CZ309301B6

CZ309301B6 - Stavební blok, stěna z něho sestavená a způsob manipulace s ním

Info

Publication number: CZ309301B6
Application number: CZ2021241A
Authority: CZ
Inventors: Štěpán Kočí; Jakub Maršík
Original assignee: Wienerberger s.r.o.; Štěpán Kočí; Jakub Maršík
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-08-10
Also published as: EP4341506A1; WO2022242784A1; CZ2021241A3

Abstract

Stavební blok, zejména stavební blok (1) k robotickému sestavení staveb obsahuje dvě dosedací stěny (8), dvě boční stěny (9) a dvě čelní stěny (2). Nejméně jedna z jeho čelních stěn (2) obsahuje nejméně jeden tvarový uchopovací prvek (3) k uchycení robotickým manipulačním zařízením. Tvarovým uchopovacím prvkem (3) je drážka (4), která má menší vnější šířku "x" než vnitřní šířku "y". Stěna (5) stavby je sestavená ze stavebních bloků (1), které obsahují tvarové uchopovací prvky (3) uspořádané na jejich čelních stěnách (2) směřujících do vnitřní části stavby. Při způsobu manipulace se stavebním blokem je nejprve stavební blok (1) uchycen za nejméně jeden tvarový uchopovací prvek (3) robotickým manipulačním zařízením. Dále je stavební blok (1) robotickým manipulačním zařízením přesunut do polohy před své umístění ve stěně (5) stavby, a nakonec je robotickým manipulačním zařízením v podstatě ve vodorovné rovině zasunut na své místo ve stěně (5) stavby.

Description

Stavební blok, stěna z něho sestavená a způsob manipulace s ním

Oblast techniky

Vynález se týká stavebního bloku, zejména stavebního bloku vyrobeného z cihelného materiálu, dřeva, plastu, betonu a/nebo pórobetonu, určeného k robotickému sestavení staveb obsahujícího dvě dosedací stěny, dvě boční stěny a dvě čelní stěny, stěny z něho sestavené a způsobu manipulace s tímto stavebním blokem.

Dosavadní stav techniky

Ze stavu techniky je známa celá řada konstrukcí stavebních prvků, z kterých jsou sestavovány stavby. Mezi ně lze zahrnout i cihelné stavební prvky, jako jsou cihelné bloky a cihelné stavební prvky, kterými mohou být například překlady. Stavební prvky mají svoje stěny provedené jako hladké, nebojsou opatřeny celou řadou druhů tvarových prvků. Tyto tvarové prvky jsou zejména uspořádané ve formě drážek a do nich zapadajících zámků, uspořádaných na stěnách dvou sousedních stavebních prvků.

Z patentového dokumentu CZ 304563 je dále známý přesný pálený zdicí prvek pro nanesení tenké omítky nebo lepidla nebo tmelu, který obsahuje výše uvedené drážky a zámky uspořádané na stěnách k připojení sousedních stavebních prvků. Tento zdící prvek dále obsahuje po vypálení broušené, ložné plochy a nejméně jednu, po vypálení broušenou, lícovou plochu, která obsahuje pravidelně uspořádané drážky, jejichž hloubka je v rozsahu 0,5 až 4 mm. Tyto drážky tvoří pravidelné zdrsnění lícových broušených ploch a slouží k optimalizovanému přichycení minimální vrstvy omítky na broušenou, velmi přesně vyrobenou, lícovou plochu stavebního prvku. Nevýhodou drážkového zdrsnění povrchu je to, že může sloužit pouze k výše uvedenému zlepšení přilnavosti povrchu pro zlepšení spojení s omítkou.

Dále je známa celá řada cihelných prvků, které obsahují různé podoby drážek, které slouží, pomocí nějakého dalšího spojovacího prostředku, k vzájemnému spojení dvou cihelných prvků a tím také ke zpevnění stěn. Takové technické řešení, nahrazující výše uvedený systém drážka - zámek, je známé například z patentových dokumentů US 2392551 a US 4597236. Nevýhodou je to, že drážky, které přijímají spojovací prostředek, musí být poměrně rozměrné, a to proto, aby byla zajištěna pevnost a stabilita spojení, a také proto, aby bylo možné spojovací prvek do spojení dvou cihelných prvků nasadit. Jinak řečeno nevýhodou je zejména složitější sestavování stěn.

Toto technické řešení je také známé z patentového dokumentu CZ 303550, ve kterém je popsán stavebnicový systém, který je tvořen souborem sestávajícím z tvárnic ve tvaru kvádru o shodné výšce, a to z první základní tvárnice se čtvercovou základnou, z druhé základní tvárnice s obdélníkovou základnou, z odvozených tvárnic, a z vnějších spojovacích lišt a vnitřních spojovacích lišt. Každá základní tvárnice je po celé výšce opatřena ve svých bočních stěnách minimálně třemi vnějšími drážkami. Délka odvozených tvárnic je stanovena minimálně jako dvojnásobek šířky. Odvozené tvárnice jsou ve svém středu po celé výšce opatřeny jednou vnitřní drážkou a v bočních stěnách minimálně dvěma a maximálně šesti vnějšími drážkami, kdy v každé kratší boční stěně je maximálně jedna vnější drážka a v delších bočních stěnách jsou maximálně dvě vnější drážky. Vnější spojovací lišty a vnitřní spojovací lišty jsou určeny pro samosvomé spojení s vnějšími drážkami a s vnitřními drážkami. Velkou nevýhodou tohoto stavebnicového systému je složité a časově náročné sestavování staveb.

Ze stavu techniky jsou také známé stavební systémy pro robotické sestavování staveb, u kterých jsou jednotlivé stavební prvky uchopovány robotickým ramenem za svoji horní část tak, že uchopovací prvky robotického ramene uchopí stavební prvek stiskem na bočních lícních stěnách stavebního prvku. Nevýhodou těchto stavebních systémů je to, že stavba je obvykle prováděna

- 1 CZ 309301 B6 robotickým zařízením z jednoho místa, pročež je velikost stavby omezena délkou robotického ramene. V případě nasazení v určité části stavby je nevýhodou to, že díky tomu, že je stavební prvek uchycen stiskem za svoji horní část, je pro realizaci stavby potřeba mít delší, a tedy méně obratná robotická ramena.

Cílem vynálezu je konstrukce stavebního bloku, který bude umožňovat jednoduché, pevné a přesné uchopení robotickým ramenem, a tím zároveň jednoduché a variabilní použití robotických stavebních systémů i v menších stísněných prostorech.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje stavební blok, zejména stavební blok k robotickému sestavení staveb, který obsahuje dvě dosedací stěny, dvě boční stěny a dvě čelní stěny, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že nejméně jedna z jeho čelních stěn obsahuje nejméně jeden tvarový uchopovací prvek k uchycení robotickým manipulačním zařízením. Výhodou je to, že díky tomu, že tvarový uchopovací prvek je umístěn na čelní stěně, může mít rameno robotického zařízení výrazně kratší rameno.

S výhodou je tvarový uchopovací prvek uspořádán na celé šířce čelní stěny. Výhodou je to, že s ohledem na umístění stavebního bloku ve stavbě, může robotické zařízení vybrat na celé šířce čelní stěny tu část tvarového uchopovacího prvku, která je z jeho pohledu optimální.

Výhodné také je, když je tvarový uchopovací prvek uspořádán ve směru protahování výrobní směsi stavebního bloku tvarovací šablonou. Výhodou je jednoduché a efektivní vytvoření tvarového uchopovacího prvku.

Podle první výhodné varianty je stavební blok ve tvaru zdícího bloku pro sestavení stěny stavby. Výhodou je možnost jednoduchého a rychlého sestavení stěny stavby.

Podle druhé výhodné varianty je stavební blok ve tvaru překladu pro překlenutí volné části stěny stavby. Výhodou je možnost jednoduchého a rychlého zařazení překladu do stěny stavby.

Velmi výhodné je, když je tvarový uchopovací prvek k uchycení robotickým manipulačním zařízením uspořádán na čelní stěně směřující do vnitřní části stavby. Výhodou je to, že stavbu lze realizovat z vnitřních prostor jednotlivých místností za pomocí kompaktního robotického zařízení.

S výhodou je tvarovým uchopovacím prvkem drážka, která je, z pohledu přesného a pevného uchopení, nej výhodnější. Drážka, výhodně rybinová, současně umožňuje snazší, spolehlivější manipulaci a možnost sjednocení způsobů manipulace stavebních bloků robotickým ramenem.

Je výhodné, když má drážka menší vnější šířku „x“ než vnitřní šířku „y“. Výhodou je to, že snadné a pevné uchopení ramenem robotického zařízení.

Nejvýhodněji má drážka vnější šířku „x“ o velikosti 8 až 30 mm, vnitřní šířku „y“ o velikosti 10 až 40 mm, hloubku „z“ o velikosti 4 až 15 mm, přičemž drážka se směrem dovnitř rozšiřuje pod úhlem „a“ o velikosti 30° až 60° a rádius zaoblení vnějších i vnitřních hran je o poloměru „r“ o velikosti 0,5 až 5 mm. Výhodou je to, že s ohledem na obvyklou velikost stavebních bloků jsou rozměry drážky velmi malé, což znamená minimální zvýšení spotřeby omítky, přičemž drážka současně výrazně zlepšuje pevnost spojení stěny stavby a omítky.

Uvedené nedostatky dále do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje stěna stavby, zejména stěna stavby sestavená ze stavebních bloků, které obsahuje dvě dosedací stěny, dvě boční stěny a dvě čelní stěny, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že stavební bloky obsahují tvarové uchopovací prvky, které jsou uspořádané na jejich čelních stěnách směřujících do vnitřní části

-2CZ 309301 B6 stavby. Výhodou je to, že stavbu lze realizovat z vnitřních prostor jednotlivých místností s tím, že rozměry robotického ramene a tím i celého robotického zařízení mohou být minimalizovány, což umožňuje jeho efektivní a pružné nasazení.

Výhodné je, když na sebe navazují tvarové uchopovací prvky na sebe přiléhajících stavebních prvků. Výhodou je možnost umístit do tvarového uchopovacího prvku různé druhy rozvodů nebo úchyty, které vystupují nad povrch omítky stěny.

Ve výhodné variantě na sebe tvarové uchopovací prvky na sebe přiléhajících stavebních prvků navazují vertikálně.

Dále je výhodné, když jsou tvarové uchopovací prvky opatřeny krytem, který snižuje spotřebu omítkové směsi.

Uvedené nedostatky dále do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje způsob manipulace s výše uvedeným stavebním blokem, podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že nejprve je stavební blok uchycen za nejméně jeden tvarový uchopovací prvek uspořádaný na jedné z čelních stěn robotickým manipulačním zařízením, dále je stavební blok robotickým manipulačním zařízením přesunut do polohy před své umístění ve stěně stavby, a nakonec je stavební blok robotickým manipulačním zařízením v podstatě ve vodorovné rovině zasunut na své místo ve stěně stavby. Hlavní výhodou tohoto způsobuje minimalizace dráhy pohybu z místa svého uložení do místa svého umístění ve stěně budovy. Další výhodou je spolehlivější uchopení díky snadnému nalezení pravidelně uspořádaného tvarového uchopovacího prvku pomocí vhodných senzorů na uchopovacím mechanizmu.

Hlavní výhodou stavebního bloku, stěny z něho sestavené a způsob manipulace s ním, podle vynálezu, je to, že umožňuje použití výrazně kratších robotických ramen, díky čemuž mohou mít i celá robotická zařízení kompaktní rozměry. Díky možnosti uchopení pohybem zepředu a nikoliv shora, je výrazně zvýšen dosah robotického ramene, protože se nemusí vyklánět nad stavební blok a tedy dále od své základny. Stačí, když robotické rameno najede před stavební blok. To vše zrychluje uchopování i celý proces manipulace. Možnost pouštění stavebního bloku pohybem zepředu a nikoliv nahoru, opět zvyšuje dosah robotického ramene. Další výhodou uspořádání tvarového uchopovacího prvku na čelní stěně je možnost zasunutí stavebních bloků v poslední řadě nahoře při provádění zdi například pod strop nebo jinou konstrukci, která omezuje možnost pohybu robotického ramene nad stavební blok. Další výhodou je možnost provádět dělení stavebních bloků na části se zachováním možnosti manipulace s těmito částmi robotickým ramenem, nebo i uchopení stavebních bloků pouze za některou z drážek a odříznutí zbytku, následně manipulace se stále uchopenou oříznutou částí.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje detail provedení tvarového uchopovacího prvku ve formě drážky, obr. 2 znázorňuje prostorový pohled na dřevěný zdící blok, u kterého je na jedné z čelních stěn uspořádán jeden tvarový uchopovací prvek, obr. 3 znázorňuje prostorový pohled na plastový zdící blok, na jehož obou čelních stěnách jsou uspořádány vždy dva tvarové uchopovací prvky, obr. 4 znázorňuje prostorový pohled stěnu budovy, která je sestavena z plastových zdících bloků, na jejichž obou čelních stěnách jsou uspořádány vždy dva tvarové uchopovací prvky, obr. 5 znázorňuje prostorový pohled na cihelný zdící blok, na jehož obou čelních stěnách jsou uspořádány vždy dva tvarové uchopovací prvky, obr. 6 znázorňuje prostorový pohled na překlad, u kterého je na jedné z čelních stěn uspořádána celá řada tvarových uchopovacích prvků, které jsou orientovány kolmo k delší straně překladu, obr. 7 znázorňuje prostorový pohled na překlad, u kterého jsou na jedné z čelních stěn uspořádány dva tvarové uchopovací prvky, které jsou orientovány podélně s delší stranou překladu, a obr. 8 znázorňuje prostorový pohled na stěnu budovy, která je sestavena z cihelných zdících bloků, na jejichž obou čelních stěnách jsou uspořádány vždy dva tvarové uchopovací prvky.

Příklad uskutečnění vynálezu

Stavební blokl (obr. 1, obr. 2) krobotickému sestavení staveb podle první varianty má tvar dřevěného zdícího bloku 6 pro sestavení stěny 5 stavby, který obsahuje dvě dosedací stěny 8, dvě boční stěny 9 a dvě čelní stěny 2. Jedna z jeho čelních stěn 2 obsahuje jeden tvarový uchopovací prvek 3 k uchycení robotickým manipulačním zařízením. Tvarový uchopovací prvek 3 je uspořádán na celé šířce čelní stěny 2, od jednoho okraje k druhému okraji čelní stěny 2.

Stavební blok], (obr. 1, obr. 3) krobotickému sestavení staveb podle druhé varianty má tvar plastového zdícího bloku 6 pro sestavení stěny 5 stavby, který obsahuje dvě dosedací stěny 8, dvě boční stěny 9 a dvě čelní stěny 2. Obě čelní stěny 2 obsahují dva tvarové uchopovací prvky 3 k uchycení robotickým manipulačním zařízením. Tvarové uchopovací prvky 3 jsou uspořádané na celé šířce čelní stěny 2, od jednoho okraje k druhému okraji čelní stěny 2. Tvarovými uchopovacími prvky 3 jsou drážky 4. Drážky 4 mají vnější šířku „x“ o velikosti 12,5 mm, vnitřní šířku „y“ o velikosti 15 mm, hloubku „z“ o velikosti 6 mm, přičemž drážky 4 se směrem dovnitř rozšiřují pod úhlem „a“ o velikosti 45° a rádius zaoblení vnějších i vnitřních hran je o poloměru „r“ ve velikosti 2 mm. Stěna 5 stavby (obr. 4) je sestavená z plastových zdících bloků 6 tak, že tvarové uchopovací prvky 3, které stavební bloky 1 obsahují, jsou uspořádané na jejich čelních stěnách 2 směřujících do vnitřní části stavby. Tvarové uchopovací prvky 3 na sebe přiléhajících stavebních prvků 6 na sebe vertikálně navazují.

Stavební blok], (obr. 1, obr. 5) krobotickému sestavení staveb podle třetí varianty má tvar cihelného zdícího bloku 6 pro sestavení stěny 5 stavby, která obsahuje dvě dosedací stěny 8, dvě boční stěny 9 a dvě čelní stěny 2. Obě čelní stěny 2 obsahuje dva tvarové uchopovací prvky 3 k uchycení robotickým manipulačním zařízením. Tvarové uchopovací prvky 3 jsou uspořádané, na čelní stěně 2 směřující do vnitřní části stavby, na celé šířce čelní stěny 2, od jednoho okraje k druhému okraji čelní stěny 2. Tvarové uchopovací prvky 3 jsou uspořádané ve směru protahování výrobní směsi stavebního bloku 1 tvarovací šablonou. Tvarovými uchopovacími prvky 3 jsou drážky 4. Drážky 4 mají vnější šířku „x“ o velikosti 16 mm, vnitřní šířku „y“ o velikosti 21 mm, hloubku „z“ o velikosti 10 mm, přičemž drážky 4 se směrem dovnitř rozšiřují pod úhlem „a“ o velikosti 48° a rádius zaoblení vnějších i vnitřních hran je o poloměru „r“ o velikosti 2 mm. Stěna 5 stavby (obr. 8) je sestavená z cihelných zdících bloků 6 tak, že tvarové uchopovací prvky 3, které stavební bloky 1 obsahují, jsou uspořádané na jejich čelních stěnách 2 směřujících do vnitřní části stavby. Tvarové uchopovací prvky 3 na sebe přiléhajících stavebních prvků 6 na sebe vertikálně navazují.

Stavební blok 1 (obr. 1, obr. 6) k robotickému sestavení staveb podle čtvrté varianty má dřevěný tvar překladu 7 pro překlenutí volné části stěny 5 stavby, který obsahuje dvě dosedací stěny 8, dvě boční stěny 9 a dvě čelní stěny 2. Jedna z čelních stěn 2 obsahuje celou řadu tvarových uchopovacích prvků 3 k uchycení robotickým manipulačním zařízením. Tvarové uchopovací prvky 3 jsou uspořádány svisle na celé šířce čelní stěny 2, od jednoho okraje k druhému okraji čelní stěny 2. Tvarovými uchopovacími prvky 3 jsou drážky 4.

Stavební blokl (obr. 1, obr. 7) krobotickému sestavení staveb podle páté varianty má tvar cihelného překladu 7 pro překlenutí volné části stěny 5 stavby, který obsahuje dvě dosedací stěny 8, dvě boční stěny 9 a dvě čelní stěny 2. Jedna z čelních stěn 2 obsahuje celou řadu tvarových uchopovacích prvků 3 k uchycení robotickým manipulačním zařízením. Tvarové uchopovací prvky 3 jsou uspořádané, na čelní stěně 2 směřující do vnitřní části stavby, vodorovně na celé šířce čelní stěny 2, od jednoho okraje k druhému okraji čelní stěny 2. Tvarové uchopovací prvky 3 jsou uspořádané ve směru protahování výrobní směsi stavebního bloku 1 tvarovací šablonou. Tvarovými uchopovacími prvky 3 jsou drážky 4. Drážky 4 mají vnější šířku „x“ o velikosti 16 mm,

-4CZ 309301 B6 hloubku „z“ o velikosti 10 mm, přičemž drážky 4 se směrem dovnitř rozšiřuje pod úhlem „a“ o velikosti 48° a rádius zaoblení vnějších i vnitřních hran je o poloměru „r“ o velikosti 2 mm.

Tvarové uchopovací prvky 3 všech výše uvedených variant stavebních bloků mohou být po svém 5 umístění na své místo opatřeny neznázoměným krytem.

Podle způsob manipulace je nejprve stavební blok 1 uchycen za tvarový uchopovací prvek 3 uspořádaný na své čelní stěně 2 zasunutím uchopovacího mechanismu neznázoměného robotického manipulačního zařízení, dále je stavební blok 1 robotickým manipulačním zařízením ίο přesunut do polohy před své umístění ve stěně 5 stavby, a nakonec je stavební blok 1 robotickým manipulačním zařízením v podstatě ve vodorovné rovině zasunut na své místo ve stěně 5 stavby a je uvolněn úchop mechanismu robotického manipulačního zařízení.

Průmyslová využitelnost

Stavební blok podle vynálezu lze využít k robotickému sestavení staveb.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Stavební blok zejména stavební blok (1) k robotickému sestavení staveb, který obsahuje dvě dosedací stěny (8), dvě boční stěny (9) a dvě čelní stěny (2), vyznačující se tím, že nejméně jedna zjeho čelních stěn (2) obsahuje nejménějeden tvarový uchopovací prvek (3) k uchycení robotickým manipulačním zařízením, přičemž tvarovým uchopovacím prvkem (3) je drážka (4), která má menší vnější šířku „x“ než vnitřní šířku „y“.
2. Stavební blok podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvarový uchopovací prvek (3) je uspořádán na celé šířce čelní stěny (2).
3. Stavební blok podle některého z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že tvarový uchopovací prvek (3) je uspořádán ve směru protahování výrobní směsi stavebního bloku (1) tvarovací šablonou.
4. Stavební blok podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že je ve tvaru zdícího bloku (6) pro sestavení stěny (5) stavby.
5. Stavební blok podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že je ve tvaru překladu (7) pro překlenutí volné části stěny (5) stavby.
6. Stavební blok podle některého nároku 1 až 5, vyznačující se tím, že tvarový uchopovací prvek (3) k uchycení robotickým manipulačním zařízením je uspořádán na čelní stěně (2) směřující do vnitřní části stavby.
7. Stavební blok podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že drážka (4) má vnější šířku „x“ o velikosti 8 až 30 mm, vnitřní šířku „y“ o velikosti 10 až 40 mm, hloubku „z“ o velikosti 4 až 15 mm, přičemž drážka (4) se směrem dovnitř rozšiřuje pod úhlem „a“ o velikosti 30° až 72° a rádius zaoblení vnějších i vnitřních hran je o poloměru „r“ o velikosti 0,5 až 5 mm.
8. Stěna stavby, zejména stěna (5) stavby sestavená ze stavebních bloků (1), které obsahují dvě dosedací stěny (8), dvě boční stěny (9) a dvě čelní stěny (2) podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že stavební bloky (1) obsahují tvarové uchopovací prvky (3), které jsou uspořádané na jejich čelních stěnách (2) směřujících do vnitřní části stavby.
9. Stěna stavby podle nároku 8, vyznačující se tím, že tvarové uchopovací prvky (3) na sebe přiléhajících stavebních prvků (1) na sebe navazují.
10. Stěna stavby podle některého z nároků 8 a 9, vyznačující se tím, že tvarové uchopovací prvky (3) na sebe pňléhajících stavebních prvků (1) na sebe vertikálně navazují.
11. Stěna stavby podle některého z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že tvarové uchopovací prvky (3) jsou opatřeny krytem (10).
12. Způsob manipulace se stavebním blokem (1) podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že nejprve je stavební blok (1) uchycen za nejméně jeden tvarový uchopovací prvek (3) uspořádaný na jedné z čelních stěn (2) robotickým manipulačním zařízením, dále je stavební blok (1) robotickým manipulačním zařízením přesunut do polohy před své umístění ve stěně (5) stavby, a nakonec je stavební blok (1) robotickým manipulačním zařízením v podstatě ve vodorovné rovině zasunut na své místo ve stěně (5) stavby.