发明内容

本发明的目的是提供一种改进的所述类型的建筑和/或材料处理机械以及一种改进的用于引导和移动工作头的方法，它们避免了现有技术的缺点，并以有利的方式进一步发展了现有技术。特别地，应提供一种用于在宽阔的工作区域内精确定位地移动工作头的装置和方法，该装置和方法可以容易地适配于不同的建筑尺寸并可以从一个建筑工地快速地移动到另一建筑工地。

根据本发明，所述目的通过根据权利要求1和2所述的方法以及根据权利要求3所述的建筑和/或材料处理机械来实现。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。

因此，提出了通过多台旋转塔式起重机移动和定位工作头，考虑到高定位精度的目的，这本身最初似乎不是很有效。然而，为了解决这个缺陷，多台旋转塔式起重机以特殊的方式使用。根据本发明，至少三台旋转塔式起重机利用它们的吊臂相互固定。根据第一方面，承载工作头的引导梁可以固定到由此相互稳定的旋转塔式起重机上的至少两个吊运车上，使得可以通过沿两个吊臂移动吊运车来设置工作头的工作位置。

由于旋转塔式起重机利用它们的吊臂相互固定，因此水平的吊臂形成类似门架的支撑结构，该支撑结构可以使旋转塔式起重机相互稳定。通过横梁在至少两个吊臂上的可移动铰接实现了进一步的稳定，从而实现足够高的定位精度。

在此，特别地，旋转塔式起重机可被搭建为使得吊臂依次从一个塔架延伸到另一塔架，且/或共同形成封闭的多边形。特别地，吊臂可以定义与起重机数量相对应的多边形，即，在三台旋转塔式起重机时为三角形，在四台旋转塔式起重机时为四边形，等等。

在本发明的改进示例中，特别是四台旋转塔式起重机可以用它们的吊臂相互固定，使得吊臂可以定义矩形，特别是正方形。有利地，旋转塔式起重机被布置为使得两台旋转塔式起重机的至少两个吊臂彼此平行地延伸。横梁能够以简单的方式可移动地安装在两个平行地延伸的吊臂上，特别是刚性地直接固定到吊臂的吊运车上，使得横梁可以精确地沿由两个平行吊臂形成的双轨道引导件移动。

然而，原则上，例如在使用可伸缩的横梁时，也可以使用两个不完全平行对齐的吊臂或略微呈V形张开的吊臂作为横梁的轨道引导件。

正如旋转塔式起重机本身是常见的，吊臂可以分别相对于塔架或与承载吊臂的塔架一起围绕竖直的旋转机构轴线旋转，其中，塔架的旋转和/或吊臂相对于塔架的旋转可通过相应的旋转机构驱动器进行，例如用于驱动与齿圈啮合的小齿轮的电动马达。由于吊臂的所述可旋转性，在搭建工作头的支撑结构时，所述吊臂能够以简单的方式相互匹配地定位。

在本发明的改进示例中，吊臂分别利用它们的前端部固定到相应的下一台旋转塔式起重机，其中，吊臂尖端或前端部分别在下一台起重机的塔架上和/或其吊臂上的固定优选地在塔架附近进行。

为了能够使旋转塔式起重机的固定彼此快速连接和快速分离，在本发明的有利改进示例中，可以在旋转塔式起重机之间设置快速联结器或耦接器，该快速联接器或耦接器能够将相应吊臂的前端部分别以形状锁定和/或力锁定的方式锁定在相应的下一台起重机上，特别是其塔架和/或其悬臂上。

特别地，这种机械快速联结器或耦接器可具有可移动的锁定元件和在吊臂的端部上的相互匹配的形状锁定轮廓以及在下一台起重机上的与其相互配合的连接部。例如，锁定头可以被设置在相应旋转塔式起重机的塔架和/或吊臂和/或平衡臂的与塔架相邻的部分上，另一起重机可以用其吊臂的端部与该锁定头对接，特别是与其形状匹配地连接。例如，耦接靴(Kupplungsschuh)可以安装在起重机的塔架和/或吊臂和/或平衡臂上，另一起重机的吊臂尖端可以合适地回缩到该耦接靴中。

可移动的锁定元件(例如，可伸缩的锁定螺栓或楔形夹紧螺栓)可以确保吊臂端部在另一起重机的配合件上的形状锁定和/或力锁定的固定和/或卡住。

例如，所述锁定元件可以是钩形的旋转螺栓和/或包括能够以平移方式移动的锁定螺栓。

有利地，所述快速耦接器可以分别在不允许任何相对运动的刚性锁定的锁定状态和阻尼和/或屈服的保持状态之间切换。例如，相应的快速耦接器可以包括两个能够相互靠近地移动的耦接半部，其中至少一个耦接半部例如通过弹簧元件或其他柔性的和/或可移动的元件固定在相关连接部上，即固定到相邻起重机的吊臂的悬空端部和/或配合件，特别是其塔架。在所述阻尼和/或弹性的耦接模式下，各个吊臂虽然仍铰接在下一台起重机的塔架或相邻结构部上，但可以在受限的范围内移动。在这种可移动的模式下，整个支撑框架结构(即，旋转塔式起重机)可以共同移动，其中，例如当包括旋转塔式起重机的支撑框架结构从一个建筑部分移动到相邻的建筑部分时，允许一定程度的补偿运动。

为了阻止相应快速耦接器的柔性，以在工作头的工作模式下实现最高的定位精度，柔性元件(例如，所述弹簧)例如通过使锁定件伸展而被阻止。

所述快速耦接器可特别被设计为在刚性锁定的锁定状态下是静态承载的，以便最小化相互连接的吊臂的弯曲。如果要相互连接的吊臂具有以已知的方式在纵向方向上延伸的上弦杆和下弦杆，则所述快速耦接器可以将两个要连接的吊臂的上弦杆和下弦杆都锁定在一起。一个吊臂的上弦杆可以锁定到另一吊臂的上弦杆，并且一个吊臂的下弦杆可以锁定到另一吊臂的下弦杆，从而在吊臂之间提供整体稳定、静态承载的连接。

替代地或补充地，所述快速耦接器还可以包括额外的加强元件，其以加强套筒的方式将一个吊臂的部分连接和加强到另一吊臂的部分，特别是套在上面。例如，这种加强元件能够以轨道或套筒或绷带的方式例如将一个吊臂的上弦杆与另一吊臂的上弦杆连接并加强。类似地，可以为一个或每个下弦杆设置加强元件。

为了能够不仅仅沿旋转塔式起重机吊臂纵向地移动工作头，在本发明的改进示例中，可以将承载工作头的可移动滑架安装在所述可纵向移动的横梁上。所述横向滑架可以通过横向驱动器沿横梁移动，以便能够将工作头在横向方向上移动到不同的期望工作位置。

工作头的高度或深度调节可以通过不同的方式进行。特别地，为了能够执行或调节工作头的精细高度运动，能够以在高度上可相对于所述横梁调节的方式安装工作头支撑件，特别是以在高度上可相对于横向滑架移动的方式安装。所述头支撑件可以例如通过竖直延伸的、可伸缩的支撑件铰接在所述横向滑架上。替代地或补充地，竖直延伸的头支撑件也可以在所述横向滑架上沿竖直方向移动，例如通过齿条齿轮驱动器或其他合适的调节驱动器。

替代地或补充地，工作头的高度运动也可以通过旋转塔式起重机的部分上的高度调节产生，特别是通过固定有起重机吊臂的被设计为高度可调节的塔架。特别地，可以提供被设计为可伸缩的塔架，其中，多台旋转塔式起重机中的每者可以有利地包括这种高度可调节的、特别是可伸缩的塔架，以便能够通过同步调节塔架高度而将相互固定的吊臂或由它们形成的水平的支撑结构向上或向下移动。

作为起重机塔架的这种伸缩性能的替代或补充，起重机塔架也可以通过爬入或以其他方式安装额外的塔节而延长，或者通过爬出或移除相应的塔节而缩短。为此，相应的旋转塔式起重机可以有利地具有爬升装置，该爬升装置能够使塔节简单且快速地爬入。为此，可以设置爬升引导件，该爬升引导件可以相对于另一塔节或塔基保持塔节，并同时允许塔节相对于爬升件在纵向方向上移位，这可以例如通过液压缸进行。也就是说，所述爬升件可以在所保持的塔节移位期间跨接所产生的间隙或自由空间和下一个塔节或塔基，使得可以从一侧推入新的塔节，并然后将其连接到由爬升件保持的塔节。用于旋转塔式起重机的这种爬升装置本身是已知的，因此在这方面可以参考例如文献WO 2015/135645 A1。

如果相应的旋转塔式起重机例如通过向外伸缩或通过插入相应的塔节已达到其最大高度，则可以将起重机的塔架从其旋转平台和/或其底盘上拆下，并通过建筑锚定件锚固在已建成的建筑立面上，以便能够以此方式与建筑物一起继续增长。例如，可以首先用一个或多个建筑锚定件将爬升装置下方的塔架部分锚固在立面上，使得可以使另一塔节爬入。通过将额外的建筑锚定件移动或安装到位于更上方的建筑部分或塔架部分，塔架可以在其固定到建筑部分的同时继续一节一节地增长。可以对可伸缩的塔架采取类似的方法，它可以交替地锚固在其联轴节和其可伸缩节上。

通过巧妙地移动建筑锚定件，形成工作头支撑结构的旋转塔式起重机的布置不仅可以与建筑物一起垂直增长，而且如果要建造嵌套式建筑物且建筑物的各部分水平地相互偏移，也可以在水平方向上共同增长。

替代地或补充地，支撑结构的水平扩展或偏移也可以通过在已建成的建筑物处(例如，在已建成的建筑平台上)固定额外的旋转塔式起重机来进行，其中，新起重机的塔架也可以通过建筑锚定件固定到相应的建筑部分。新起重机的吊臂可以连接到另一台已安装的起重机的吊臂或塔架，以水平地扩展支撑结构。

在此，辅助装配起重机可能是有帮助的，它可以被设计为起重机中的作为支撑结构的一部分的起重机上的额外吊臂的形式。这种集成到支撑结构中的辅助起重机或单独的辅助起重机也可用于向高度增长的建筑工地供应建筑材料和/或工具和/或其他材料。

为了使工作头沿上述横梁的移动不限制于由相互连接的吊臂撑紧的多边形区域内，在本发明的有利改进示例中，所述横梁可以突出超过至少一个所述吊臂，并为承载工作头的所述横梁滑架形成移动路径，该移动路径在由吊臂撑紧的多边形内部和外部延伸。由此，工作头可以说是移动到支撑框架结构的外部，以便能够在由起重机吊臂跨越的三角形、四边形或多边形外部进行工作，也能够在所述撑紧的多边形的外部建造建筑部分。

有利地，所述吊臂可被设计为在其两端处突出超过相应的起重机吊臂，以便能够在由吊臂撑紧的多边形的外部在相对侧工作。

横梁的突出部分可由横梁的刚性浇口(Anschnitt)形成。替代地，突出部分也可以是横梁的可伸缩部分。

为了能够在横向于横梁纵向方向的方向上在超过由吊臂撑紧的多边形的情况下工作，可沿横梁移动的所述横向滑架还可以承载以能够基本垂直于或横向于第一所述横梁的方式延伸的横杆或梁，其中，工作头可以通过滑架或类似悬挂器可移动地安装在所述横杆上。如果横梁已经沿悬挂它的起重机吊臂移动成非常靠近承载吊臂的塔架，则所述横杆可以突出超过两个塔架之间的连接线，使得工作头也可在该方向上超出由起重机吊臂撑紧的多边形移动。

为了不通过所述横杆将任何倾斜力矩或过大的倾斜力矩引入到横梁中，横杆可以承载两个可反向移动的工作头，或一个工作头和一个可相对它反向移动的压载物，以平衡横杆在横梁上的铰接点。

作为悬挂在所述横梁上的这种横杆的替代或补充，还可以将两个以上的工作头悬挂在两个单独的、非互连的横梁上，其中，两个横梁能够有利地垂直于彼此或横向于彼此延伸。在这种情况下，为了不相互碰撞，所述横梁可以布置在不同的高度处。

例如，如果四台旋转塔式起重机利用它们的吊臂以跨越矩形的方式连接，则两个横梁可以分别悬挂在两个相对的吊臂或设置在此的吊运车上，使得在从上方看时，横梁相互交叉或形成十字。在此，其中一个横梁可以比另一横梁高悬挂地更高，使得该横梁可以在另一横梁的上方移开。例如，这可以通过在横梁和相应的吊运车之间安装高度间隔件来实现。替代地或补充地，还可以将吊臂成对地布置在不同的高度处。

为了能够将用于工作头的由旋转塔式起重机形成的支撑框架结构从一个工地快速移动到另一工地或能够在同一建筑工地内快速移动，多台旋转塔式起重机中的至少一者可被设计为移动式起重机，该移动式起重机的塔架被布置在旋转平台上，该旋转平台可围绕竖直的轴线可旋转地安装在底盘上，该底盘包括行驶机构并有利地具有自己的行驶驱动器以自动推进。这种驱动器例如可以包括诸如柴油发动机等内燃机或电动机。

有利地，可以在所述上部结构或铰接至塔架的旋转平台上设置用于吸收倾斜力矩的压载物，该压载物可以与旋转平台一起旋转并以与其旋转位置无关的方式使起重机平衡。

作为旋转平台上的这种压载物的替代或补充，旋转塔式起重机还可以包括平衡臂，该平衡臂在塔架上在与吊臂相反的方向上延伸并可以承载压载物。

有利地，塔架能够以可围绕水平的轴线倾斜或俯仰的方式铰接在所述旋转平台上，以便能够从竖直的工作位置移动到水平的运输位置。为此，可以在旋转平台和塔架之间设置例如具有液压缸的俯仰驱动器，以便能够围绕水平的旋转轴线竖立和放倒塔架。

在此，这种移动式起重机可以具有不同地设计的底盘。例如，可以设置多轴轮式行驶机构，其中，可以通过行驶驱动器驱动其中一个轮轴或多个轮轴。在此，至少一个轴可以有利地为可偏转的。然而，作为轮轴的替代或补充，行驶机构也可以包括履带式行驶机构，从而可以通过驱动行驶机构链来移动移动式起重机。这种履带式行驶机构对于难以通行的建筑工地地区是特别有利的，以便即使在较深的、泥泞的地面或更大颠簸或坡度大的地区上也能够安全地移动旋转塔式起重机。

由旋转塔式起重机的吊臂撑紧的多边形的工作头支撑框架结构不仅可用于安放和移动所述工作头，而且还可用于盖住工作头的工作空间。特别地，吊臂能够承载可伸展的顶板，该顶板可以跨越由吊臂撑紧的多边形内部空间，其中，这种顶板可以完全或部分地覆盖所述内部空间。这种可伸展的顶板可以例如具有扁平的织物和/或薄膜结构和/或包括扁平的薄膜和/或织物材料和承重框架的混合顶板结构。

这种可伸展的顶板可以有利地被设计为可向内和向外伸缩的，以便在风荷载更强的情况下能够减少顶板的大面积。例如，能够以遮阳篷或卷帘的方式提供可卷起和展开的顶板，其中，卷绕辊可以设置在其中一个吊臂上或在两个吊臂之间，以便能够卷起和展开顶板材料。

替代地或补充地，还可以设置折叠顶板，其可以在两个相对的吊臂上具有间隔开的铰接点，这些铰接点可以分别通过滑块可滑动地安装在那里，使得顶板能够以扇形折叠的方式折叠到一侧。

有利地，这种顶板可以铰接到吊臂的上侧，例如，支撑和/或以可移动的方式安装在吊臂的上弦杆上。

为了保护工作头的工作区域还免受风、雨等横向影响，作为顶板的替代和补充，至少一个侧壁还可以固定到形成工作头支撑框架结构的旋转塔式起重机上，从而覆盖至少两个塔架之间的至少部分侧表面。特别地，吊臂和/或相邻的塔架可以分别承载可伸展的侧壁，该侧壁可以至少部分地跨越两个塔架和连接塔架的吊臂之间的内部空间并可以基本竖直地延伸。

这种可伸展的侧壁可以例如具有扁平的织物和/或薄膜结构和/或包括扁平的薄膜和/或织物材料和承重框架的混合顶板结构。

有利地，这种保护壁可被设计为可向内和向外伸缩的，以便能够在更强风载荷的情况下减少暴露在风中的面积。例如，能够以遮阳篷或卷帘的方式设置可卷入和卷出的保护壁，其中，卷绕辊可以被水平地设置在其中一个吊臂上或竖直地设置在其中一个塔架上，以便能够卷起和展开侧壁材料。

替代地或补充地，还可以设置窗帘或百叶窗形式的折叠壁，其可以在吊臂上或在两个相邻的塔架上具有彼此间隔开的铰接点，这些铰接点可以分别通过滑块可滑动地安装在那里，使得侧壁能够以扇形折叠的方式朝向吊臂向上折叠，或朝向此处的塔架的一侧折叠。

为了不伸展不必要的大型支撑框架结构，在本发明的有利改进示例中，旋转塔式起重机的吊臂还可被设计为可伸缩的和/或长度可调节的，例如通过添加或移除吊臂部件。特别地，通过可伸缩的吊臂设计，也可以补偿相邻塔架之间的间距的公差或误差。

如果正在建造占地面积更大的房屋，则可以延长吊臂，而对于占地面积更小的房屋，可以将吊臂缩回并将塔架推到一起。有利地，还可以简单地通过长度可变化的吊臂来实现对不同平面图形状的适配。例如，在建造方形房屋时，可以将所有吊臂设定为相同的长度，而在建造细长、狭窄的房屋时，可以将两个吊臂设定为更长，而将两个吊臂为更短。

根据本发明的另一方面，相互固定的旋转塔式起重机还可用于通过缆索调节工作头和/或承载缆索机器人。特别地，包括至少三条控制缆索的缆索系统可以固定到至少三台旋转塔式起重机，这些旋转塔式起重机通过它们的吊臂相互固定，特别是固定到塔架和/或吊臂。在此，可以设置缆索绞盘以相对于相互固定的旋转塔式起重机和/或相对于工作头调节所述缆索系统，并且可以由电子控制装置进行控制以移动工作头。

通过缆索绞盘放出或收回缆索，可以相对于由相互固定的旋转塔式起重机定义的支撑结构调节缆索系统，从而可以移动工作头。如有需要，缆索系统也可以相对于工作头进行调节，例如通过设置在工作头上的诸如绞车(Spillwinde)等缆索绞盘。通过相互协调地放出和收回缆索(例如，彼此同步或在彼此相反的方向)，工作头能够可选地在垂直方向上和/或在水平方向上移动。

在此，缆索系统有利地包括可由诸如芳纶纤维(HMPA)、芳纶/碳纤维混合物、高模量聚乙烯纤维(HMPE)或聚(对-亚苯基-2,6-苯并二唑)纤维(PBO)等高强度合成纤维制成或至少具有这类纤维的高强度纤维缆索。使用这种高强度纤维缆索，不仅减轻了缆索系统本身的重量，而且还减轻了受载部件和移动质量的结构重量，这一方面导致应用的承载能力增加，另一方面，最重要的是，即使车轴数量更少，也能更容易地符合公路运输允许的轴载。同时，由于这种纤维部件的低伸长率可以提高工作头的定位精度。此外，纤维缆索更不易受到风引起的横向振动的干扰，因此在室外并不总是完美的天气条件下，工作头可以更精确地定位。

对于其作为支撑结构部件的功能，例如通过塔架上部部分中的索轮和/或通过可安装在塔架的上部部分中的缆索绞盘，可以在旋转塔式起重机的塔架上设置用于缆索机器人的控制缆索的铰接点。有利地，多个控制缆索的多个铰接点也可以例如以在高度上彼此偏移的索轮的形式被安装在旋转塔式起重机的塔架上，控制缆索经由该索轮偏转到塔架底部区域处的缆索绞盘。因此，起重机的塔架可以形成用于缆索系统的支撑柱。替代地或补充地，用于缆索系统的铰接点也可被安装在起重机的吊臂上。

无论工作头是通过具有可移动地安装在吊臂上的横梁的上述横梁结构还是通过所述缆索系统来移动，在本发明的改进示例中都可以有利地设置上级控制器，其相互协调旋转塔式起重机和/或缆索系统的缆索绞盘的相应驱动器和/或使它们相互匹配。

原则上，以期望的方式移动工作头并为此致动用于调节缆索系统的缆索的缆索绞盘的控制装置能够以不同的方式设计，其中有利地，所述控制装置被电子地设计并可以特别包括微型处理器，该微型处理器可以处理的存储在存储设备中的控制程序。在此，控制装置可以自动或半自动地追随工作头的预定行进路径，例如进行可例如根据BIM模型指定的直线、水平路径或者上升或下降的曲线运动。替代地或补充地，控制装置也可以响应于机器操作员的输入指令，并且通过控制装置将输入指令(例如，在给定方向上倾斜或移动操纵杆)转换为缆索绞盘的相应旋转运动而将该输入指令转换为工作头的相应调节运动。

在此，所述控制装置可以具有模块化结构，特别是在每个移动单元(移动单元包括具有至少一个缆索绞盘的支撑柱或被设计为起重机)上具有本地控制装置，该本地控制装置控制至少一个缆索绞盘和/或监测有效载荷和作用在相应单元上的倾斜力矩，并且必要时，如果存在可能危及稳定性的运动或载荷威胁，则关闭设备。

为了相互调节和协调不同支撑柱或至少一个起重机上的缆索运动，控制装置还可以包括上级控制单元，该上级控制单元能够以上述方式被电子地设计并可以包括微型处理器、程序存储器和其他部件，其中，所述上级控制单元可以与本地控制装置通信，以通过所述本地控制单元以相互协调的方式控制和操作各个缆索绞盘，以便以期望的方式实现相互协调的缆索运动。

在这种情况下，所述上级控制单元可由其中一个本地控制装置形成，该本地控制装置可以说形成监测和/或控制其他本地控制装置的主单元。然而，作为这种模块化控制架构的替代方案，也可以使用直接控制各个单元上的缆索绞盘的中央控制装置。