工地迎來(lái)“機(jī)器人”工友——博智林建筑機(jī)器人應(yīng)用調(diào)研紀(jì)實(shí)

保障施工安全、提升施工質(zhì)量、提高施工效率。

編輯｜姜雪

來(lái)源｜中國(guó)建設(shè)報(bào)（ID：chinajsb）

近年來(lái)，新一輪的“工業(yè)革命”正在建筑業(yè)內(nèi)掀起，在建造全過(guò)程中加大新技術(shù)的集成與創(chuàng)新應(yīng)用、加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與建筑工業(yè)化技術(shù)協(xié)同發(fā)展、用機(jī)器人建房子的智能建造時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。

日前，中國(guó)建設(shè)報(bào)社調(diào)研組來(lái)到廣東省廣州市和佛山市兩地，走進(jìn)廣東博智林機(jī)器人有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“博智林”），走入項(xiàng)目工地，實(shí)探博智林建筑機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用情況。

多技傍身 “粉色工友”現(xiàn)身工地

碧桂園·星禧項(xiàng)目位于廣州市增城區(qū)，是博智林負(fù)責(zé)參與施工建設(shè)的項(xiàng)目之一。目前，項(xiàng)目的主體建筑已基本完工，正處于內(nèi)部裝修階段。

站在項(xiàng)目工地外，幾部建筑外墻上的粉色施工電梯格外顯眼。粉色是博智林建筑機(jī)器人的統(tǒng)一色調(diào)。在碧桂園·星禧項(xiàng)目中，這一顏色十分常見(jiàn)，一個(gè)個(gè)身著“粉衣”的建筑機(jī)器人穿梭在工地中、樓層間、房屋里，讓這里“萌”味十足。

戴上安全帽，走進(jìn)工地，不出幾步便能看見(jiàn)一臺(tái)胖乎乎的建筑清掃機(jī)器人正“瞪”大雙眼，來(lái)回行走在過(guò)道中。

正處于施工階段的道路坑洼不平，水泥灰、墻灰、渣土等各類(lèi)粉塵眾多，時(shí)不時(shí)還會(huì)出現(xiàn)小石子、小碎塊……看似簡(jiǎn)單的清掃工作，在工地上難度便加大了不少，但這可難不住多技傍身的建筑清掃機(jī)器人。

激光雷達(dá)、超聲波傳感器、防撞條等多傳感器融合技術(shù)，讓建筑清掃機(jī)器人在復(fù)雜的路況下也能安全作業(yè)；雙濾芯、雙風(fēng)道設(shè)計(jì)，讓建筑清掃機(jī)器人面對(duì)厚重的塵土?xí)r，也能輕松地完成清潔工作，毫不怯場(chǎng)。相較于人工清掃，建筑清掃機(jī)器人的作業(yè)效率提升了三倍，而且清掃效果也更加優(yōu)異。

乘坐智能施工升降機(jī)，和室內(nèi)噴涂機(jī)器人一同走進(jìn)建筑物內(nèi)，穿過(guò)走廊，抵達(dá)一戶(hù)的門(mén)廳后，它便開(kāi)始工作。只見(jiàn)它邊走邊上下?lián)]舞機(jī)械手臂，均勻噴射出乳膠漆，完成了一面墻壁的噴涂工作。得益于多角度靈活移動(dòng)的手臂，室內(nèi)噴涂機(jī)器人不僅可以完成墻面底漆、面漆的全自動(dòng)噴涂，飄窗、橫梁、天花板、石膏線等位置的噴涂也不在話下。

在室內(nèi)噴涂機(jī)器人工作的同時(shí)，另一個(gè)房間內(nèi)，測(cè)量機(jī)器人正站在房間的正中央，360度飛速轉(zhuǎn)著“眼睛”。不出2分鐘，數(shù)據(jù)便采集完成，并生成各式報(bào)表傳送至數(shù)字平臺(tái)。AI（人工智能）算法的加持讓它可以高精確度地測(cè)量出房間的墻面爆點(diǎn)、天花板水平度、陰陽(yáng)角、方正性等各種數(shù)據(jù)，測(cè)量精度在±1毫米內(nèi)。

12個(gè)產(chǎn)品線 鋼鐵隊(duì)伍覆蓋建筑全周期

建筑機(jī)器人不僅能在裝修階段大顯身手，在更為早期的混凝土施工中也大有作為?！巴ㄟ^(guò)應(yīng)用智能隨動(dòng)式布料機(jī)、地面整平機(jī)器人、地面抹平機(jī)器人和地庫(kù)抹光機(jī)器人，效率更高了，而且安全性也提高了不少?！北坦饒@·星禧項(xiàng)目的項(xiàng)目經(jīng)理介紹說(shuō)。

傳統(tǒng)的高層建筑混凝土澆筑作業(yè)需要三名工人共同完成布料工作，這不僅考驗(yàn)每位工人的技術(shù)熟練度，還需要多位工人的配合協(xié)同。在碧桂園·星禧項(xiàng)目中，有了智能隨動(dòng)式布料機(jī)這位“粉色工友”的幫助，一名工人便可輕松完成混凝土澆筑作業(yè)。除了通過(guò)手柄遙控控制智能隨動(dòng)式布料機(jī)的布料臂到達(dá)指定位置，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)布料，還可以選擇自動(dòng)模式，運(yùn)用智能算法讓智能隨動(dòng)式布料機(jī)自主作業(yè)。

在混凝土澆筑完成后，地面坑坑洼洼的現(xiàn)象如何處理呢？這時(shí)，就輪到“作業(yè)面平整度±5毫米”“全自動(dòng)整平施工”的地面整平機(jī)器人登場(chǎng)了。

雙自由度自適應(yīng)系統(tǒng)、高精度的激光標(biāo)高控制系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，讓地面整平機(jī)器人能夠穩(wěn)定地在鋼筋混凝土上施工作業(yè)，始終保持毫米級(jí)精度的準(zhǔn)確度；在導(dǎo)航系統(tǒng)加持下，還可自動(dòng)設(shè)定規(guī)劃路徑，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)整平施工。有了地面整平機(jī)器人，主體結(jié)構(gòu)施工階段便可達(dá)到混凝土找平層的平整度要求，加快項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度，提高施工效率。

據(jù)了解，博智林是碧桂園集團(tuán)旗下的全資子公司，在位于佛山市的博智林建筑機(jī)器人展廳內(nèi)，智能隨動(dòng)式布料機(jī)、地面整平機(jī)器人等在內(nèi)的幾十種建筑機(jī)器人整齊排列。目前，博智林已形成混凝土施工、混凝土修整、砌磚抹灰、內(nèi)墻裝飾等12個(gè)建筑機(jī)器人產(chǎn)品線，涉及主體結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)、裝修、機(jī)電安裝等施工環(huán)節(jié)，基本覆蓋了建筑全周期。

截至2021年年底，博智林在研的46款建筑機(jī)器人中，絕大多數(shù)機(jī)器人通用于現(xiàn)澆混凝土工藝與裝配式建筑施工，其中18款建筑機(jī)器人已投入商業(yè)化應(yīng)用。

在佛山市順德鳳桐花園、珠海市平沙海納苑、海口市美舍仕家等項(xiàng)目中，一幕幕熱火朝天的人機(jī)協(xié)作作業(yè)圖景，將“機(jī)器人建房子”的夢(mèng)想寫(xiě)入現(xiàn)實(shí)。

在各地的項(xiàng)目中，博智林建筑機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了多個(gè)方面的突破，包括完成機(jī)器人參與建設(shè)示范區(qū)、建立機(jī)器人調(diào)度中心、實(shí)施修整類(lèi)機(jī)器人多機(jī)聯(lián)合施工模式。

一步一個(gè)腳印 自主研發(fā)多項(xiàng)核心技術(shù)

在各行業(yè)加緊科技賦能的智能時(shí)代，建筑業(yè)的數(shù)字化和自動(dòng)化程度較低，“搬磚頭、扎鋼筋、澆混凝土、裝模板”等較為粗放的生產(chǎn)方式依舊普遍存在。

工地具有作業(yè)環(huán)境惡劣、場(chǎng)景差異性大、施工面復(fù)雜多變的特點(diǎn)，建筑機(jī)器人在核心零部件以及核心算法的要求方面與工業(yè)機(jī)器人等產(chǎn)品有很大差異。為了實(shí)現(xiàn)建筑機(jī)器人研發(fā)中多項(xiàng)技術(shù)“零”的突破，博智林的科研人員把實(shí)驗(yàn)室搬到工地，夜以繼日、刻苦鉆研。

“研發(fā)建筑機(jī)器人所聚焦的三個(gè)核心要素是保障施工安全、提升施工質(zhì)量、提高施工效率，共同推進(jìn)提升建筑施工綜合效益。”博智林的科研人員介紹說(shuō)。

在硬件研發(fā)方面，機(jī)器人控制器已批量應(yīng)用于地坪施工、混凝土修整、砌筑工藝、油漆及墻紙施工、建筑清掃、室內(nèi)外噴涂等12類(lèi)約20款的建筑機(jī)器人，累計(jì)交付量近850件；伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、視覺(jué)傳感器、導(dǎo)航融合模塊等30款關(guān)鍵零部件也已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并應(yīng)用于建筑機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)施工；開(kāi)發(fā)的六軸協(xié)作機(jī)械臂模塊化集成部件，能夠提升產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化率，已累計(jì)交付超百臺(tái)。

在軟件研發(fā)方面，博智林完成了從機(jī)器人實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)到施工仿真系統(tǒng)再到機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)的全自主開(kāi)發(fā)。其中，導(dǎo)航系統(tǒng)可為建筑機(jī)器人解決建筑環(huán)境定位感知及行走的問(wèn)題；多機(jī)調(diào)度系統(tǒng)可以讓不同工序如測(cè)量、混凝土修正、內(nèi)墻裝飾、物流運(yùn)輸?shù)榷喾N類(lèi)機(jī)器人一起，協(xié)同實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)施工作業(yè)。

目前，博智林在研的機(jī)器人關(guān)鍵零部件和基礎(chǔ)共享技術(shù)共有45款，覆蓋了建筑機(jī)器人八大核心模塊：伺服系統(tǒng)、傳感器、控制器、輪系單元、AI（人工智能）、導(dǎo)航系統(tǒng)、視覺(jué)算法、機(jī)器人管理軟件。其中，導(dǎo)航系統(tǒng)、視覺(jué)算法等技術(shù)填補(bǔ)了建筑機(jī)器人領(lǐng)域的空白。截至2021年年底，博智林已遞交專(zhuān)利有效申請(qǐng)3468項(xiàng)，獲授權(quán)1670項(xiàng)。

關(guān)鍵詞： 工地迎來(lái)機(jī)器人工友博智林建筑機(jī)器人應(yīng)用調(diào)研紀(jì)