робот может делать кладку рядами.

Особенно умиляет выдавливание цемента из тюбика. Каким надо быть идиотом в инженерном плане, чтобы не сделать матрицу сопел, через которые цемент выдавливается «пикселами», образующими любую конфигурацию (опять же – для целого ряда кирпичей). Это же в разы быстрее! И с меньшими затратами энергии. На большом здании будет очень даже заметно».

Наука знает немало примеров, когда именно критика заставляет процесс совершенствоваться. Как показало время, и над строительными роботами инженеры постоянно работают – в последние годы в мире набирает обороты научно-исследовательская деятельность в области робототехники и автоматизации именно в строительстве.

РОБОТ ВОЗВОДИТ ЗДАНИЕ

Сегодня роботам под силу возвести коробку малоэтажного здания по монолитной технологии. Дома, построенные с их применением, могут иметь общую площадь 150–1500 м2. Работая круглосуточно, строительный робот позволяет не только автоматизировать многие ручные работы, но и полностью отказаться от некоторых видов работ, что в результате приводит к сокращению сроков строительства коробки здания до 2 месяцев.

На стройплощадке робот сам производит выемку грунта под фундамент, готовит бетонный раствор, организовывает подачу раствора на объект и укладку в фундамент, делает стены и перекрытия. Функция рабочих заключается в обеспечении бесперебойной подачи компонентов бетонной смеси и контроле работы оборудования. Монтажные и демонтажные работы по установке строительных лесов и опалубки не нужны.

Получается, что бригада из 2 человек с помощью роботов за год может возводить 5 коробок зданий, готовых к отделочным и коммуникационным работам. Применение компьютера и датчиков обеспечивает точность строительства стен, перекрытий, управление оснасткой в горизонтальной и вертикальной плоскостях с отклонением не более ±0,4 мм от проекта. Компьютерный проект дома является основой и для программы управления робота.

СКОЛЬКО СТОИТ РОБОТ?

Пока для строительных роботов отсутствует рынок бывших в употреблении машин. Их эксплуатация насчитывает не более 30 лет в промышленности и не более 20 – в строительстве. На постсоветском пространстве строительные роботы впервые стали эксплуатироваться чуть более 10 лет назад.

Строительная робототехника широко развита в Швеции: компания Brokk поставляет около 95 % всех дистанционно управляемых роботов для различных отраслей производства и строительства.

На данный момент активная разработка строительных роботов также ведется в США (Университет Южной Калифорнии) и Великобритании (Университет Лафборо). В США стоимость такого механизма оценивается в 1,5 млн долларов. Разработчики утверждают, что их робот способен самостоятельно за 24 ч возвести каркас 2-этажного здания площадью 186 м2, который будет оснащен арками и каминами. Ученым Бероком Хошневисом уже построен прототип робота, который может возвести бетонную стену размером 1,5×1,5 м.

Принцип работы машины позаимствован у струйных принтеров. Быстро затвердевающий строительный раствор (в настоящее время применяются бетон и гипс) поступает из резервуара в управляемое компьютером сопло и затем слой за слоем наносится на поверхность в соответствии с составленным архитектором планом. Специальная металлическая рама позволяет роботу перемещаться вдоль воздвигаемой конструкции в трех направлениях. Исследователи подчеркивают, что робот теоретически позволит формировать сооружения любой формы, а не только традиционные дома с прямыми углами.

Британские разработчики оценивают своего робота примерно в 2 млн долларов. На строительство каркаса небольшого здания робот будет затрачивать около недели. Зато, в отличие от своего американского конкурента, британская машина сможет формировать более сложные архитектурные элементы, а также оставлять каналы для водопроводных труб, электропроводки и вентиляции. Ученые планируют разработку роботов, которые будут самостоятельно наносить обои из жидкого материала и заменят художников и декораторов.

МЕХАНИЧЕСКИЙ ШТУКАТУР УМЕЕТ КЛЕИТЬ ОБОИ

Исследователи считают, что рано или поздно строительные роботы смогут заняться и внутренней отделкой помещений, в частности штукатуркой и нанесением обоев из специальных материалов. Впрочем, сроки практического применения автоматизированных строительных машин пока не называются, но работы в этом направлении вовсю ведутся.

Штукатурные работы относят к одному из наиболее трудоемких видов отделочных работ. Средняя выработка штукатура при ручном режиме труда в смену не превышает 7–8 м2, что является крайне низким показателем. Исходя из актуальности решения проблемы сокращения тяжелого и малопроизводительного ручного труда штукатуров в Полтавском инженерно-строительном институте разработан гибкий роботизированный технологический комплекс, предназначенный для осуществления малооперационной технологии однослойного оштукатуривания поверхностей с использованием малоподвижных и быстротвердеющих растворов, а также для выполнения других видов отделочных работ за счет его перекомпоновки.

Комплекс включает в себя гидрофицированную базовую машину, в качестве которой используется штукатурная станция СШ-6 с принятым в нее товарным раствором из автосамосвала и пластифицирующей добавки из емкости. После перемешивания раствора в смесителе станции СШ-6 с обеспечением его однородности и наперед заданных характеристик растворная смесь посредством дозатора-перегружателя направляется на просеивающий механизм, очищающий раствор от шлама и других крупных включений. Из вторичного бункера-побудителя раствор через патрубок всасывается растворонасосом с линейным объемным гидроприводом РНГ-6 и нагнетается им с помощью растворовода в рабочий орган, закрепленный в захватном устройстве робота. Рабочий орган осуществляет однослойную укладку раствора на вертикальной поверхности конструкции. Между роботом, дозирующим гидравлическим растворонасосом и базовой машиной предусмотрена автоматизированная система обратной связи с целью создания необходимых условий решения поставленной задачи по механизированному оштукатуриванию.

В состав операционного робота СО-300.Ц7 входят:

• подвижное основание, имеющее 2 независимых гидропривода гусеничных двигателей, установленных на раме с модульным электромеханическим комплектом управления;

• шагающий механизм, размещенный в корпусе подвижного основания, состоящий из телескопического рамного механизма, скоростного цепного полиспаста выдвижения и возврата несущей каретки линейного гидродвигателя, опорного механизма и аналогового электрогидравлического усилителя мощности с управлением в автоматическом и ручном режимах;

• механизм поворота корпуса манипулятора, размещенный на подвижной каретке шагающего механизма и состоящий из опорной поворотной цапфы, на которой установлена платформа рамной конструкции, при этом поворот платформы осуществляется поворотным гидравлическим двигателем с поводковым механизмом;

• механизм выдвижения механической кисти, состоящий из подвижной несущей рамы, линейного гидродвигателя и аналогового электрогидравлического усилителя с автоматическим и ручным управлением;

• ориентирующий механизм, предназначенный для ориентации манипулятора в вертикальной плоскости и состоящий из линейного гидродвигателя, установленного на шарнирных опорах, соединяющих подвижно механизм подъема кисти с корпусом; при этом управление механизмом осуществляется аналоговым электрогидравлическим усилителем мощности в автоматическом и ручном режимах посредством дросселирующего гидрораспределителя и гравитационных датчиков;

• механизм подъема механической кисти, состоящий из 3-рамного телескопического механизма, скоростных цепных полиспастов подъема каретки, линейного гидродвигателя и аналогового электрогидравлического усилителя мощности с управлением в автоматическом и ручном режимах;

• механическая кисть, размещенная на основании каретки подъемного механизма и содержащая поворотный механизм кисти, включающий поворотный гидродвигатель и шарнирные опоры с модульным гидравлическим комплектом управления, механизм изгиба кисти, состоящий из линейного гидродвигателя с шарнирными опорами, установленными на несущей каретке и поворотном гидродвигателе, имеющем захватное устройство для закрепления рабочих органов, и модульного гидрораспределительного комплекта с управлением в ручном режиме.

Все несущие металлические конструкции выполняются из алюминиевых сплавов. Электрогидравлические устройства информационных, управляющих и исполнительных механизмов представляют собой комплектные серийно выпускаемые промышленностью блоки-модули, из которых собирается свыше 70 % элементов конструкции рассматриваемого робота.

В качестве устройства для нанесения штукатурных растворов, закрепляемого в захватной части механической кисти, может служить рабочий орган, состоящий из рамы, вибратора и заглаживающей пластины. Осуществление процесса при использовании жестких растворов с осадкой конуса 7 см и менее возможно кратковременным их разжижением от действия вибровозбудителя, установленного на подвижной пластине, закрепляемой в проеме неподвижной рамки в одном уровне с ней и сопряженной по периметру упругим материалом, например ленточной резиной. При такой конструкции рабочего органа можно достичь значительной производительности по сравнению с применением существующей техники.

Работа робота осуществляется следующим образом. Движение роботу сообщается путем включения гидромоторов, обеспечивающих передачу усилия через редукторы на ведущие колеса гусеничного хода (независимо с каждой стороны), что увеличивает маневренность и позволяет ему передвигаться в стесненных условиях. Передвижение по наклонным поверхностям или ступеням выполняется при включении гидроцилиндра, посредством которого выдвигается вперед подвижная рама. При этом под действием полиспастового механизма каретка переносит вперед центр тяжести всего корпуса. В этой связи цепной полиспаст запасован таким образом, что при выдвижении штока гидроцилиндра на величину каретка переместится. Это дает возможность роботу преодолевать проемы в основании и передвигаться по лестнице.

Такая конструкция робота предусматривает его многоцелевое назначение: выполнение малярных, обойных и других отделочных работ. Грузоподъемность машины до 300 кг, расчетная производительность до 200 м2 в смену; величина хода исполнительных механизмов: длина 1500 мм, ширина 300 мм, высота 3500 мм; габариты в исходном положении: длина 1000 мм, ширина 600 мм, высота 1800 мм; масса 380 кг.

Состав бригады обслуживания роботизированного комплекса может быть сведен до 5 человек (включая бригадира):

• оператор базовой машины наблюдает за работой механизмов приготовления и транспортирования раствора, управляя механизмами с пульта;

• оператор робота наблюдает за его работой, управляет им с пульта в основном при переходах для работы в новых зонах;

• наладчик производит наладку механизмов комплекса, профилактические ремонты и подготовку к работе рабочих органов и соответствующего инструмента;

• наладчик контрольно-измерительных приборов и автоматики производит наладочные работы автоматических систем.

ВЕРТОЛЕТЫ СТРОЯТ ЗДАНИЯ БЕЗ ПОМОЩИ ЛЮДЕЙ

В создании проворных винтовых аппаратов поднаторели специалисты лаборатории робототехники, автоматики и управления при университете Пенсильвании. Они создали вертолеты, способные делать то, что считалось немыслимым для авиации еще несколько лет назад. Современные машины, используемые для монтажа конструкций, снабжены автоматикой, облегчающей пилотам зависание над одной точкой.

Ученые довели систему управления своих мини-вертолетов до совершенства: они могут зависать, поднимать грузы и монтировать их сами, без вмешательства человека. Вертолеты, созданные в лаборатории, имеют четыре консоли. На конце каждой из них установлен винт, приводимый в движение отдельным электродвигателем. Камеры на борту определяют положение машины в пространстве и углы наклона. Заложенные алгоритмы подают сигналы коррекции на двигатели, меняют углы атаки лопастей и не дают вертолету раскачиваться.

Система контроля позволила исключить человека на этапе управления полетом и совершать самые сложные эволюции. Было продемонстрировано, что вертолеты могут многократно переворачиваться в воздухе, на время теряя управление, а затем вновь включать двигатели и возвращаться в устойчивый полет. Машины могут зависать над одной точкой и пролетать в узкие наклонные щели. Очередным достижением стало создание алгоритмов, позволяющих вертолетам самим возводить сложные конструкции. Специальным захватом машина поднимает вертикально или горизонтально расположенные элементы, переносит и аккуратно монтирует на их основе «здание». Звенья крепятся при помощи магнитов, при монтаже вертолет слегка трясет новый блок, проверяя прочность крепления.

Возводить постройку вертолеты могут индивидуально и в группе. В случае коллективной работы машины отслеживают положение друг друга, по очереди забирают стройматериалы и собирают конструкцию. Человек здесь нужен лишь для того, чтобы задать дизайн постройки и заложить программу, по которой действуют летающие гаджеты. Остановить эту компанию могут лишь севшие аккумуляторы и отсутствие стройматериалов.

По мнению ученых, такой прорыв области робототехники обещает найти применение во многих областях жизни человека. Подобные бездушные строители в будущем смогут возводить объекты там, где человеку находиться опасно. Это могут быть высокие здания, объекты военной инфраструктуры в зоне боевых действий или конструкции в зоне нефтяных разливов.

ЛЕТАЮЩИЙ РОБОТ-АРХИТЕКТОР

Специалисты компании ETH Zurich roboticist Raffaello и архитекторы Фабио Грамазио и Матиас Келлер создали макет небоскреба «Воздушная деревня» в масштабе 1:100 (сам небоскреб рассчитан на 30 тыс. человек, в нем предусмотрены система транспортировки, кинотеатры, кафе и прочие объекты городской инфраструктуры).

Результатом нескольких месяцев работы с этим набором стал 6-ти метровый масштабный макет будущего архитектурного шедевра.

Процесс строительства макета с помощью роботов состоял из нескольких достаточно сложных этапов. Во-первых, летающий робот строитель должен взять «кирпич», во-вторых, получить точные координаты места, куда его доставить в соответствии с цифровой моделью здания. Разумеется, не прост и следующий этап. Летающий робот должен правильно сориентироваться и доставить свой груз точно в указанное место. Полет «воздушного крана» проходит в автономном режиме, но без помощи системы позиционирования, которая смонтирована на месте работ, не обходится.

Во время полета робот строитель получает свои точные координаты и может корректировать движения. Причем точность здесь играет очень важную роль. Смещение блока на несколько миллиметров в итоге может создать отклонение, способно повлиять на устойчивость всей этой башни высотой в 6 метров. Строительство идет со скоростью 100 «кирпичей» в час. Когда у летающего строительного робота разряжаются аккумуляторы – он направляется на подзарядку. Вместо выбывшего робота «на вахту заступает» другой.

РОБОТ-МАНИПУЛЯТОР УСТРОИЛ ВЗРЫВ НА АЭС «ФУКУСИМА»

Авария на атомной электростанции «Фукусима» в марте 2011 г. кроме трагических последствий для японского народа и экономики страны устроила хорошую проверку и роботостроителям. Специализированные спасательные роботы, которые и создавались для работы в неблагоприятных для человека условиях, были направлены на ликвидацию последствий аварии. Среди прочих на разборе завалов работают несколько автоматизированных строительных роботов с дистанционным управлением. Оператор, находясь в безопасном месте, управляет действиями машины. Ситуацию он отслеживает по видеокамерам, которыми оснащен робот.

Разбирая завалы на 4-ом реакторе ядерной установки Dai-ichi такой робот строитель с дистанционным управлением задел ковшом кислородный баллон, в результате чего на станции прогремел взрыв. Никаких ощутимых разрушений взрыв не принес. Беспилотный роботизированный строительный экскаватор также не пострадал. Взрыв произошел, скорее всего, от того, что оператор, управлявший роботом, «ослабил визуальный контроль».

Подобные ошибки операторы роботизированных строительных машин совершают довольно часто. Проблема заключается в несовершенстве видеооборудования, которым оснащены такие машины. Производители беспилотной автоматизированной техники при установке видеокамер не учитывают многих нюансов практического использования машин. То, что работает в ситуациях обычной стройплощадки или где-нибудь под водой, не всегда работает в зонах стихийных бедствий.

РОБОТ-ПРИНТЕР ПЕЧАТАЕТ ЗДАНИЯ

Можете представить себе принтер, который мог бы распечатывать дома? На практике это оказалось возможным! Ученые разработали робот-принтер, с бетоном вместо краски, который способен распечатывать целые дома. Здесь будет послойное «выращивание» объекта по его компьютерной 3D-модели. Используется бетон или аналогичный состав на основе цемента, глины, извести и т.п.

Этот материал будет выдавливаться из печатной головки и очень быстро застывать на воздухе. Во время распечатывания здания специальное оборудование вставляет электрические кабели и трубы системы обогрева. Благодаря принципу трехмерной печати в толще бетона будут создаваться полости для инженерных коммуникаций, проемы для окон и дверей.

РОБОТ F 16 ПЕРЕКУСЫВАЕТ АРМАТУРУ

Компания-производитель Stanley Hydraulic Tools позиционирует своего робота для «легких разрушений» на стройплощадке как наиболее оптимальный вариант с точки зрения функционал/масса. Гидравлический автоматизированный механизм с дистанционным управлением предназначен, прежде всего, для подготовки помещений внутри зданий к принципиальной реконструкции.

Робот строитель может сравнительно быстро сломать кирпичные стены, разбирать лестничные пролеты и вообще любые арматурно-бетонные конструкции малой формы. Кроме классического отбойного молотка эта «автоматизированная игрушка для строителей» в качестве съемного оборудования может применять специальные «когти» для захвата горизонтально расположенных плит.

Еще одно полезное съемное приспособление – мощные пассатижи, которыми робот «перекусывает» арматурные прутья.

Представители компании утверждают, что на сегодняшний день их робот обладает максимальным диапазоном выполняемых работ и наибольшим количеством технологических особенностей. Это позволяет им прогнозировать спрос на своего робота на рынке. Ведь применение такого автоматизированного помощника может значительно сократить для подрядчиков время реконструкции помещений.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ ВСЕ ЕЩЕ ПРЕОБЛАДАЮТ НАД ПРАКТИКОЙ

Несмотря на множество экспериментов в области строительной робототехники, пока накоплен небольшой опыт практического применения роботов в строительном секторе. Во-первых, роботизация строительства сдерживается тем, что каждый проект уникален и требует применения стандартных и высокотехнологичных решений. Во-вторых, использование роботов, например, при создании бетонных каркасов связано с необходимостью применения дорогих строительных смесей с высокой скоростью твердения, безопалубочных и безарматурных строительных технологий, иначе эффективность использования сложной техники будет утеряна. В-третьих, стоимость роботов пока непомерно высока и колеблется от 1,5 до 2 млн долларов.

Специалисты уверены, что в будущем роботы будут активно использоваться в малоэтажном строительстве. Применение подобной техники позволяет сократить временные и денежные затраты в несколько раз, а также обеспечивает высокую точность строительства. Например, роботам уже по плечу возведение коттеджей по монолитной технологии. Такие операции, как обустройство фундамента, подготовка бетонного раствора, его подача и укладка в стены и перекрытия будут производиться без участия человека, главной задачей которого станет обеспечение бесперебойной подачи компонентов бетонной смеси.

Несколько лет назад попытка создания строительного робота, предназначенного для механизации каменной кладки, была предпринята учеными лаборатории робототехники и микроэлектроники Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН. Однако этот проект так и не был реализован.

ЯПОНИЯ И США – САМЫЕ РОБОТИЗИРУЕМЫЕ СТРАНЫ

Роботизация производства в США в 2011 г. побила все рекорды. При этом продано 19 337 роботов на сумму 1,17 млрд долларов. Если включить в статистику 2011 г. продажи североамериканских поставщиков роботов для клиентов за пределами Северной Америки, то их общее число составило 22 126 роботов на сумму 1,35 млрд долларов.

Североамериканские заказы выросли на 47 % от количественного уровня и на 38 % в валюте с 2011 г. и побили рекорд, установленный в 2005 г., когда американская индустрия приобрела более 1000 роботов.

В качестве потребителей роботов лидируют по-прежнему производители автомобильных компонентов в Северной Америке, однако продажи неавтомобильных клиентов выросли на 27 % во главе с металлообрабатывающей промышленностью и электроникой. Значительное увеличение произошло в области сварки, сборки, покрытий и отпуска, а также обработки материалов.

По оценкам RIA, 213 000 роботов в настоящее время работает на заводах США, что позволило стране занять второе место после Японии в общем объеме использования роботов.

Специалисты в области робототехники уверены, что у рынка огромный потенциал роста. Многие наблюдатели считают, что только около 10 % американских компаний, которые смогли выиграть от отдачи роботов, установили их до настоящего времени.

NASA ИСПЫТЫВАЕТ РОБОТОВ-СТРОИТЕЛЕЙ

Вполне вероятно, что первыми строителями на Марсе станут роботы. Во всяком случае, ученые NASA уже разработали и провели предварительные испытания новой модели роботов, предназначенных для перемещения грузов и выполнения строительных работ на Красной планете.

Созданные в NASA роботы способны поднимать различные грузы с поверхности (рельеф которой может быть достаточно сложен) и перемещать их в заданную точку. Для подъема и транспортировки груза используются напоминающие человеческие руки манипуляторы, а двигаются роботы при помощи 4 колес. Необходимо также отметить, что при работе «в бригаде» роботы «думают» независимо друг от друга и потому способны реагировать на передвижения других роботов, снижая вероятность потери груза.

Комментарии
Комментариев к материалу пока нет
Оставить комментарий