Способ автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии и система для его реализации
METHOD FOR AUTOMATED INSTALLATION OF EXTERNAL FENCE FOR GRAVITATIONAL ENERGY STORAGE AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION

Область техники
[1] Изобретение относится к подъемным устройствам и способу их реализации, используемым при строительстве, в том числе с возможностью осуществления автоматизированного монтажа. В частности, относится к системам автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии с использованием твёрдых грузов.
Уровень техники
[2] Гравитационные системы накопления энергии используют гравитационное поле (перепад высот) для накопления энергии. В таких системах грузы  - жидкость или твёрдые грузы  - перемещаются вверх против силы тяжести при аккумулировании (накоплении) энергии (система заряжается) и грузы возвращаются вниз в начальную позицию при генерации энергии (система разряжается). Системы, которые запасают энергию с помощью строго вертикального перемещения грузов, как известно, наиболее эффективны с точки зрения КПД и минимизации занимаемой площади.
[3] Например, известна система накопления электрической энергии RU 2699855 (заявка: 2018123773, дата публикации: 11.09.2018 г., МПК F03G 3/00, F03G 7/08), включающая в себя по меньшей мере одну энергетическую ячейку. Энергетическая ячейка содержит множество грузов, каретку, тележку, канат и главный привод. Система выполнена с возможностью вертикального перемещения грузов и закрепления грузов в энергетической ячейке либо в верхнем положении, либо в нижнем положении. Система заряжается при перемещении по крайней мере одного груза из множества грузов из нижнего положения в верхнее положение. Система разряжается при перемещении по крайней мере одного груза из множества грузов из верхнего положения в нижнее положение. Указанное изобретение также описывает способ накопления электрической энергии.
[4] Необходимым условием функционирования гравитационных систем накопления энергии, запасающих энергию с помощью вертикального перемещения грузов, является возможность хранения грузов по меньшей мере в двух положениях: в нижнем положении с минимумом потенциальной энергии и в верхнем положении с максимумом потенциальной энергии. Другими словами, функционирование гравитационных систем накопления энергии предполагает наличие естественной или искусственно созданной разницы высот.
[5] Естественный ландшафт не часто располагает необходимой разницей высот, достаточной для создания гравитационной системы накопления энергии необходимой энергетической ёмкости, поэтому гравитационные системы накопления энергии как правило имеют специально возводимую несущую конструкцию, обеспечивающую надлежащую разновысотность для накопления энергии.
[6] Характерная энергетическая ёмкость систем промышленного накопления энергии составляет до десятков гигаватт-часов. Для достижения такой энергетической ёмкости в гравитационной системе накопления энергии, запасающей энергию с помощью вертикального перемещения грузов, высота и горизонтальные размеры (диаметр) такой системы могут достигать нескольких сотен метров, что предъявляет особенные требования к её конструкции.
[7] Несущая конструкция гравитационной системы накопления энергии включает в себя силовой каркас (силовую конструкцию), выдерживающую вертикальную (сжимающую) нагрузку от грузов и внешнее ограждение, выдерживающее горизонтальные (боковые) ветровые нагрузки и обеспечивающее климатозащиту. При этом внешнее ограждение в наиболее простом случае представляет собой замкнутую стеновую конструкцию, которая может быть выполнена сборной или монолитной.
[8] Поскольку силовая конструкция гравитационной системы накопления энергии должна обеспечивать свободное вертикальное перемещение грузов, в силовой конструкции гравитационной системы накопления энергии нет сплошных горизонтальных перекрытий, а значит изгибная жёсткость такой конструкции снижена. Наличие внешнего ограждения, защищающего внутреннюю силовую конструкцию от боковых ветровых нагрузок, позволяет реализовать внутреннюю силовую конструкцию со сниженными требованиями к жёсткости  - так, что силовую конструкцию проще монтировать, она обладает меньшей стоимостью.
[9] Известна несущая конструкция гравитационной системы накопления энергии по патенту №RU2743988C1 на изобретение (заявка: 2019128570, дата публикации: 01.03.2021 г., МПК Е04В 1/18, Е04В 1/20), включающая в себя силовой каркас и внешнее ограждение. Силовой каркас включает в себя верхнюю раму, множество модулей, каждый из которых состоит из множества колонн и связей. По меньшей мере одна связь из множества связей жёстко прикрепляется к по меньшей мере одной из колонн. Внешнее ограждение может быть выполнено в виде жёсткой структуры, расположенной на небольшом расстоянии от силового каркаса. Несущая конструкция позволяет создать разность высот между верхним и нижним положением грузов, достаточную для накопления энергии. Внешнее ограждение указанной конструкции выдерживает боковые ветровые нагрузки и позволяет выполнить внутреннюю силовую конструкцию с пониженной изгибной жёсткостью.
[10] Известно, что автоматизация процесса строительства позволяет кратно уменьшить влияние человеческого фактора, а значит позволяет поднять производительность труда и безопасность при проведении строительных работ. Таким образом, если возведение внешнего ограждения гравитационной системы накопления энергии проводится автоматизированными способами, это снижает стоимость строительных работ и риск ошибок.
[11] Известно устройство для рационализации кладки кирпича из публикации №EP0451655B1 заявки на изобретение (заявка: EP 91105116 A, дата публикации: 29.09.1993 г., МПК B66C 23/18; E04G 1/28; E04G 21/16; E04G 21/22), служащее для возведения стеновых конструкций, состоящее из платформы, которая может перемещаться с помощью колёс и имеет вертикальную опорную стойку, вращающуюся вокруг своей продольной оси. Множество стрел крана установлены с угловым смещением по отношению друг к другу и расположены на указанной опорной колонне. Подъемный трос проходит по каждой стреле. Каждому подъемному тросу назначается канатный барабан и приводной двигатель. При помощи указанного устройства производится возведение стеновой конструкции, при этом, предусматривается непосредственное участие людей в возведении кладки: закрепления кирпичей в грузозахвате, укладка кирпичей на высоте возводимой стеновой конструкции, подача клея для укладки кирпичей.
[12] Недостатком такого устройства является то, что система не исключает ручной труд, а значит вероятность ошибок, риск при высотном монтаже и увеличение стоимости за счёт оплаты труда высококвалифицированного персонала. Также недостатком указанного устройства является необходимость использования специального клея, что приводит к удорожанию строительства.
[13] Известен автоматизированный способ возведения зданий из промышленных блоков по патенту на изобретение №RU2606886С1 (заявка: 2015153668, дата публикации: 10.01.2017 г., МПК Е04G 21/14). Изобретение относится к автоматизированному строительству промышленных и гражданских зданий и сооружений. Технический результат: повышение уровня автоматизации при возведении зданий и сооружений с обеспечением при этом технологии строительства и требуемых технических характеристик зданий и сооружений. В автоматизированном способе возведения зданий из строительных блоков предварительно формируют проект здания, в соответствии с которым в компьютерной программе формируют последовательность действий и координаты расположения для каждого строительного блока, арматурной ленты и связующего состава. Блоки, связующий состав, арматурные ленты подвозят на строительную площадку, располагают на площадке в местах, соответствующих алгоритму компьютерной программы, заложенной в управляющий модуль. Далее подготавливают роботизированным комплексом, расположенным на рельсах, строительные блоки, связующий состав и арматурные ленты и подают их на транспортерную тележку с регулируемой по высоте площадкой, которую электроприводом передвигают на рельсах, которые располагают вдоль других рельсов, уложенных с двух сторон строящегося здания. По другим рельсам передвигают кран-балку, балку которой перемещают вверх по мере роста стен, а по балке передвигают тележку с двумя роботизированными манипуляторами, один из которых смазывает через сопло связующим составом прилегающие поверхности блоков, а второй захватывает подготовленные блоки и арматурные ленты с тележки и укладывает их в стены и перегородки здания. При этом управляют манипуляторами, передвигают их по балке, передвигают кран-балку по рельсам, передвигают балку вверх-вниз, передвигают тележки, подготавливают связующий состав, блоки и арматурные ленты, подают их к манипулятору тележкой электроприводами по алгоритму компьютерной программы, заложенной в управляющий модуль.
[14] Недостатком указанного способа является повышение площади поперечного сечения вертикальных балок роботизированного комплекса для обеспечения достаточной жёсткости при возведении конструкций высотой в более чем 100 метров, что приведёт к значительному росту массы металлоконструкций, а значит к затруднению перемещения и к росту стоимости.
[15] Известен способ возведения стеновых конструкций с использованием скользящей опалубки (например, В.И. Теличенко и др., «Технология возведения зданий и сооружений», Высшая школа, Москва, изд. второе, 2004 г., стр. 312), в котором возведение монолитной стеновой конструкции производится при помощи подвижной в вертикальном направлении опалубки, перемещаемой вверх без перерыва в бетонировании. Возведение конструкций в скользящей опалубке позволяет повысить темпы строительства, снизить трудоёмкость работ, улучшить тепло- и звукоизоляционные характеристики зданий.
[16] Основным недостатком традиционного метода скользящей опалубки является необходимость использования ручного труда на высоте для вибрационного уплотнения бетона и наращивания арматуры, а значит, сохраняется вероятность ошибок, риск при высотном монтаже и увеличение стоимости за счёт оплаты труда высококвалифицированного персонала.
[17] Известна технология возведения сооружений с помощью строительных принтеров (например, А.С. Иноземцев и др., «Анализ существующих технологических решений 3D-печати в строительстве», Вестник МГСУ, Том 13, Выпуск 7, стр. 863-876, 2018 г.), в которой возведение зданий проводится путём послойной экструзии бетона из специального подвижного устройства  - строительного принтера. Перемещаясь в соответствии с заданным планом строительный принтер слой за слоем печатает здание требуемой формы.
[18] Недостатком указанной технологии является ограничение высоты зданий, возведённых по технологии 3D-печати: строительные принтеры не могут обеспечить вертикальное армирование возводимой конструкции, что приводит к снижению изгибной прочности сооружений.
(
[19] Известна временная система для автоматизации строительства и способ строительства на её основе из публикации №KR 100980806 B1заявка: KR 200800626110 А, дата публикации: 10.09.2010 г., МПК B66C 23/208; B66C 23/26; B66C 2700/012), позволяющий реализовать автоматизированное строительство с помощью роботизированных средств. Временная система автоматизированного возведения в соответствии с указанным изобретением опирается на предварительно построенную с помощью башенного крана центральную часть (ядро) здания, при этом башенный кран расположен в центре ядра и используется совместно с временной системой автоматизированного возведения, а также для демонтажа временной системы после окончания строительства. На внешней части ядра здания размещается множество вертикальных направляющих, на которых размещается опорная рама временной системы. К опорной раме крепятся горизонтальные рельсы, по которым могут перемещаться строительные роботы, размещающие строительные элементы в проектное положение. Строительные роботы сконфигурированы таким образом, чтобы их можно было свободно перемещать в любой угол строящейся части здания.
[20] Недостатками указанной системы является необходимость возведения обычными строительными методами высотного ядра здания, ограниченность горизонтальных габаритов (диаметра) возводимого сооружения габаритами опорной рамы и длиной стрелы башенного крана.
[21] Соответственно, существует необходимость в способе автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии, обеспечивающем возведение указанного внешнего ограждения без высотных работ, при минимальном участии людей. Кроме того, необходимо, чтобы комплекс устройств для реализации указанного способа обеспечивал достаточно высокую производительность для обеспечения быстроты монтажа, а также был экономичен.
Раскрытие сущности изобретения
[22] Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в обеспечении автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии на твёрдых грузах.
[23] Техническим результатом является обеспечение автоматизации процесса монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии за счет использования совокупности устройств и последовательности их применения, описанных ниже.
[24] Технический результат достигается за счет того, что используют систему автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии, состоящую из манипулятора-блокоукладчика, расположенного на слое блоков монтажа, включающего, по крайней мере, раму, опирающуюся на слой блоков монтажа, по крайней мере, четырьмя колёсами с сервоприводами, и выполненную с возможностью горизонтального перемещения вдоль слоя монтажа, две каретки с гидроцилиндрами, каждая из которых опирается на слой блоков монтажа, по крайней мере, двумя колёсами и соединена с рамой манипулятора-блокоукладчика, при этом, по крайней мере, два колеса первой каретки выполнены с сервоприводом и возможностью горизонтального перемещения вдоль слоя блоков монтажа, корзину, соединенную с рамой манипулятора-блокоукладчика тросами, поворотную консоль, соединённую с рамой манипулятора-блокоукладчика, захват с замками, который выполняют с возможностью захвата блоков и который приводят в движение приводным механизмом, при этом захват соединен с поворотной консолью, по крайней мере, двумя вертикальными направляющими, механизм фиксации блоков к нижнему уровню слоя блоков монтажа, блок автоматического управления.
[25] В развитие изобретения выполняют систему, в которой тросы, соединяющие корзину с рамой манипулятора-блокоукладчика, присоединены к лебедке, установленной на раме манипулятора-блокоукладчика.
[26] В развитие изобретения механизм фиксации блоков к нижнему уровню слоя блоков монтажа выполняют из, по крайней мере, одного устройства полуавтоматической сварки.
[27] В развитие изобретения рама манипулятора-блокоукладчика содержит боковой прижим с приводным механизмом, выполненный с возможностью активации и деактивации.
[28] Система автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии, включающая модуль энергетического обеспечения и блок автоматического управления, который расположен на раме манипулятора-блокоукладчика.
[29] Технический результат достигается способом автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии, включающий следующие последовательные этапы: закрепляют первый ряд блоков, на который устанавливают манипулятор-блокоукладчик, состоящий из рамы и двух кареток, корзины, соединенной с рамой манипулятора-блокоукладчика, поворотной консоли и захвата, соединенного с поворотной консолью вертикальными направляющими. Затем манипулятором-блокоукладчиком опускают корзину на уровень фундамента и устанавливают блок в корзину. Манипулятором-блокоукладчиком поднимают корзину с блоком на уровень слоя блоков монтажа. После чего захватом манипулятора-блокоукладчика поднимают блок таким образом, чтобы основание блока было расположено выше уровня верхней стороны корзины и установленного уровня слоя блоков монтажа. С помощью захвата, поворотной консоли, кареток и рамы манипулятора-блокоукладчика перемещают блок в проектное положение. Затем механизмом фиксации манипулятора-блокоукладчика фиксируют блок к нижележащему слою блоков. Манипулятор-блокоукладчик перемещают по горизонтали на расстояние не менее длины одного блока. Повторяют операции по подъёму и монтажу блоков необходимое число раз. Выполняют вертикальное перемещение манипулятора-блокоукладчика на следующий верхний уровень слоя блоков монтажа, после чего завершают монтаж нижнего уровня слоя блоков монтажа манипулятором-блокоукладчиком. Монтируют таким образом нужное количество слоёв блоков, формируют внешнее ограждение гравитационного накопителя энергии.
[30] Вертикальное перемещение манипулятора-блокоукладчика на следующий верхний уровень слоя блоков монтажа осуществляют за счет того, что с помощью установленных на каретках гидроцилиндров вертикального перемещения осуществляют подъём рамы манипулятора-блокоукладчика на высоту несколько превышающую высоту одного блока. За счет сервоприводов первой каретки осуществляют горизонтальное перемещение манипулятора-блокоукладчика до тех пор, пока пара колёс второй каретки не коснётся стороны блока верхнего слоя блоков монтажа, на который осуществляется подъем манипулятора-блокоукладчика. Поднимают вторую каретку с помощью установленного на ней по крайней мере одного гидроцилиндра на высоту, превышающую высоту одного блока. За счет сервоприводов первой каретки осуществляют горизонтальное перемещение манипулятора-блокоукладчика до тех пор, пока пара колёс первой каретки не коснётся стороны блока верхнего слоя блоков монтажа, на которой осуществляется подъем манипулятора-блокоукладчика. Опираясь двумя парами колёс рамы манипулятора-блокоукладчика на блоки верхнего уровня слоя блоков монтажа за счет по крайней мере одного гидроцилиндра первой каретки поднимают первую каретку на верхние блоки верхнего уровня слоя блоков монтажа. Затем осуществляют горизонтальное перемещение манипулятора-блокоукладчика двумя парами колёс рамы манипулятора-блокоукладчика до тех пор, пока пара колёс первой каретки не обопрётся на верхний уровень слоя блоков монтажа.
[31] Выполняют монтаж нижнего уровня слоя блоков монтажа манипулятором-блокоукладчиком, для чего поднимают блок захватом, поворотную консоль вместе с блоком в захвате поворачивают в положение над ближайшим незанятым местом нижнего уровня слоя блоков монтажа и опускают блок захватом, механизмом фиксации манипулятора-блокоукладчика фиксируют блок к нижележащему блоку. Повторяют операции до возведения нижнего слоя блоков монтажа.
Краткое описание чертежей
[32] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и чётко заявлен (описан) в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:
[33] Фиг.1 изображает манипулятор-блокоукладчик с опущенной корзиной.
[34] На Фиг. 1 приняты следующие обозначения:
50 - блок внешнего ограждения;
100 - манипулятор-блокоукладчик;
110 - корзина манипулятора-блокоукладчика;
112 - тросы для подъёма корзины с блоком;
114 - система шкивов корзины;
120 - рама манипулятора-блокоукладчика;
130 - захват с замками;
140 - поворотная консоль;
150 - первая каретка с сервоприводом;
155 - вторая каретка.
[35] Фиг.2 изображает захват с замками манипулятора-блокоукладчика.
[36] На Фиг. 2 приняты следующие обозначения:
50 - блок внешнего ограждения;
55 - пазы блока;
130 - захват с замками;
135 - вертикальные направляющие захвата.
[37] Фиг.3 изображает манипулятор-блокоукладчик с развернутой поворотной консолью.
[38] На Фиг. 3 приняты следующие обозначения:
50 - блок внешнего ограждения;
100 - манипулятор-блокоукладчик;
140 - поворотная консоль;
145 - основание поворотной консоли.
[39] Фиг.4 изображает манипулятор-блокоукладчик с механизмом фиксации блоков.
[40] На Фиг. 4 приняты следующие обозначения:
160 - механизм фиксации с вращательным механизмом;
161 - линейный актуатор механизма фиксации;
162 - хомут механизма фиксации;
163 - вращательный приводной механизм механизма фиксации.
[41] Фиг.5 изображает манипулятор-блокоукладчик с захватом с устройством полуавтоматической сварки.
[42] На Фиг. 5 приняты следующие обозначения:
165 - механизм фиксации со сваркой;
166 - устройство точечной сварки.
[43] Фиг.6 изображает раму манипулятора-блокоукладчика с гидроцилиндрами вертикального перемещения.
[44] На Фиг. 6 приняты следующие обозначения:
125 - колёса рамы;
150 - первая каретка с сервоприводом;
152 - колёса первой каретки;
155 - вторая каретка;
157 - колёса второй каретки;
170 - гидроцилиндры кареток.
Осуществление изобретения
[45] Способ автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии осуществляют с использованием системы автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя, которая в том числе включает расположенный на слое блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3), оборудованный захватом с замками 130 (фиг. 1 и 2), который соединен с поворотной консолью 140 (фиг. 1 и 3).
[46] Манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) опирается при монтаже рамой манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) и двумя каретками 150 и 155 (фиг. 1 и 6) на слой блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Каждая из кареток 150 и 155 (фиг. 1 и 6) имеет по крайней мере 2 колеса для перемещения по слою блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Еще по крайней мере 4 колеса расположены на раме манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1). При этом колёса рамы манипулятора-блокоукладчика 125 (фиг. 6) и колёса первой каретки 152 (фиг. 6) является приводными и обеспечивают горизонтальное движение всей системы автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии при перемещении вдоль слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Движение колёс первой каретки 150 (фиг. 1 и 6) и рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) осуществляется с использованием сервоприводов, на которые подается сигнал на движение или на прекращение движения от блока автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом последовательности действий при осуществлении монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии.
[47] Для вертикального перемещения, в случае необходимости смещения на следующий уровень слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа, задействуются гидроцилиндры кареток 170 (фиг. 6), установленные на каретках 150 и 155 (фиг. 1 и 6) манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3). В свою очередь гидроцилиндры кареток 170 (фиг. 6) соединены с рамой манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1).
[48] На раме манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) могут быть также расположены боковые прижимы, которые выполнены с возможностью активации и деактивации в процессе перемещения манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3) горизонтально или вертикальной. Используется по крайней мере 8 прижимов, при этом по крайней мере 4 из них могут быть приведены в движение за счёт приводных механизмов 163 (фиг. 4), выполненных, например, в виде линейных актуаторов 161 (фиг. 4). Воздействие указанных приводных механизмов 163 (фиг. 4) на боковые прижимы может быть осуществлено через пружину. Прижимы могут быть выполнены в виде роликов, которые вращаются при горизонтальном перемещении рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1), а при вертикальном перемещении скользят по блокам 50 (фиг. 1, 2, 3). С каждой стороны рамы 120 (фиг. 1) расположено по четыре прижима, по два в верхней и нижней частях рамы. Прижимы предотвращают раскачивание рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) как при движении, так и при поднятии или опускании корзины 110 (фиг. 1) и перемещении блока 50 (фиг. 1, 2, 3) захватом 130 (фиг. 1 и 2). Активация и деактивация приводных механизмов 163 (фиг. 4) боковых прижимов осуществляется по сигналу от блока автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом последовательности действий при осуществлении монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии.
[49] По крайней мере два дополнительных боковых прижима, могут быть выполнены в верхней части рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) с той стороны, которая контактирует с блоком 50 (фиг. 1, 2, 3) при вертикальном перемещении манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1и 3) для обеспечения устойчивости манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3) при подъёме рамы 120 (фиг. 1) при переходе на новый уровень монтажа. Дополнительные боковые прижимы могут быть выполнены в виде роликов, которые вращаются при горизонтальном перемещении рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1), а при вертикальном перемещении скользят по блокам 50 (фиг. 1, 2, 3).
[50] Манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) имеет корзину 110 (фиг. 1), предназначенную для транспортировки блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) от фундамента к уровню линии монтажа. Корзина 110 (фиг. 1) соединена с корпусом манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3) тросами 112 (фиг. 1), способствующими подъему и опусканию корзины 110 (фиг. 1). При этом сами тросы 112 (фиг. 1) с помощью системы шкивов 114 (фиг. 1) крепятся к лебедке (не показана), закрепленной на раме 120 (фиг. 1). Также корзина 110 (фиг. 1) может иметь фиксаторы для предотвращения выпадения блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) при осуществлении подъема. Подъем/опускание осуществляют с помощью лебедки, которая представляет собой механизм, тяговое усилие которого передаётся посредством троса или иного гибкого элемента от приводного барабана. На фиг.1 корзина 110 (фиг. 1) изображена в опущенном положении с расположенным в ней блоком 50 (фиг. 1, 2, 3). Подъем/опускание корзины 110 (фиг. 1) осуществляют по сигналу от блока автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом последовательности действий при осуществлении монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии.
[51] На фиг.2 изображен захват 130 (фиг. 1 и 2) манипулятора-блокоукладчика 100 (1 и 3). Захват 130 (фиг. 1 и 2) предназначен для удерживания блока 50 (фиг. 1, 2, 3) при перемещении и для установки его в проектное положение для последующей фиксации на слое блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Фиксация блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) для перемещения может осуществляться с помощью захвата с замками 130 (фиг. 1 и 2). Блок 50 (фиг. 1, 2, 3) снабжен диаметрально расположенными пазами 55 (фиг. 2) в верхней торцевой части блока 50 (фиг. 1, 2, 3) для фиксации в них замков захвата 130 (фиг. 1 и 2). Движение замков осуществляется приводным механизмом. В качестве приводного механизма может быть использован как гидравлический, электрический или иной привод. Выступ необходим для преобразования поступательного движения во вращательное. Замки присоединены к захвату 130 (фиг. 1 и 2) шарнирным соединением для осуществления вращательного движения. Захват блока 50 (фиг. 1, 2, 3) осуществляется после того, как корзина 110 (фиг. 1) поднимет его до уровня слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Захват 130 (фиг. 1 и 2) соединен вертикальными направляющими 135 (фиг. 2) с поворотной консолью 140 (фиг. 1 и 3). Необходимо как минимум две вертикальные направляющие 135 (фиг. 2) для осуществления безопасного подъема/опускания захвата 130 (фиг. 1 и 2) без риска его раскручивания. Вертикальные направляющие 135 (фиг. 2) могут быть выполнены в виде труб или иных конструкций, позволяющих осуществлять по ним и вдоль их движения. Захват и перемещение блока 50 (фиг. 1, 2, 3) осуществляют по сигналу от блока автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом последовательности действий при осуществлении монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии.
[52] На фиг.3 изображена поворотная консоль 140 (фиг. 1 и 3), соединенная с захватом блоков 130 (фиг. 1 и 2). Основание поворотной консоли 145 (фиг. 3) зафиксировано на раме манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1). При этом, поворотная консоль 140 (фиг. 1 и 3) имеет подшипники в местах фиксации для осуществления вращательного движения. Вращение поворотной консоли 140 (фиг. 1 и 3) осуществляется за счет приводного механизма. Движение поворотной консоли 140 (фиг. 1 и 3) осуществляют по сигналу от блока автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом последовательности действий при осуществлении монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии.
[53] На фиг.4 изображен механизм фиксации блока 160 (фиг. 4). Блоки 50 (1, 2, 3) могут фиксироваться между собой соединением арматуры, которая изначально пропущена через внутренние проходные каналы блока 50 (1, 2, 3). Каналы могут быть размещены вертикально или под некоторым углом к вертикали, в каждом блоке 50 (1, 2, 3) может быть несколько каналов. Соединение арматуры блоков 50 (1, 2, 3) может быть реализовано при помощи гаек, затягивающихся по резьбе.
[54] Механизм фиксации блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) в этом случае может состоять из линейного актуатора 161 (фиг. 4) и механизма фиксации с вращательным механизмом 160 (фиг. 4), соединенных хомутом 162 (фиг. 4). Вращательный механизм может быть выполнен в виде гайковерта. Конец механизма фиксации с вращательным механизмом 160 (фиг. 4) имеет колпачок с торцевой выемкой для закручивания гайки. Поступательное движение осуществляется благодаря актуатору 161 (фиг. 4) и хомуту 162 (фиг. 4). При этом механизм фиксации 160 (фиг. 4) соединен с хомутом 162 (фиг. 4) через подшипник для обеспечения вращательного движения.
[55] Фиксация блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) может осуществляться при помощи сварочной системы 165 и 166 (фиг. 5), расположенной на механизме фиксации 160 (фиг. 4), состоящей из серийных агрегатов полуавтоматической сварки в среде защитного газа, которые выполняют фиксацию закладных элементов только что установленного блока 50 (фиг. 1, 2, 3) к закладным деталям блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) предыдущего уровня. Механизм фиксации сваркой165 с устройством точечной сварки 166 изображен на фиг.5. Фиксацию блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) осуществляют по сигналу от блока автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом последовательности действий при осуществлении монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии.
[56] На фиг.6 изображен манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3), у которого рама манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) поднята относительно кареток 150 и 155 (фиг. 1 и 6) для переезда на новый уровень монтажа при помощи гидроцилиндров вертикального перемещения 170 (фиг. 6). При этом каретки 150 и 155 (фиг. 1 и 6) соединены с рамой манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) через гидроцилиндры 170 (фиг. 6).
[57] Для функционирования система автоматизированного монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии снабжена модулем энергетического обеспечения (не показан). Электропитание системы может быть обеспечено источником электроэнергии, установленным на раме манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1), таким как электрохимический аккумулятор или электрический генератор и иными источниками. Также электропитание системы может быть обеспечено подключением к системе электроснабжения с помощью питающего кабеля, шинопровода и любым иным способом.
[58] Функционирование системы и осуществление монтажа может быть реализовано как при помощи автономного блока управления, так и с участием оператора. При этом система может содержать разного рода датчики  - видеокамеры, энкодеры, лазерные дальномеры и т.д. В том случае, если возникает техническая неполадка или иные препятствия при монтаже блок автоматики подает сигнал элементам системы для принятия базового безопасного положения. Также сигнал может поступить оператору, который принимает решения по устранению возникшей неполадки. Блок автоматического управления может быть расположен на раме манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1). При проведении строительных работ может одновременно использоваться множество манипуляторов-блокоукладчиков 100 (фиг. 1 и 3), работа которых координируется общей системой управления монтажом (система управления верхнего уровня).
[59] Монтаж внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии заявляемой системы осуществляется следующим образом: для начала монтажа внешнего ограждения необходимо подготовить фундаментное основание с возможностью крепления к нему блоков 50 (фиг. 1, 2, 3), установить стандартными строительными приспособлениями нижний ряд блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) на всём периметре внешнего ограждения. На первый ряд блоков 50 (фиг. 1, 2, 3), закрепленных на фундаменте, устанавливают манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3).
[60] Затем манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) опускает пустую корзину 110 (фиг. 1) на уровень фундамента. Данные о перемещении корзины 110 (фиг. 1) получают от датчиков положения и перемещения. Установка блока 50 (фиг. 1, 2, 3) в корзину 110 (фиг. 1) на уровне фундамента осуществляется любым стандартным образом, например, с помощью кранового оборудования.
[61] После опускания пустой корзины 110 (фиг. 1) верхний и нижний боковые прижимы манипулятора-блокоукладчика активируются, прижимаясь к стенкам слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Таким образом, манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) плотно фиксируется на слое блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа.
[62] Манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) за счет лебедки и системы шкивов на корзине 114 (фиг. 1) с помощью тросов 112 (фиг. 1) поднимает ее с блоком 50 (фиг. 1, 2, 3) на уровень блоков слоя монтажа.
[63] Захват манипулятора-блокоукладчика 130 (фиг. 1 и 2), приводимый в движение приводным механизмом, двигаясь по вертикальным направляющим, опускается на блок 50 (фиг. 1, 2, 3). Датчики контроля, расположенные на захвате манипулятора-блокоукладчика 130 (фиг. 1 и 2), срабатывают при контакте с блоком 50 (фиг. 1, 2, 3), сигнал от датчиков передаётся блоку автоматического управления. Захват блока 50 (фиг. 1, 2, 3) производится по сигналу от блока автоматического управления в соответствии с заданным алгоритмом последовательности действий при осуществлении монтажа внешнего ограждения гравитационного накопителя энергии. После захвата блока 50 (фиг. 1, 2, 3) происходит фиксация замков в соответствующих пазах блока 55 (фиг. 2).
[64] Далее захват 130 (фиг. 1 и 2), соединенный вертикальными направляющими с поворотной консолью 140 (фиг. 1 и 3), за счет приводного механизма извлекает блок 50 (фиг. 1, 2, 3) из корзины 110 (фиг. 1).
[65] За счет захвата 130 (фиг. 1 и 2), поворотной консоли 140 (фиг. 1 и 3), кареток 150 и 155 (фиг. 1 и 6) и рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг .1) блок 50 (фиг. 1, 2, 3) устанавливается в проектное положение. Для этого захват 130 (фиг. 1 и 2) поднимается вместе с блоком 50 (фиг. 1, 2, 3) таким образом, чтобы нижняя сторона блока 50 (фиг. 1, 2, 3) оказалась выше уровня верхней стороны корзины 110 (фиг. 1) и уже установленного уровня слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Далее поворотная консоль 140 (фиг. 1 и 3) поворачивается так, что блок 50 (фиг. 1, 2, 3) оказывается строго над предыдущим уровнем блоков 50 (фиг. 1, 2, 3). После чего осуществляется поиск монтажной позиции манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3). Для этого деактивируются нижние и верхние боковые прижимы. Затем манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) при помощи колёс рамы 120 (фиг. 1) и приводной каретки 150 (фиг. 1 и 6) выполняет смещение до упора устанавливаемого блока 50 (фиг. 1, 2, 3) в торцевую грань соседнего ранее установленного блока 50 (фиг. 1, 2, 3). Таким образом, монтируемый блок 50 (фиг. 1, 2, 3) оказывается в точности над проектным положением. После этого захват 130 (фиг. 1 и 2) опускает блок 50 (фиг. 1, 2, 3) в проектное положение.
[66] С помощью механизма фиксации 160 (фиг. 4) манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) фиксирует блок 50 (фиг. 1, 2, 3) к нижнему слою блоков 50 (фиг. 1, 2, 3).
[67] Фиксация может быть осуществлена с помощью соединения внутренней арматуры блока 50 (фиг. 1, 2, 3) к арматуре нижележащего блока 50 (фиг. 1, 2, 3). В таком случае блоки 50 (фиг. 1, 2, 3) фиксируются между собой арматурой, которая изначально пропущена через внутренние проходные каналы блока 50 (фиг. 1, 2, 3). Соединение в этом случае может производиться при помощи гаек, затягивающихся по резьбе.
[68] Также фиксация может быть осуществлена сварочной системой 165 и 166 (фиг. 6), установленной на механизме фиксации 160 (фиг. 4). В данном случае фиксация реализована путем приваривания закладных элементов только что установленного блока 50 (фиг. 1, 2, 3) к закладным деталям блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) предыдущего уровня.
[69] После выполнения фиксации замки захвата 130 (фиг. 1 и 2) освобождают блок 50 (фиг. 1, 2, 3) и захват 130 (фиг. 1 и 2) вместе с поворотной консолью 140 (фиг. 1 и 3) возвращается в исходное положение.
[70] Манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) перемещается горизонтально на расстояние не менее длины одного блока 50 (фиг. 1, 2, 3), далее цикл повторяется до тех пор, пока на текущем слое монтажа в замкнутом контуре стены не останется незанятыми минимум три места для проектной установки блоков 50 (фиг. 1, 2, 3). В таком случае манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) выполняет алгоритм собственного перемещения на следующий уровень.
[71] Манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) перемещается к одному из блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) до упора. При этом дополнительные прижимы манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3), активируется, что обеспечивает стабильность при вертикальном перемещении.
[72] С помощью гидроцилиндров вертикального перемещения кареток 150 и 155 (фиг. 1 и 6) весь манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) кроме кареток 150 и 155 (фиг. 1 и 6) выполняет подъём от подлежащих блоков вверх на высоту несколько превышающую высоту одного блока 50 (фиг. 1, 2, 3). При этом гидроцилиндры кареток 150 и 155 (фиг. 1 и 6) двигаются с одинаковой скоростью. Обе каретки 150 и 155 (фиг. 1 и 6) опираются колёсами 152 и 157 (фиг. 6) на блоки 50 (фиг. 1, 2, 3) прежнего уровня монтажа. Дополнительные боковые прижимы во время подъёма обеспечивает отсутствие крена манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3).
[73] После подъёма рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) на высоту, при которой пара колёс рамы 120 (фиг. 1) имеет возможность осуществить опору на верхний уровень монтажа, первая каретка 150 (фиг. 1 и 6) с сервоприводами колёс двигает манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) в сторону блоков 50 (фиг. 1, 2, 3), на которые осуществляют подъем. Наезд пары колёс рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) осуществляется до упора в блок 50 (фиг. 1, 2, 3) колёс второй каретки 155 (фиг. 1 и 6).
[74] Следующим этапом осуществляется подъем второй каретки 155 (фиг. 1 и 6) до уровня, при котором колёса второй каретки 157 (фиг. 6) могут осуществить опору на верхний уровень слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. После подъема второй каретки 155 (фиг. 1 и 6), первая каретка 150 (фиг. 1 и 6) с сервоприводами колёс двигает манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) в сторону блоков 50 (фиг. 1, 2, 3), на которые осуществляют подъем. Осуществляется наезд второй каретки 155 (фиг. 1 и 6) и второй пары колёс рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) на верхний уровень слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Движение осуществляется до упора в блок 50 (фиг. 1, 2, 3) колёс первой каретки 150 (фиг. 1 и 6) с сервоприводами.
[75] Затем осуществляют подъем первой каретки 150 (фиг. 1 и 6) с сервоприводами при помощи гидроцилиндра 170 (фиг. 6) на высоту, при которой пара колёс первой каретки 155 (фиг. 1 и 6) с сервоприводами имеет возможность осуществить опору на верхний уровень слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. С помощью сервоприводов колёс рамы манипулятора-блокоукладчика 120 (фиг. 1) осуществляют наезд колёс первой каретки 150 (фиг. 1 и 6) с сервоприводами. Вертикальный подъем манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3) окончен.
[76] Минимум три незанятых места на нижнем слое заполняются, когда манипулятор-блокоукладчик 100 (фиг. 1 и 3) находится на верхнем уровне слоя блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа. Для этого захват 130 (фиг. 1 и 2) поднимает блок 50 (фиг. 1, 2, 3) на уровень выше корзины 110 (фиг. 1), затем консоль 140 (фиг. 1 и 3) вместе с блоком 50 (фиг. 1, 2, 3) в захвате 130 (фиг. 1 и 2) поворачивается над ближайшим незанятым местом нижнего слоя и опускает блок 50 (фиг. 1, 2, 3) в проектное положение. Затем механизмом фиксации блока 50 (фиг. 1, 2, 3) фиксируется к нижележащему уровню. После перемещение манипулятора-блокоукладчика 100 (фиг. 1 и 3) по горизонтали на длину не менее длины одного блока 50 (фиг. 1, 2, 3) аналогичным образом заполняются два оставшихся места на нижнем слое блоков 50 (фиг. 1, 2, 3) монтажа.
[77] Цикл работы повторяется нужное число раз до возведения ограждения необходимой высоты.
[78] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.
[79] Указанное решение реализуется с помощью применения технологий и операций, доступных в современном промышленном производстве.