<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2071-7318</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">17553</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/article_5968b44fe46d98.84373103</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Construction and architecture</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">IMPLEMENTATION OF SOME ARCHITECTURE-CONSTRUCTION SOLUTIONS  FOR CONSTRUCTION OF SMALL-PIECES MATERIALS USING ROBOTIC COMPLEXES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ВЫПОЛНЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ  ДЛЯ КЛАДКИ ИЗ МЕЛКОШТУЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РАБОТЕ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Малахов</surname>
       <given-names>Александр Валерьевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Malahov</surname>
       <given-names>Aleksandr Valer'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>аспирант технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>graduate student of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0515-7106</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Шутин</surname>
       <given-names>Денис Владимирович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Shutin</surname>
       <given-names>Denis Vladimirovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>rover@gmail.com</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Юго-Западный государственный университет</institution>
     <city>Курск</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева</institution>
     <city>Орел</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева</institution>
     <city>Орел</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>2</volume>
   <issue>8</issue>
   <fpage>57</fpage>
   <lpage>59</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/17553/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/17553/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Применение автоматики и робототехники является экономически обоснованными в большинстве отраслей промышленности, включая строительство, остающееся слабо автоматизированным. Одним из процессов, перспективных с данной точки зрения, является возведение объектов из мелкоштучных материалов. Процесс предлагается автоматизировать с использованием мобильных робототехнических комплексов. Однако, для этого необходимо детальное рассмотрение технологических аспектов монтажа таких видов конструкций, как примыкания стен, углы, проемы, перекрытия. Данные элементы представляют определенную сложность для робототехнических систем, влияют как на работу комплекса, так и на ход строительства в целом. Статья показывает подходы к выполнению этих конструкций с учетом использования робототехнических комплексов.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The use of automation and robotics is economically feasible in most industries, including construction, which remains poorly automated. One of the processes that are promising from this point of view is construction using small-piece materials. The process is proposed to be automated using mobile robotic complexes. However, this requires a detailed consideration of the technological aspects of installation of wall junctions, corners, openings and overlaps. These elements are rather difficult for mobile robotic systems, affect both the operation of the complex and the whole construction process. The article shows the approaches to the implementation of these elements when mobile robotic bricklaying systems are used.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>робототехника</kwd>
    <kwd>автоматизация</kwd>
    <kwd>мелкоштучные материалы</kwd>
    <kwd>технология строительного дела.</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>robotics</kwd>
    <kwd>automation</kwd>
    <kwd>small-piece materials</kwd>
    <kwd>masonry robots</kwd>
    <kwd>construction technology</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>В то время, как автоматизация технологических процессов является неотъемлемой частью многих хозяйственных отраслей [1], использование подобных технологий в строительном деле по-прежнему незначительно. Вместе с тем, применение автоматизированных и робототехнических комплексов в строительстве видится перспективным направлением развития отрасли [2]. Однако, глубокая автоматизация строительных процессов затруднена, а в ряде случаев вовсе невозможна ввиду технологических особенностей выполнения работ.Целесообразность применения средств автоматизации при возведении объектов из блочных материалов обоснована в [3]. Вместе с тем, рассмотренные в [4] технологические аспекты применения мобильных робототехнических комплексов позволяют выделить несколько групп факторов, непосредственно влияющих как на эффективность применения подобных программно-аппаратных средств, так и на организацию строительного производства. К этим группам относятся:- выполнение углов и примыканий стен.- выполнение оконных и дверных проемов.- монтаж перекрытия на конструкции из мелкоштучных материалов.Углы и примыкания стен ­– элементы, монтаж которых, рассматриваемыми комплексами является более сложным, чем исполнение линейных конструкций. В ходе устройства примыканий стен или перегородок требуется также выполнение штраб и гнезд с точностью, достаточной для сопряжения конструкций. Еще одним часто используемым приемом при выполнении кладки толщиной более 0.5 кирпича, является использование дробных частей блока при выполнении углов [5]. Необходимость же использования дробных частей блоков ведет к усложнению конструкции автоматизированных средств, что повышает их стоимость и снижает потенциальную эффективность применения [6]. В то же время, номенклатура существующих архитектурно-конструктивных решений достаточно широка и позволяет использовать варианты, приемлемые для реализации, с учетом функциональных особенностей автоматизированных комплексов [7].На рис. 1 представлены варианты примыкания внутренних стен и перегородок к наружным стенам, а также варианты выполнения углов, которые могут быть исполнены в автоматическом режиме при кладке из мелкоштучных материалов. Особенностью представленных решений является отсутствие дробных частей материала. Это важно для упрощения конструкции робототехнического комплекса, поскольку позволяет ему работать с полностью однотипными элементами без необходимости осуществлять дробление блоков по ходу работы или хранить запас подобных элементов, заготовленных заранее.Оконные и дверные проемы являются для автоматизированных комплексов еще более трудной задачей в сравнении с выполнением углов и примыканий стен, так как представляют собой существенные неоднородности в контексте общего массива кладки, требуют особых алгоритмов работы автоматизированного комплекса и специального подхода к технологии их обустройства [8, 9].Предлагаемый авторами настоящей статьи вариант решения мобильного автоматизированного комплекса имеет ряд преимуществ перед стационарными устройствами и устройствами типа 3D-принтеров [10, 11] при выполнении проемов. Преимущества обеспечиваются большей мобильностью комплекса, отсутствием ограничений по траектории его движения в пределах возводимого объекта.Стоить отметить, что указанные группы архитектурно-конструктивных элементов имеют крайне большое количество спецификаций и вариантов исполнения. Зачастую, при возведении зданий и сооружений используются не типовые решения, а индивидуальные. Поэтому при решении задачи автоматизации процесса выполнения кладки из мелкоштучных материалов необходимо создание инновационного программного обеспечения, позволяющего отказаться от сложной механической концепции комплекса, но в тоже время, обеспечивающего выполнение поставленной задачи на основе детально проработанного кладочного плана.   Рис. 1.  Варианты примыкания внутренних стен и перегородок к наружным стенам,углов кладки, выполняемых робототехническим комплексомпри строительстве из блочных материалов Монтируемое на объекте перекрытие оказывает опосредованное влияние на процесс возведение кладки. Поскольку рассматриваемый автоматизированный комплекс мобилен, то единственным ограничивающим фактором при работе комплекса является площадь и конфигурация перекрытия, которые влияют на траекторию его перемещения, что в свою очередь приводит к изменению организации строительной площадке и всего процесса возведения конструкций. Также стоит отметить, что вид перекрытия (сборное или монолитное) определяет режим работы устройства. При монтаже сборного перекрытия выполнение кладки комплексом начинается сразу после укладки элементов в проектное положение. При заливке монолитного перекрытия необходимо время для набора необходимой прочности во избежание деформаций и запредельных напряжений в конструкциях. Данные аспекты регулируются при составлении календарных графиков и технологических карт на строительные процессы [12, 13].Таким образом, помимо непосредственно разработки конструктивно-архитектурных и планировочных решений, выполняемых на стадии проекта, необходимо оценивать производство процессов, для которых требуется ручной труд, а именно: армирование конструкций, монтаж закладных деталей, перемычек, устройство слоя утеплителя и т.д. Указанные виды работ должны производиться параллельно с работой комплекса, что должно быть учтено при составлении проекта производства работ и проекта организации строительства, т.е. должен быть применен комплексный подход к строительно-монтажным работам при выполнении кладки из мелкоштучных материалов в автоматическом режиме [14, 15].</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Промышленная роботизация в России [Электронный ресурс]. URL: http:// www.robogeek.ru/intervyu/promyshlennaya-robotizatsiya-v-rossii (дата обращения 17.05.2017).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Promyshlennaya robotizaciya v Rossii [Elektronnyy resurs]. URL: http:// www.robogeek.ru/intervyu/promyshlennaya-robotizatsiya-v-rossii (data obrascheniya 17.05.2017).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Целищев О.В., Мунасыпов Р.А. Автоматизация процесса кирпичной кладки // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 1. С. 56-61.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Celischev O.V., Munasypov R.A. Avtomatizaciya processa kirpichnoy kladki // Sovremennye naukoemkie tehnologii. 2014. № 1. S. 56-61.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Малахов А.В., Шутин Д.В. К обоснованию эффективности применения роботизированных устройств для выполнения кладки из мелкоштучных материалов с учетом технологических и экономических факторов / Интеграции, партнерство и инновации в строительной науке и образовании: сборник материалов международной научной конференции // МГСУ (Москва, 16-17 ноября 2016); М.: Изд-во МГСУ, 2017 . С. 270-274.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Malahov A.V., Shutin D.V. K obosnovaniyu effektivnosti primeneniya robotizirovannyh ustroystv dlya vypolneniya kladki iz melkoshtuchnyh materialov s uchetom tehnologicheskih i ekonomicheskih faktorov / Integracii, partnerstvo i innovacii v stroitel'noy nauke i obrazovanii: sbornik materialov mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii // MGSU (Moskva, 16-17 noyabrya 2016); M.: Izd-vo MGSU, 2017 . S. 270-274.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Федорова Н.В., Малахов А.В., Шутин Д.В. Технологические аспекты применения роботизированных автоматических комплексов для возведения объектов из мелкоштучных материалов // Технология текстильной промышленности. 2017. №1. С. 226-232.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Fedorova N.V., Malahov A.V., Shutin D.V. Tehnologicheskie aspekty primeneniya robotizirovannyh avtomaticheskih kompleksov dlya vozvedeniya ob'ektov iz melkoshtuchnyh materialov // Tehnologiya tekstil'noy promyshlennosti. 2017. №1. S. 226-232.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Вахненко П.Ф. Каменные и армокаменные конструкции. К.: Изд-во Будивельник, 1978. 152 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vahnenko P.F. Kamennye i armokamennye konstrukcii. K.: Izd-vo Budivel'nik, 1978. 152 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Робот Адриан может построить дом за два дня [Электронный ресурс]. URL: http:// www.robogeek.ru/promyshlennye-roboty/robot-adrian-mozhet-postroit-dom-za-dva-dnya (дата обращения 20.05.2017).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Robot Adrian mozhet postroit' dom za dva dnya [Elektronnyy resurs]. URL: http:// www.robogeek.ru/promyshlennye-roboty/robot-adrian-mozhet-postroit-dom-za-dva-dnya (data obrascheniya 20.05.2017).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Булгаков А.Г., Бертрам Торстен, Горчаков В.В., Касаткин А.В. Разработка мобильного робота для технологических процессов в строительстве // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: технические науки. 2011. №6. С. 20-25.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bulgakov A.G., Bertram Torsten, Gorchakov V.V., Kasatkin A.V. Razrabotka mobil'nogo robota dlya tehnologicheskih processov v stroitel'stve // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Seriya: tehnicheskie nauki. 2011. №6. S. 20-25.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пат. США, US2009038258 (A1). Automated Brick Laying System for Constructing a Building From a Plurality of Bricks / Pivac M.J., Wood M.B. 2009. 19 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pat. SShA, US2009038258 (A1). Automated Brick Laying System for Constructing a Building From a Plurality of Bricks / Pivac M.J., Wood M.B. 2009. 19 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пат. США, US2015082740 (A1). Brick Laying System / Lawrence P.S., Nathan P., Charles C.T. 2015. 49 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pat. SShA, US2015082740 (A1). Brick Laying System / Lawrence P.S., Nathan P., Charles C.T. 2015. 49 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Оборудование для автоматизированной кладки кирпичных стен МКСК [Электронный ресурс]. URL: http:// a-v-a.ru / index. php / real-projects / story / kamen (дата обращения 22.05.2017).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Oborudovanie dlya avtomatizirovannoy kladki kirpichnyh sten MKSK [Elektronnyy resurs]. URL: http:// a-v-a.ru / index. php / real-projects / story / kamen (data obrascheniya 22.05.2017).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Создан самый большой в мире 3d-принтер для строительства домов [Электронный ресурс]. URL: https://hi-news.ru/technology/sozdan-samyj-bolshoj-v-mire-3d-printer-dlya-stroitelstva-domov.html (дата обращения 22.05.2017).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sozdan samyy bol'shoy v mire 3d-printer dlya stroitel'stva domov [Elektronnyy resurs]. URL: https://hi-news.ru/technology/sozdan-samyj-bolshoj-v-mire-3d-printer-dlya-stroitelstva-domov.html (data obrascheniya 22.05.2017).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Теличенко В.И. Технология возведения зданий и сооружений: Учеб. для строит. вузов. М.: Высш. шк., 2004. 446 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Telichenko V.I. Tehnologiya vozvedeniya zdaniy i sooruzheniy: Ucheb. dlya stroit. vuzov. M.: Vyssh. shk., 2004. 446 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Теличенко В.И. Технология строительных процессов. Учеб. для строит. вузов. М.: Высш. шк., 2005. 392 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Telichenko V.I. Tehnologiya stroitel'nyh processov. Ucheb. dlya stroit. vuzov. M.: Vyssh. shk., 2005. 392 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Добронравов С.С. Строительные машины и основы автоматизации: Учеб. для строит. вузов. М.: Высш.шк., 2001. 575 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dobronravov S.S. Stroitel'nye mashiny i osnovy avtomatizacii: Ucheb. dlya stroit. vuzov. M.: Vyssh.shk., 2001. 575 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Емельянов С.Г. Роботизация и автоматизация строительных процессов. Курск: ЮЗГУ, 2014. 323 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Emel'yanov S.G. Robotizaciya i avtomatizaciya stroitel'nyh processov. Kursk: YuZGU, 2014. 323 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
