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現(xiàn)代建筑業(yè)與機(jī)器人賦能

伴隨著建筑科學(xué)的不斷進(jìn)步以及行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)于建筑的高質(zhì)量和作業(yè)的高效率開(kāi)始有了更高的追求；于是，應(yīng)用于建筑行業(yè)的各式機(jī)器人隨之誕生。

使用建筑機(jī)器人進(jìn)行搭建，不僅可以穩(wěn)妥地保障工程質(zhì)量，還可以實(shí)現(xiàn)同一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下的連續(xù)不間斷作業(yè)，也地避免了由于人員疲勞、人為操作失誤等因素造成的工程質(zhì)量問(wèn)題，提升綜合效益。同時(shí)，建筑機(jī)器人可充分介入在傳統(tǒng)施工中被視為“危、繁、臟、重"的各種環(huán)節(jié)，將人的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)降到。

高精度定位保障高質(zhì)量施工

高質(zhì)量的建筑，基于高質(zhì)量的施工作業(yè)。傳統(tǒng)施工作業(yè)過(guò)程中，各環(huán)節(jié)的控制與執(zhí)行多需依靠施工人員的經(jīng)驗(yàn)；而使用建筑機(jī)器人，則只需要對(duì)控制系統(tǒng)輸入指令，機(jī)器人就會(huì)依設(shè)置好的程序，按步驟執(zhí)行相關(guān)工作。可見(jiàn)，在機(jī)器人施工過(guò)程中，能否精準(zhǔn)地將指令執(zhí)行到位，是搭建作業(yè)質(zhì)量高低的關(guān)鍵。

而在實(shí)際施工作業(yè)過(guò)程中，會(huì)有多方面的因素（例如：風(fēng)力等外力作用、地面平整度導(dǎo)致的機(jī)器人姿態(tài)變化等等），可能影響機(jī)器人執(zhí)行指令的到位程度。這時(shí)候，就需要有一種可以在施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑機(jī)器人實(shí)時(shí)定位和引導(dǎo)的方法，將正確的信息傳達(dá)給機(jī)器人，并其精準(zhǔn)執(zhí)行操作者發(fā)布的指令，為高質(zhì)量搭建作業(yè)提供閉環(huán)保障。

API機(jī)器人引導(dǎo)&定位解決方案

結(jié)合建筑機(jī)器人施工作業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題，API為建筑機(jī)器人提供兩種可高效適用于施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)引導(dǎo)與定位解決方案：

1、 使用STS六維傳感器配合Radian激光跟蹤儀實(shí)時(shí)定位筑墻機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

2、 使用高精度SMR靶球及方位鎖定機(jī)構(gòu)配合Radian激光跟蹤儀實(shí)時(shí)引導(dǎo)劃線機(jī)器人。

案例一：筑墻機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)定位

筑墻機(jī)器人（如圖1），其關(guān)鍵部位，主要由龍門(mén)架或機(jī)械臂、混凝土倉(cāng)、以及末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

室外搭建作業(yè)時(shí)，受風(fēng)力或其它外力因素的影響，機(jī)器人的龍門(mén)架或機(jī)械臂存在晃動(dòng)的問(wèn)題，從而導(dǎo)致機(jī)器人無(wú)法準(zhǔn)確定位其末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以致造成施工錯(cuò)誤。

圖1：兩種不同形式的筑墻機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意

解決此問(wèn)題，可使用Radian激光跟蹤儀配合STS六維智能傳感器，對(duì)筑墻機(jī)器人的末端進(jìn)行實(shí)時(shí)的6自由度（6DoF）定位引導(dǎo)，形成閉環(huán)控制，從而保證機(jī)器人預(yù)定動(dòng)作以及作業(yè)效果的實(shí)現(xiàn)。

作業(yè)中，只需將Radian激光跟蹤儀架設(shè)在筑墻機(jī)器人周邊合適的位置，并將STS六維智能傳感器裝卡在機(jī)器人末端；Radian激光跟蹤儀通過(guò)射出的激光實(shí)時(shí)不間斷追蹤STS傳感器，并高速采集位置數(shù)據(jù)，同時(shí)傳輸至分析軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與名義數(shù)據(jù)的比對(duì)，并將偏差值發(fā)送至機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，就此實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端的實(shí)時(shí)定位引導(dǎo)（請(qǐng)參考圖2示意）。

圖2：筑墻機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)定位作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（左：各部件及儀器位置；右：機(jī)器人筑建的混凝土墻）

案例二：劃線機(jī)器人實(shí)時(shí)引導(dǎo)

劃線工作是建筑搭建的基礎(chǔ)，所以劃線定位的準(zhǔn)確性非常重要，關(guān)乎于整個(gè)建筑的安全和品質(zhì)。

劃線機(jī)器人在實(shí)際施工作業(yè)中的定位保障，可通過(guò)使用Radian激光跟蹤儀配合高精度靶球（SMR）以及靶球方位鎖定機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

請(qǐng)參考圖3示意，測(cè)量時(shí)，將高精度靶球SMR吸附固定于安裝在劃線機(jī)器人頂部的靶球方位鎖定機(jī)構(gòu)上；跟蹤儀射出激光并鎖定SMR球心，跟蹤測(cè)量并引導(dǎo)劃線機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置；由于靶球鎖定機(jī)構(gòu)可以在劃線機(jī)器人改變相對(duì)于跟蹤儀的方位時(shí)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，始終使靶球的球心朝向跟蹤儀保持接光位置，從而可實(shí)現(xiàn)不間斷的高精度位置引導(dǎo)，而無(wú)需頻繁調(diào)整靶球位置。

圖3：Radian激光跟蹤儀劃線機(jī)器人實(shí)時(shí)位置引導(dǎo)系統(tǒng)示意

更多應(yīng)用

如今，建筑機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展提速，現(xiàn)有建筑機(jī)器人的種類(lèi)已達(dá)數(shù)十種有余：測(cè)繪、抹平、砌磚、鋪貼、鉆孔、噴涂、破拆等等環(huán)節(jié)，建筑機(jī)器人的應(yīng)用，讓人類(lèi)上避免直接進(jìn)行“危、繁、臟、重"的作業(yè)內(nèi)容，極大提升了安全生產(chǎn)系數(shù)。

除本案例介紹的筑墻機(jī)器人以及劃線機(jī)器人定位與引導(dǎo)兩種應(yīng)用外，Radian激光跟蹤儀在各類(lèi)型建筑機(jī)器人制造、裝配、標(biāo)定、使用等領(lǐng)域都有著更多、更廣泛的應(yīng)用，歡迎聯(lián)絡(luò)API詢問(wèn)、交流。