Сборка унифицированных модулей и способ создания из них готовой конструкции

Сборка унифицированных модулей и способ создания из них готовой конструкции замкнутого типа представляет собой несколько модулей, скрепленных между собой, в зависимости от решаемых задач и способа транспортировки. Поверхность каждого унифицированного модуля имеет форму эллиптического цилиндра, усеченного плоскостями с обоих концов параллельно большой оси формообразующего эллипса под углом 45° к главной оси эллиптического цилиндра на заданном расстоянии навстречу друг другу, так что внешние торцевые плоскости каждого унифицированного модуля образуют между собой угол 90°. При этом торцевые поверхности унифицированного модуля представляют собой правильный круг, диаметр окружности которого равен длине большой оси формообразующего эллипса, также каждый модуль выполнен с возможностью поворота на заданный угол относительно соседнего модуля и скрепления с соседним модулем для получения конструкции замкнутого типа. Технический результат - повышение скорости сборки/разборки конструкции и удобство транспортировки. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению и конструктивному выполнению многомодульного быстровозводимого здания, которое может использоваться для различных нужд, в том числе, в условиях крайнего севера, в космосе, в условиях микрогравитации, при нахождении на планетах солнечной системы.

Известна ячеистая ярусная конструкция с посадочными местами и способ ее создания см. патент РФ №2555723, от 10.07.2015. Способ заключается в том, что устанавливают друг на друга пространственные ячеистые секции гексагонального поперечного сечения. Конструкцию составляют, по меньшей мере, из одного секционного модуля, включающего в себя три взаимообразованные сотовые секции. Недостатком данного решения является открытость конструкции и сложность возведения, низкая прочность и сопротивляемость ветрам.

Наиболее близким техническим решением является сетчатый объемный строительный модуль для возведения зданий и способ строительства, см. патент РФ №2546682, от 10.04.2015. Данный модуль образован из стандартных элементов в форме тетраэдра. Недостатком данного решения является сложность и долгое возведение конструкции.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанных выше недостатков.

Технический результат - повышение скорости сборки/разборки конструкции и удобство транспортировки.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что сборка унифицированных модулей для возведения конструкций замкнутого типа представляет собой, по меньшей мере, четыре унифицированных модуля скрепленных между собой. Поверхность каждого унифицированного модуля имеет форму эллиптического цилиндра, усеченного плоскостями с обоих концов параллельно большой оси формообразующего эллипса под углом 45° к главной оси эллиптического цилиндра на заданном расстоянии навстречу друг другу, так что, внешние торцевые плоскости каждого унифицированного модуля образуют между собой угол 90°. При этом торцевые поверхности унифицированного модуля представляют собой правильный круг, диаметр окружности которого равен длине большой оси формообразующего эллипса, также каждый модуль выполнен с возможностью поворота на заданный угол относительно соседнего модуля и скрепления с соседним модулем для получения конструкции замкнутого типа.

На круговой торцевой поверхности каждого унифицированного модуля монтируются поворотные механизмы, а так же, механизмы фиксации, стягивания и закрепления между собой.

Конструкции мест соединений унифицированных модулей должны позволять в автоматическом режиме осуществлять поворот модулей друг относительно друга, с шагом фиксации 45°, на заданный угол.

Угол поворота и количество модулей определяют форму возводимой конструкции каждого конкретного объекта. При этом унифицированные модули можно рассоединять и соединять между собой.

Способ создания готовой конструкции из сборки унифицированных модулей, заключающийся в том, что берется сборка унифицированных модулей для возведения конструкций замкнутого типа описанных выше. В сборке осуществляется подключение всех энергетических систем, осуществляется поворот в автоматическом режиме первого унифицированного модуля на заданный угол относительно следующего унифицированного модуля и последующая его фиксация в данном положении. Затем осуществляется поворот в автоматическом режиме следующего унифицированного модуля совместно с первым унифицированным модулем на заданный угол и последующая его фиксация в данном положении, операции поворота и фиксации повторяют до предпоследнего унифицированного модуля включительно. После чего осуществляют соединение и стыковку первого и последнего унифицированного модуля. При этом количество унифицированных модулей и угол их поворота подобраны таким образом, чтобы в результате поворота модулей осуществлялась вышеуказанная стыковка первого и последнего унифицированного модуля с получением многоугольной конструкции замкнутого типа.

Заявленное решение поясняется фиг. 1-4, где показаны примеры предлагаемого устройства.

На фиг. 1 показана транспортируемая сборка из четырех предлагаемых унифицированных модулей (далее по тексту УМ),

На фиг. 2 показана готовая конструкция прямоугольной формы из сборки предлагаемых унифицированных модулей,

На фиг. 3 показана готовая конструкция шестиугольной формы из сборки предлагаемых унифицированных модулей,

На фиг. 4 показан процесс осуществления сборки предлагаемых унифицированных модулей.

Поверхность унифицированного модуля имеет форму эллиптического цилиндра, усеченного плоскостями с обоих концов параллельно большой оси формообразующего эллипса под углом 45° к главной оси эллиптического цилиндра на заданном расстоянии навстречу друг другу, так что, внешние торцевые плоскости УМ образуют между собой угол 90°.

Характеристики формообразующего эллипса, определяющие поверхность УМ как эллиптического цилиндра, позволяют получить торцевую поверхность УМ в виде правильного круга, диаметр окружности которого равен длине большой оси формообразующего эллипса.

На круговой торцевой поверхности каждого УМ монтируются поворотные механизмы, а так же, механизмы фиксации, стягивания и закрепления между собой.

Конструкция мест соединения УМ может представлять собой поворотный механизм, состоящий из двух составляющих: ведомого зубчатого колеса, установленного на обечайке цилиндрической составляющей первого УМ1 с одной стороны и нескольких ведущих зубчатых редукторов, установленных равноудаленно друг от друга на обечайке цилиндрической составляющей второго УМ с другой стороны. Удержание и вращение модулей между собой осуществляется роликами-захватами первого УM1 которые перекатываются по поверхности кольцевой направляющей, закрепленной на внешней поверхности обечайки второго УМ. Соединение рабочих гермообъемов соседних модулей происходит с помощью системы стыковки и внутреннего перехода, которая открывается после перемещения соседних УМ на заданный угол и их стягивания и закрепления.

Конструкции мест соединений нескольких УМ должна позволять в автоматическом режиме осуществлять поворот модулей друг относительно друга, с шагом фиксации 45°, на заданный угол. Эти углы и количество модулей будут определять форму каждого конкретного объекта - квадрат, прямоугольник, треугольник, в пределе это будет объект близкий к окружности. При завершении операции поворота УМ, входящих в буксируемую сборку, происходит стягивание и фиксация УМ в местах соединений, которые так же осуществляются автоматически.

После отделения сборки УМ от транспортного средства - прицепа автомобиля или космического корабля, осуществляется подключение всех энергетических систем сборки УМ необходимых для осуществления трансформации.

Используя особенности формы УМ и различные значения его габаритных размеров, а так же различные значения угла поворота, возможно создание нескольких различных видов конструкций «замкнутого типа» в форме: квадрата, прямоугольника, треугольника ит.д. Форма будет зависеть от назначения конструкции, работ, которые будут производиться в конструкциях и количество людей которые будут проживать и работать в предлагаемой конструкции. Скорость поворота УМ друг относительно друга и значение угла поворота будут определяться техническими условиями.

Для примера рассмотрим сборку из четырех, закрепленных (арретированных) между собой унифицированных модулей (далее УМ), доставленных на орбиту с помощью ракеты-носителя (РН) и разгонного блока (РБ) см. фиг. 4.

1) Открывается (разарретируется) поворотный механизм сцепления УМ-1 и УМ-2. Производится поворот в автоматическом режиме УМ-1 относительно УМ-2, УМ3 и УМ4 по часовой стрелке на 90°.

2) Производится фиксация (арретирование) поворотного механизма сцепления УМ-1 и УМ-2.

3) Открывается (разарретируется) поворотный механизм сцепления УМ-2 и УМ-3. Производится поворот в автоматическом режиме УМ-1 и УМ-2 относительно УМ-3 и УМ-4 по часовой стрелке на 90°.

4) Производится фиксация (арретирование) поворотного механизма сцепления УМ-2 и УМ-3.

5) Производится расстыковка РБ и сборки УМ-1, УМ-2, УМ-3, УМ-4.

6) Открывается (разарретируется) поворотный механизм сцепления УМ-3 и УМ-4. Производится поворот в автоматическом режиме УМ-1, УМ-2 и УМ-3 относительно УМ-4 по часовой стрелке на 90°.

7) Производится фиксация (арретирование) поворотного механизма сцепления УМ-3 и УМ-4.

8) Производится фиксация (арретирование) механизма сцепления УМ-1 и УМ-4.

9) Получили замкнутую систему в форме квадрата. Аналогично создаются конструкции других конфигураций, используя при этом различные углы поворота и количество модулей.

1. Сборка унифицированных модулей для возведения конструкций замкнутого типа, представляющая собой по меньшей мере четыре унифицированных модуля, скрепленных между собой, поверхность каждого унифицированного модуля имеет форму эллиптического цилиндра, усеченного плоскостями с обоих концов параллельно большой оси формообразующего эллипса под углом 45° к главной оси эллиптического цилиндра на заданном расстоянии навстречу друг другу, так что внешние торцевые плоскости каждого унифицированного модуля образуют между собой угол 90°, при этом торцевые поверхности унифицированного модуля представляют собой правильный круг, диаметр окружности которого равен длине большой оси формообразующего эллипса, также каждый модуль выполнен с возможностью поворота на заданный угол относительно соседнего модуля и скрепления с соседним модулем для получения конструкции замкнутого типа.

2. Сборка унифицированных модулей по п. 1, отличающаяся тем, что на круговой торцевой поверхности каждого унифицированного модуля монтируются поворотные механизмы, а так же механизмы фиксации, стягивания и закрепления между собой.

3. Сборка унифицированных модулей по п. 1, отличающаяся тем, что конструкции мест соединений унифицированных модулей должны позволять в автоматическом режиме осуществлять поворот модулей друг относительно друга, с шагом фиксации 45°, на заданный угол.

4. Сборка унифицированных модулей по п. 1, отличающаяся тем, что угол поворота и количество модулей определяют форму возводимой конструкции каждого конкретного объекта.

5. Сборка унифицированных модулей по п. 1, отличающаяся тем, что унифицированные модули можно рассоединять и соединять между собой.

6. Способ создания готовой конструкции из сборки унифицированных модулей, заключающийся в том, что берется сборка унифицированных модулей для возведения конструкций замкнутого типа по п. 1-5 формулы, в сборке осуществляется подключение всех энергетических систем, осуществляется поворот в автоматическом режиме первого унифицированного модуля на заданный угол относительно следующего унифицированного модуля и последующая его фиксация в данном положении, затем осуществляется поворот в автоматическом режиме следующего унифицированного модуля совместно с первым унифицированным модулем на заданный угол и последующая его фиксация в данном положении, операции поворота и фиксации повторяют до предпоследнего унифицированного модуля включительно, после чего осуществляют соединение и стыковку первого и последнего унифицированного модуля, при этом количество унифицированных модулей и угол их поворота подобраны таким образом, чтобы в результате поворота модулей осуществлялась вышеуказанная стыковка первого и последнего унифицированного модуля с получением многоугольной конструкции замкнутого типа.