在國家“863”計劃的支持下(課題編號:2007AA04Z240),歷時三年的研究,一種面向建筑板材安裝的輔助操作機器人系統日前由河北工業大學與河北建工集團有限責任公司聯合研制成功。部分成果近期通過建設部門。的鑒定,達到國際先進水平。目前該成果正在推廣應用,并進行系列化產品開發,未來產業化前景廣闊。
這種具有完全自主知識產權的板材安裝建筑機器人系統,是針對大尺寸、大質量板材干掛工藝的安裝作業而開發的。可滿足大型場館、樓堂殿宇、火車站與機場等裝飾用大理石壁板、玻璃幕墻、天花板等的安裝作業需求。采用此機器人系統進行板材安裝作業無需搭建腳手架,可完成大范圍的移動作業。移動本體最大承載能力達2000kg,滿載時移動本體平面移動速度為8km/h,最大安裝高度達5m,操作安裝板材最大平面尺寸為1m×1.5m,操作安裝板材的最大重量達70kg以上,安裝定位精度可達0.1mm。
機器人系統由板材輔助搬運機械手、移動本體和6自由度串并聯混合結構板材安裝操作機械手組成。安裝機械手搭載在移動車體的升降臺上,使其具有較大的工作高度和移動范圍。根據板材安裝干掛安裝工藝要求,機器人系統采用了基于超聲波傳感器、激光測距傳感器、雙軸傾角傳感器、結構光視覺傳感器等多傳感器信息融合的板材姿態檢測與調整控制方法,保證了檢測精度,提高了板材安裝的可靠性。由兩名操作工人便可完成板材的安裝。
隨著建筑行業的迅猛發展,建筑安裝與裝飾行業的市場也快速增長。現行板材安裝的主流工藝采用干掛形式,施工過程中需要搭建施工架和安裝輔助設施,最后在眾多工人合作下手工完成安裝。由于裝修用板材的質量高、尺寸大,且安裝施工屬于高空作業,因此對于手工安裝來說干掛工藝的施工難度較大。工人勞動強度大,現場安全性差,施工進度緩慢,建筑質量不一致等缺點制約了我國建筑業的快速發展。
此種型號的板材安裝機器人化施工機械,可設置在高空作業平臺上,滿足多種大空間范圍的安裝作業需求,提高板材安裝質量和安裝效率,降低工人勞動強度,提高安全施工性能,保證施工的品質和質量的一致性要求,大大節約勞動力成本支出。初步估算,與傳統作業方式相比,安裝效率提高30倍以上。C-ROBOT-I型板材安裝室內裝修機器人系統的研制成功,填補了國內室內裝修機械化的空白,可促進建筑業的自動化發展。
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