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Protótipo final em escala real à noite. Os buracos da laje se tornaram luminárias.

Building Across Scales

Date 2021-10-01
Authors Daniel Locatelli, Nils Opgenorth
Place ITECH - University of Stuttgart
Link Building Across Scales at ITECH Thesis Projects

Building Across Scales - Um sistema robótico de construção para colagem de madeira engenheirada por prensa no canteiro de obras

A pesquisa propõe um sistema de construção robótica multiescalar heterogêneo para automatizar ainda mais a construção de madeira no canteiro de obras. Especificamente, ele apresenta o próximo passo na automação da colagem no canteiro de obras por meio da introdução de um dispositivo de prensa robótico para a colagem da madeira

Portanto, no cerne da pesquisa, está o desenvolvimento do dispositivo de prensa. Dispositivo esse que faz parte de uma equipe de construção robótica, incluindo uma dupla de robôs industriais e um guindaste em co-design com o material e o sistema de construção.

A madeira engenheirada abriu novas possibilidades na maneira como as estruturas de madeira modernas são construídas e projetadas. Simplesmente empilhando tábuas de madeira umas sobre as outras e colando-as de forma cruzada, é possível obter uma forte ligação entre as camadas. No entanto, devido a restrições de transporte, essas peças de madeira têm seu tamanho limitado.

Como essas peças apresentam uma conexão fraca, elas consequentemente limitam o sistema a um vão linear o que resulta em uma arquitetura ortogonal.

Esta pesquisa apresenta um sistema de fabricação como uma estratégia para ir além dessas limitações. Por meio da integração de lógicas de construção no material, ele apresenta uma abordagem para atingir alta precisão durante a montagem e automatizar a operação de um guindaste.

Habilitado pelo dispositivo de prensa, esse sistema visa continuar a lógica de fabricação de laminação cruzada de madeira projetada no local para criar uma laje quase monolítica. Isso permite uma laje de madeira apoiada em pontos de dimensões ilimitadas, o que abre para mais flexibilidade de design na planta baixa e estende o espaço de design arquitetônico.

PDF of the full master thesis.

Orientadores de tese: Samuel Leder, Hans-Jakob Wagner
Supervisor de tese: Prof. Achim Menges
Segundo supervisor: Prof. Jan Knippers
com apoio de: Bernhard Rolle (ISYS, Universidade de Stuttgart)

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Diagrama do sistema material-robótico.
Diagrama do sistema material-robótico.
Sistema construtivo com juntas sobrepostas e dispositivo de prensa para colagem.
Sistema construtivo com juntas sobrepostas e dispositivo de prensa para colagem.
Foto testando o musculo pneumática.
Foto testando o musculo pneumática.
Três imagens do dispositivo de prensa: fechado; partes explodidas e tampa transparente; tampa transparente.
Dispositivo de prensa: fechado; peças explodidas e tampa transparente; tampa transparente.
Foto do dispositivo de prensa em ação.
Dispositivo de prensa em ação.
Foto dos dispositivo de prensa no demonstrador.
Fixando dispositivo de prensa no demonstrador.
Foto em close do teto do demonstrador.
Close-up do teto do demonstrador.
Foto do guindaste aranha logo após posicionar a última placa do demonstrador.
Guindaste aranha logo após posicionar a última placa do demonstrador.
Foto do demonstrador finalizado com os braços robóticos industriais (Kukas) ao fundo.
Foto do demonstrador finalizado com o guindaste aranha ao fundo.
Foto do demonstrador à noite: os furos para os dispositivo de prensa agora são usados para luminárias.
Demonstrador à noite: os furos para os dispositivo de prensa agora são usados para luminárias.