(57)【要約】【課題】建築時間の短縮、および建築に関連する作業の補助に適切な方法および装置の提供。【解決手段】本方法は、容積モデル化ステップまたは表面モデル化ステップにより建築物をＣＡＤモデル化するステップと、所定のピッチに従って、構造計算したモデルを水平な平行面に区分するステップと、閉じられた周囲を画定する包囲壁内に、前記面の中実部分にのみ一致して粒状材料層と液状バインダーとを交互に堆積させる装置を予め配置するステップを含む。水平フレーム（１）により画定された水平面で作動ヘッド（１６）を移動させることができるブリッジクレーン（１５）を支持するのに適切な水平フレーム（１）を有する装置によって行うことができる。フレーム（１）は４つの垂直部（３、４、５、６）に沿って垂直方向（１１、１２、１３、１４）に移動可能であり、ブリッジクレーン（１５）は水平方向（１８）に摺動し、作動ヘッドは水平方向（１９）に摺動する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合建築物を自動的に建築するための方法において、
−特に、表面モデル化のまたは容積モデル化のＣＡＤ機能により、建築物の建築構造をＣＡＤモデル化して、コンピュータファイル建築モデルを得るステップと、
−前記建築物の中実部および中空部に対応して、中実領域および中空領域を含む前記建築物の複数の断面を生成するために、所定のピッチに従って、水平な平行面に、特に、等距離である面に前記コンピュータファイル建築モデルを区分するステップであって、前記面を下から上に向かって区分するステップと、
−閉じられた周囲を画定する包囲壁内に、粒状材料層と液状バインダーとを交互に堆積させるのに適切な装置を予め配置するステップと、
−前記所定のピッチに対応する厚さの第１の均一で水平な不活性粒状材料層を堆積させるために、前記周囲内で前記装置を移動させるステップと、
−前記断面の第１の面を再現するために、前記装置によって、第１のバインダー層を噴霧して、前記中実領域のみに不活性材料層とバインダー層を形成するステップであって、前記装置が、水平面で移動させるのに適切な作動ヘッドを有するステップと、
−前記ピッチに従って、前記装置を垂直に持ち上げるステップと、
−前記建築物の水平断面において、最後の層が完成するまで、垂直方向の異なる次の断面毎に、何度でも、不活性粒状材料の堆積ステップを繰り返し、また前記不活性粒状材料上での前記バインダー噴霧ステップを繰り返すステップと、
−前記バインダーによって結合されなかった前記不活性材料であって前記周囲内に蓄積された前記不活性材料を除去して、前記建築モデルを正確に再現している中実構造を取り外すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記モデル化ステップが、複数の基本容積で前記建築物または前記建築物の一部を囲むステップを提供し、特に、前記単一の容積が、平行六面体、円筒、角柱、球体、あるいはそれらの部分または組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単一の容積が、前記建築物の垂直面に対して平行な垂直縁または垂直母面を有し、また前記建築物の水平面に対して平行な水平縁を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記装置が、直交座標または極座標に従った独立した動作または補間動作によって前記水平面で案内される作動ヘッドを備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記樹脂が、
−エポキシ樹脂、
−架橋ポリウレタン、
からなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記樹脂が、３〜１０ポアズ、好ましくは、６〜８ポアズに設定された粘度を有し、また前記ピッチに対応する高さの粒状材料の顆粒の間に浸透させるのに十分な流体であるように適合され、このようにして、事前に形成された粒状材料の層が得られる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記粒状材料が、０．１〜２ｍｍ、好ましくは、０．５〜１．５ｍｍに設定された粒度分布値を有し、これによって、前記粒状材料が、事前のサイクルで既に噴霧された層に達するまで、前記バインダーを、堆積された顆粒の間に浸透させるように適合された最大の有効多孔率値を有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
複合建築物を自動的に建築するための装置において、
−包囲壁によって画定される閉じられた周囲と、
−前記周囲内の水平フレームによって画定された水平面で作動ヘッドを移動させることができるブリッジクレーンを支持するのに適切な前記水平フレームと、
−前記ブリッジクレーンに対して平行な前記水平面で前記作動ヘッドを作動させるための手段と、
−前記水平フレームを支持できる少なくとも１つの垂直部を有する骨組と、
−前記水平フレームを垂直方向に移動させるための手段と、
−前記建築物が完成するまでの連続作動を制御するのに適切な制御ユニットと、を備え、
−前記包囲壁が、前記複合建築物よりも大きい作業領域において、前記不活性材料を囲むことができることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記作動ヘッドが、前記作業領域全体において、所定の厚さを実現するように、前記堆積された不活性材料を均一にすべく、前記堆積された不活性材料上を摺動するように適合されるブレードを備える請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記包囲壁が、垂直であり、また前記作業領域において、平行六面体のまたは円筒状の容積を画定する請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
カバーが、前記包囲壁を覆うために設けられる請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記カバーが、真空を内部に発生させることができるように前記容積を密閉封止できる請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記作動ヘッドが、
−制御される電動弁によって作動される少なくとも１つのバインダー噴霧ノズルと、
−予備混合ヘッドと、
−供給ポンプと、
−容器と、
−洗浄システムと、
を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記作動ヘッドが、行程毎に既知量の不活性材料を前記作動ヘッドに供給するための容積ドーザを備える請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築、特に、建築時間を短縮するのに適切な、建築に関連する作業を補助するのに適切な方法および装置による建築物または他の重量構造物の自動的建築に関するものである。本発明はまた、特に、連接構造物および複合建築物を建築するために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
異なる建築技術および建築材料で建築を行うための多くの方法が知られている。
周知の技術では、型枠に半流動体状に鋳込み成形されるコンクリートが使用される。この技術により、使用された型枠の形状を有するコンクリート塊が得られる。
【０００３】
この技術は、凸面と凹面とを有する複雑な形状を得るために、主に、複雑な形状を有する型枠を準備するのが面倒であるために、またコンクリートの引張応力に対する抵抗を小さくするために、複雑な作業が必要となり、これによって、型枠の形状に従って折り畳まなければならないスチール補強材の使用が必要となるという欠点を有する。
【０００４】
他の欠点は、コンクリートを鋳込み成形する前に型枠を製造するためのおよび硬化後の型枠を取り外すための手作業のコストである。
【０００５】
さらなる欠点は型枠材のコストである。
【０００６】
コンクリート建築に関する方法の他の欠点は、硬化に必要な待機時間である。
【０００７】
ここで、自動的な方法で行われるのに適切な、迅速かつ安価な建築を行うための方法が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、建築業の建築および他の作業を自動的に行うための方法を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、凹面または凸面と任意の形状およびサイズのアンダーカット部も備える、さらに複雑な形状を有する容積によって得られる建築物を建築するための方法を提供することである。
【００１０】
別の目的は、圧縮に対してだけでなく引張応力に対しても抵抗性を有する建築物を提供するのに適切な方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、前記方法を行うのに適切な装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの目的および他の目的は、複合建築物を自動的に建築するための方法であって、
−特に、表面モデル化のまたは容積モデル化のＣＡＤ機能により、建築物の建築構造をＣＡＤモデル化して、コンピュータファイル建築モデルを得るステップと、
−建築物の中実部および中空部に対応して、中実領域および中空領域を含む建築物の複数の断面を生成するために、所定のピッチに従って、水平な平行面に前記コンピュータファイル建築モデルを区分するステップであって、前記面を下から上に向かって区分するステップと、
−閉じられた周囲を画定する包囲壁内に、粒状材料層と液状バインダーとを交互に堆積させるのに適切な装置を予め配置するステップと、
−前記所定のピッチに対応する厚さの第１の均一で水平な不活性粒状材料層を堆積させるために、前記周囲内で前記装置を移動させるステップと、
−前記断面の第１の面を再現するために、前記装置によって、バインダーの第１の層を噴霧して、前記中実領域のみに不活性材料層とバインダー層を形成するステップであって、前記装置が、水平面で移動させるのに適切な作動ヘッドを有するステップと、
−前記ピッチに従って、前記装置を垂直に持ち上げるステップと、
−建築物の水平断面において、最後の層が完成するまで、垂直方向の異なる次の断面毎に、何度でも、不活性粒状材料の堆積ステップを繰り返し、またその不活性粒状材料上でのバインダー噴霧ステップを繰り返すステップと、
−バインダーによって結合されなかった前記不活性材料であって前記周囲内に蓄積された前記不活性材料を除去して、前記建築モデルを正確に再現している中実構造を取り外すステップと、
を含むことを特徴とする方法によって達成される。
【００１３】
特に、前記方法は、前記建築物を囲む複数の単一の容積で前記建築物またはその一部を囲むステップを行う。
【００１４】
特に、前記単一の容積は、平行六面体、円筒、角柱、球体、あるいはそれらの部分または組み合わせからなる群から選択される。
【００１５】
有利なことに、前記単一の容積は、前記建築物の垂直面に対して平行な縁または垂直母面と、前記建築物の水平面に対して平行な水平縁とを有する。
【００１６】
好ましい典型的な実施形態では、前記平行で水平な断面は互いに等距離にある。
【００１７】
有利なことに、前記ファイル建築モデルを表示するのに適切なグラフィック環境を有するＣＡＭシステムが設けられる。
【００１８】
常に有利なことに、前記装置は、直交座標または極座標に従った独立した動作または補間動作によって前記水平面で案内される作動ヘッドを備える。
【００１９】
本発明の他の形態によれば、複合建築物を自動的に建築するための装置は、
−包囲壁によって画定された閉じられた周囲と、
−前記周囲内の水平フレームによって画定された水平面で作動ヘッドを移動させることができるブリッジクレーンを支持するのに適切な前記水平フレームと、
−前記ブリッジクレーンに対して平行な前記水平面で前記作動ヘッドを作動させるための手段と、
−前記水平フレームを支持できる少なくとも１つの垂直部を有する骨組と、
−前記水平フレームを垂直方向に移動させるための手段と、
−前記建築物が完成するまでの連続作動を制御するのに適切な制御ユニットと、を備え、
−前記包囲壁が、前記複合建築物よりも大きい作業領域において、前記不活性材料を囲むことできることによって特徴付けられる。
好ましい典型的な実施形態では、前記包囲壁は、垂直であり、また前記作業領域において、平行六面体のまたは円筒状の容積を画定する。
有利なことに、カバーは、前記包囲壁を覆うために設けられる。
特に、前記カバーは、真空を内部に発生させることができるように前記容積を密閉封止できる。
有利なことに、前記作動ヘッドが、
−制御される電動弁によって作動される少なくとも１つのバインダー噴霧ノズルと、
−予備混合ヘッドと、
−供給ポンプと、
−容器と、
−洗浄システムと、
を備える。
【００２０】
好ましい典型的な実施形態では、前記作動ヘッドは、行程毎に既知量の不活性材料を前記作動ヘッドに供給するための容積ドーザを備える。
【００２１】
有利なことに、前記作動ヘッドは、作業領域全体において、所定の厚さを実現するように、堆積された不活性材料を均一にすべく、堆積された不活性材料を摺動するように適合されるブレードを備える。
【００２２】
特に、前記樹脂が、
−エポキシ樹脂、
−架橋ポリウレタン、
からなる群から選択される。
【００２３】
有利なことに、前記樹脂は、３〜１０ポアズ、好ましくは、６〜８ポアズに設定された粘度を有し、また前記ピッチに対応する高さの粒状材料の顆粒の間に浸透させるのに十分な流体であるように適合され、このようにして、事前のステップで結合された粒状材料の層に達する。
【００２４】
特に、前記粒状材料は、０．１〜２ｍｍ、好ましくは、０．５〜１．５ｍｍに設定された粒度分布を有する。これによって、粒状材料は、事前のサイクルで既に噴霧された層に達するまで、前記バインダーを、堆積された顆粒の間に浸透させるように適合された最大の有効多孔率値を有する。
本発明は、添付図面を参照して説明しているが、それに限定されない本発明の典型的な実施形態のいくつかの説明によってより明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下の説明において、本発明による方法を行う装置の実施形態の例について説明する。
【００２６】
特に、図１には、複合建築物の建築を自動的に行うのに適切な本発明による装置が示されている。本発明による装置は、４つの垂直部３、４、５、６に沿って垂直に移動可能な水平フレーム１を支持できる前記垂直部を有する骨組を備える。
【００２７】
閉鎖形状の水平フレーム１は、作動ヘッド１６を保持するブリッジクレーン１５の２つの端部に摺動係合するための少なくとも２つの平行側面２を有する。
【００２８】
作動ヘッド１６は、ブリッジクレーン１５の摺動方向１８に対して直角な矢印１９に沿って全体的に移動し、またフレーム１は矢印１１、１２、１３、１４に沿って垂直に移動できる。
【００２９】
図２には、ブリッジクレーン１５の端部がより詳細に示されている。ブリッジクレーン構造１５は、図１のビーム２の内部に係合する一対の車輪２３を各端部に有するビーム２１を備える。ガイド２０は、堆積された粒状材料層のみに液状バインダーを噴霧できる作動ヘッド１６のスライド２４を摺動保持するビーム２１と一体化しかつそれに対して平行に設けられる。ビーム２１は、細長い形状のホッパ１７を支持し、このホッパは、ビーム２１の長さに沿って延び、また所定量の粒状材料を堆積面の一方の端部に堆積させるように適合される。上記ホッパ１７のみによって堆積された粒状材料を分散させるために、ビーム２１に沿ってブレードが配置される。
【００３０】
図３は、本発明による装置の斜視図を示しており、図４は、本発明による装置の正面図を示しており、また図５は、ある量の粒状材料の第１の堆積動作ステップに関する作動ヘッド１６の図面であり、この図面において、フレーム１はゼロ位置（地表面）にあり、ブリッジクレーン１５はその第１の停止位置にあり、また作動ヘッド１６はその第１の停止位置にある。
【００３１】
装置は、本発明による方法に従って粒状材料で充填されるであろう容積を画定する４つの包囲壁３１を備える。
【００３２】
図６、図７および図８は、事前に堆積された層の露出面に沿って粒状材料を分散させるステップ中における本発明による装置を示している。このステップでは、ブリッジクレーン１５は、その第２のリミットストップに向かって移動し、ブレード２２によって、事前のステップで堆積された粒状材料を分散させて平らにする。
【００３３】
図９、図１０および図１１は、事前のステップの終了時における装置を示している。フレーム１は依然として地表面にあり、ブリッジクレーン１５はその第２のリミットストップに達し、依然としてそこにあり、一方、作動ヘッド１６は依然としてその第１のリミットストップにある。
【００３４】
図１２、図１３および図１４は、作動ヘッド１６が、算出された断面積の中実領域のみの粒状材料層にバインダーを噴霧しているときの後退行程のステップにおける装置を示している。このステップでは、フレーム１は依然としてゼロレベルにあり、ブリッジクレーン１５は後退し、また作動ヘッド１６は、バインダーを噴霧し、その摺動軸に沿って移動する。
【００３５】
図１５、図１６および図１７は、フレーム１が依然として地表面にあり、ブリッジクレーン１５および作動ヘッド１６が移動してそれらの第１のリミットストップに戻ったときの噴霧ステップの終了時における装置を示している。この位置において、ブリッジクレーン１５のドーザ４０は、次のステップで堆積させるべきある量の粒状材料で充填される。
【００３６】
図１８、図１９および図２０は、ピッチと等しい高さにフレーム１を持ち上げることによって達する第２の分配レベルにおける事前のステップの、特に、第１のステップの繰り返しを示している。このステップでは、事前のステップで貯蔵されたある量の粒状材料が、ドーザ４０によって堆積される。フレーム１が上昇されたときに、ブリッジクレーン１５および作動ヘッド１６はそれぞれの第１のリミットストップにある。
【００３７】
図２１では、複合建築物が完成する前に、装置はその最後のステップを行っている。
【００３８】
図２２では、建築物５０の建築が完了している。次のステップでは、バインダーによって結合されていない粒状材料が排出され、このようにして、結合された部分が残り、次に、建築物が残り、また包囲壁が取り外され、その次に、装置が取り外される。
【００３９】
図２３は、連続する２つのステップで堆積された２つの粒状材料層６１と６２を備える建築物の一部の断面図を示している。樹脂は、エポキシ樹脂および架橋ポリウレタンからなる群から選択される。樹脂は、３〜１０ポアズ、好ましくは、６〜８ポアズに設定された粘度を有し、またピッチ６８に対応する高さの粒状材料の顆粒の間に浸透させるのに十分な流体であるように適合され、このようにして、事前に形成された粒状材料の層６４が得られる。
【００４０】
特に、前記粒状材料は、０．１〜２ｍｍ、好ましくは、０．５〜１．５ｍｍに設定された粒度分布を有し、このようにして、粒状材料は、事前のサイクルで既に噴霧された層に達するまで、前記バインダーを、堆積された顆粒の間に浸透させるように適合された最大の有効多孔率を有する。
【００４１】
特定の実施形態の上記説明により、本発明が、概念的な観点に従ってこのように完全に明らかになり、この結果、他者は、現在の知識を適用することによって、さらに研究することなくまた本発明から逸脱することなく、種々の用途のために、このような実施形態を修正および／または適合できる。したがって、このような適合および修正は、特定の実施形態と等価であると考えるべきであることを理解されたい。本明細書に記載されている異なる機能を実現するための手段および材料は、このために発明の分野から逸脱することなく、異なる特性を有し得る。本明細書で用いられている表現または用語は、説明のためのものであり、限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】作動ヘッドを支持するブリッジクレーンが摺動係合される垂直に摺動する水平フレームを備える、本発明による複合建築物を自動的に建築するための装置を示している。
【図２】前記ブリッジクレーンの端部を示している。
【図３】本発明による装置の斜視図を示している。
【図４】本発明による装置の正面図を示している。
【図５】ある量の粒状材料の第１の堆積動作ステップに関する作動ヘッドの図面を示している。
【図６】事前に堆積された層の露出面に沿って粒状材料を分散させるステップ中における本発明による装置を示している。
【図７】事前に堆積された層の露出面に沿って粒状材料を分散させるステップ中における本発明による装置を示している。
【図８】事前に堆積された層の露出面に沿って粒状材料を分散させるステップ中における本発明による装置を示している。
【図９】バインダーを分散させる行程の終了時における装置を示している。
【図１０】バインダーを分散させる行程の終了時における装置を示している。
【図１１】バインダーを分散させる行程の終了時における装置を示している。
【図１２】作動ヘッドが、断面の中実領域のみに堆積された粒状材料層にバインダーを噴霧しているときの後退行程中における装置を示している。
【図１３】作動ヘッドが、断面の中実領域のみに堆積された粒状材料層にバインダーを噴霧しているときの後退行程中における装置を示している。
【図１４】作動ヘッドが、断面の中実領域のみに堆積された粒状材料層にバインダーを噴霧しているときの後退行程中における装置を示している。
【図１５】噴霧行程の最終部分を示している。
【図１６】噴霧行程の最終部分を示している。
【図１７】噴霧行程の最終部分を示している。
【図１８】ある量の粒状材料をさらに堆積させる第１のステップの繰り返しを示している。
【図１９】ある量の粒状材料をさらに堆積させる第１のステップの繰り返しを示している。
【図２０】ある量の粒状材料をさらに堆積させる第１のステップの繰り返しを示している。
【図２１】建築の最終ステップが完了した際の斜視図を示している。
【図２２】建築の最終ステップが完了した際の立面図を示している。
【図２３】連続する２つのステップで堆積された２つの粒状材料層６１と６２を備える建築物の一部の断面図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
2008534819.tif 000026
2008534819.tif 000027