建筑施工机器人研究进展

摘要

为了拓宽建筑机器人的研究思路和推广建筑机器人的应用,对国内外建筑施工机器人的研究进展进行了详细阐述。总结了建筑机器人的发展历程和系统组成,从主体结构施工、装修施工和其他新型施工机器人系统三方面对建筑施工机器人进行分类汇总,介绍了机器人的关键技术、性能优势和发展方向等内容。最后从研发设计、管理运维和人才培养等角度提出了建筑施工机器人的发展建议。结果表明:砌砖机器人产品存在依赖人工操作、使用非常规建材等问题,其机械臂的运动轨迹和任务规划是未来的研究热点;基于激光标定技术的混凝土地面处理机器人智能化程度不高,需开发稳定高效的自主定位导航系统;墙地面打磨机器人关键指标为施工精度和稳定性,可通过优化算法模型和引入高精度传感器进行提升;室内喷涂机器人多为“6+3+1”自由度结构,对比手工喷涂具有明显的技术优势,但其自主化程度需进一步加强,而外墙喷涂机器人在稳定性、安全性和可靠性方面的性能要求更高,需提高作业覆盖率和实用性;瓷砖铺贴机器人的发展离不开结构设计、瓷砖定位技术和铺贴轨迹规划等关键技术的研究,存在适用瓷砖尺寸单一和控制复杂等问题;3D打印机器人通过优化结构设计提升作业灵活性,将朝着轻量化、智能化和低成本方向发展,而测量机器人主要利用三维激光扫描技术实现自动化测量,但面临着数据易丢失、人员活动范围受限和成本高等问题。