建筑机器人推动智能建造的发展

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近年来,在制造业各细分领域普遍面临结构调整与技术升级的大环境下,工业机器人应用领域不断扩大,极大地缓解了劳动密集型产业长期以来面临的招工难、用人成本高以及人员流失率较大等问题, 而建筑行业作为传统劳动密集型产业,正在经历一场前所未有的革命——机器人革命。

中国拥有世界上最大的建筑市场。统计数据显示,2017年建筑业总产值已达21万亿,预计在短时间内将超过美国,成为世界第一建筑大国,占据全球建筑业产值的19.1%。人工智能等技术的不断发展,为建筑工业化及智能建造的发展提供了可能。

2012-2018中国工业机器人市场规模统计

(单位:亿美元)

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,按臂部的运动形式可分为以下四种:

1)直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;

2)圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;

3)球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;

4)关节型的臂部有多个转动关节。

目前建筑机器人常采用的是离线编程的模型,主要有以下特点:

·需要机器人系统和工作环境的图形模型

·编程时不影响机器人工作

·通过仿真试验程序

·可用CAD方法进行最佳轨迹规划

·可实现复杂运行轨迹的编程

主流建筑机器人介绍

1)半自动砌砖机器人,每小时砌砖400块

半主动砌砖机器人,由一条传送带、一个机械臂和一个混凝土泵组成。利用固定算法,测量机械臂的倾斜角度、速度和方向。利用传感器感应位置,利用激光作为机器臂的锚点,引导机器臂在工作空间的极左和极右两侧之间上下左右移动。可以在每小时砌砖400块,工作效率是普通工人的5倍之多。

  1. 全自砌砖动机器人:两天能建一栋住宅

全自砌砖动机器人可以一天24小时不间断工作,每小时能砌1000块砖,2天内就能砌完一栋房子,一年大概能建150 栋房子。盖房子时,首先会用 CAD 软件创建房子的 3D 模型,计算每块砖头的位置。再配合一个伸缩臂,砖块就会从后头类似挖掘车的车身传递过来。会精确地把一块块砖垒起来,连窗户、厨房的位置也计算得十分精确,一栋房子就这么建好了。

  1. 钢筋绑扎机器人:又快又好

机械臂在框架上移动,悬停在每个钢筋相交处,然后将钢筋捆绑在一起。框架在桥上移动,重复此过程。机器人能够自主工作,每完成一个钢筋困扎动作需要5.5秒,效率相当于6-8人团队工作。

  1. 焊接机器人

机器人按照“指令”焊接,无论强度有多难,都能搞定。

  1. 拆房专家:回收吞噬水泥的建筑机器人

具体操作分两步走:它会自动扫描目标墙面,确定执行路线然后通过ERO内部的高压水枪,对吸进去的混合物进行分离。

  1. 监工机器人:精准扫描工地,严查豆腐渣工程

机器狗化身监工,确认路线后就能自动巡航。它的任务:每天到特定的位置停下来,拍一两张新照片。目的是随时掌握施工进展情况。它内置的人工智能能够深度学习设计图样,用激光雷达和高清摄像头当做眼睛,精确分析到每一根钢筋,每一面墙、甚至内置电线的布置情况。小车的精确分析和无人机的鸟瞰拍摄结合,就能够可以监督其工程质量,扫描到工地的每一个角落,专查偷工减料。自带导航,爬坡,识别和规避障碍物,都不在话下。它还能精确估算工期是否符合预期要求,最后算法生成进度表,上传至后台的控制电脑,可以说是建筑质量和效率的双重保险。

随着人力成本的不断攀升,劳动力资源的短缺,未来,越来越多的机器人将会加入建筑行业的队伍来。

参考:

Robot Li AI全球总部iStructure 

 

2020年4月10日 11:28
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