建筑机器人的组成（可编辑）

建筑机器人的组成掌握建筑机器人的机械、管控和传感组成01知识目标能够进行智能机械和机器人的结构解析和简单运行02能力目标归纳复盘能力、工匠精神03素质目标职业素养、岗位意识04思政元素教学目标CONTENTS目录01建筑机器人的机械组成02建筑机器人的控制组成03建筑机器人的传感组成建筑机器人的机械组成PART01建筑机器人的组成

机械臂

夹具具备精准抓取和释放物体的能力，可以根据需要调整抓取的力度和位置，实现对建筑物料的转运和对器具装置的运行。夹具

机械臂具备较大的灵活性和可调控性，可以实施各种复杂的动作序列。它通常由多个关节联结而成，每个关节都可以旋转或移动，使得机械臂能够在多个方向和角度上进行精确运行。机械臂的设计主要需要考虑运动范围、负载能力、精度和速度等因素，以满足具体任务的需求。机械臂在建造应用领域，各种

夹具

和

机械臂

是最为普遍的实施机构，就像机器人的“手”。1.实施机构建筑机器人的组成

机器人液压体系

电机驱动体系通过电力驱动实施机构的运动，具有较高的精确度和灵敏度。可以根据需求提供不同的转速和扭矩，并且通过管控演算实现位置、速度、姿态等指标的管控。电机驱动体系

液压体系利用液体的力学性质来提供动力和管控机械臂的运动。液压体系通过液压泵提供高压液体，经过液压缸或液压马达传递给机械臂的实施机构。具有较高的能耗密度和负载能力，适用于一些需要输出较大作用力、承受重载的任务。液压体系

驱动体系是

实施机构的“引擎”，为机器人提供作业过程所需的力和功耗。在建筑机器人中，最普遍的驱动体系是

电机和液压体系。2.驱动体系建筑机器人的组成

机器人液压体系

移动机器人底盘大体可以分为轮式和履带式，可以在地面上自由移动。底盘的设计主要需要考虑机器人的稳定性、机动性和承载能力，以适应不同作业任务和工作工况。移动机器人底盘

人机平台是一种可以在空中飞行的载体平台。相比移动机器人底盘具有更高的空间运动自由度，可以在建筑工地上空进行观察、计量和转运等任务。无人机平台

建筑机器人载体平台是机器人的"脚"，为机器人提供稳定的支撑和移动能力。普遍的载体平台包括

移动机器人底盘和无人机平台。3.载体平台建筑机器人的组成

在建筑机器人中，器具装置的种类繁多，根据具体任务的需求而定。例如，混凝土3D打印机器人中，其器具装置是打印头，打印头可以通过管控物料的喷射和堆积，将物料逐层叠加，形成具有特定形状和结构的建筑物。器具装置机器人"手"握器具装置，可以直接实施各项具体任务，如研磨头、涂料喷头等。4.器具装置建筑机器人的管控组成PART02建筑机器人的组成

控制组成控制系统编程软件通信接口户界面建筑机器人的组成

机器人管控体系1.管控体系

管控体系负责接收传感器的反馈信息，进行资料处理和解析，并根据预设的演算和策略做出相应的管控命令。普遍的管控体系包括微处理器和可编码逻辑管控器（PLC）。管控体系①

管控体系还包括传感器和实施器之间的接口，以及与其他体系的通信接口。通过这些接口，管控体系可以实时监测机器人的状态和工况信息，将管控命令传递给实施机构，实现对机器人的精确管控。管控体系②管控体系是机器人的

"大脑和神经体系"

，它管控和协作机器人的所有部分。建筑机器人的组成

通过编写和编辑程序代码，为机器人提供特定的功用和行为。例如，路径规划软件可以提前计划好机器人的运动路径，以便高效地达成任务。在建筑机器人中，编码软件还可以用于设定机械臂的动作序列、夹具的抓取策略等。编码软件

管控体系还包括传感器和实施器之间的接口，以及与其他体系的通信接口。通过这些接口，管控体系可以实时监测机器人的状态和工况信息，将管控命令传递给实施机构，实现对机器人的精确管控。编码软件是机器人的

"思想"

，它设定和调整机器人的任务。2.编码软件建筑机器人的组成

无线通信组件

无线通信组件是一种普遍的通信接口。通过无线通信，运行人员可以远程监控和管控建筑机器人，实时获取机器人的状态和资料，以及发送命令和任务。无线通信组件

有线接口也是建筑机器人的重要通信方式，普遍的有USB、以太网、CAN总线等。通过有线接口，机器人可以与运算机、传感器、实施器和其他外部装置进行联结和通信。有线接口通常具有稳定、高速和可靠的资料传输性能。有线接口3.通信接口

通信接口是机器人的

"耳朵"和"嘴巴"

，它们使机器人能够与外部工况进行交互。分

无线通信组件和有线接口

两种。通信接口负责

接收命令和发送反馈信息，以实现机器人的远程管控、资料传输和协作运行。

用户界面是建筑机器人的

"面孔"

，它利用户能够方便地与机器人进行交互。用户可以通过触摸屏、运行面板或运算机界面等方式对建筑机器人进行监控管控。建筑机器人的组成

4.用户界面

运行面板通常是一种物理界面，提供按钮、开关和旋钮等管控元素，用于手动管控机器人的运动和实施任务。触摸屏界面则采用触摸交互方式，提供图形化的管控界面，可以通过触摸运行实现机器人的管控、指标设置和任务调度。运行/触摸屏界面常见机器人用户运行界面建筑机器人的传感组成PART03建筑机器人的组成

通过传感组件，机器人能够感知工况的信息和资料，从而能够做出正确决策并实施任务。传感器种类繁多，建筑机器人中常用的传感器有：位置传感器环境传感器导航传感器力/压力传感器

位置传感器是机器人的

"眼睛"

，它们使机器人能够知道自己和周围物体的位置。位置传感器可以计量和监测机器人在三维空间中的位置、方向和姿态。普遍的有：建筑机器人的组成

1.位置传感器

如利用视觉摄像头可以捕捉工况中的物体，并通过图像处理演算获取物体的位置和姿态信息。光学传感器

利用激光束扫描周围工况，并计量光束反射回机器人的时间和角度，从而获取物体的距离和位置信息。提供高精度的三维地图和进行障碍物监测，用于导航和避障。激光雷达

通过记载旋转角度或线性位移的变化，计量实施机构和载体平台的旋转和移动，从而确定机器人的位置和姿态。编码器激光雷达建筑机器人的组成

工况传感器使得机器人能够感知外部工况的状态。工况传感器可

以计量和监测工作工况中的气候条件、气体浓度和其他工况指标。普遍的有：2.工况传感器

可以测量环境中的温度和湿度，提供环境舒适度和条件的信息。在建筑机器人中，温湿度传感器可以用于监测施工现场的温度和湿度，确保工作环境的合适性。温湿度传感器

可以监测环境中的气体浓度，以确保工作环境的安全性。例如，在建筑工地上，气体检测器可以检测可燃气体、有害气体和有毒气体等，及时发出警报以保护操作人员的安全。气体检测器风速传感器

主要用于在室外作业中计量工况风速，判断当前风速工况是否会对建筑施工产生作用，在一定条件下让建筑机器人关停作业，从而确保机器人在工况中的安全和任务实施品质。建筑机器人的组成

利用卫星信号测量机器人的地理位置和速度。它可以提供全球范围内的位置定位，用于室外环境的导航和定位。GNSS（全球导航卫星系统）

IMU集成了加速度计、陀螺仪和磁力计等传感器，可以测量机器人的线性加速度、角速度和姿态信息。可以提供机器人的姿态稳定性和方向感知。IMU（惯性测量单元）磁力传感器视觉传感器3.导航传感器

可以感知地球的磁场，并确定机器人相对于地球的方向。常用于室内工况或无GNSS讯息场景下的定位。

可以通过图像处理和运算机视觉演算来提供机器人的定位和导航信息。可以识别标志物、地标和特定场景，从而实现室内和室外工况的导航。

导航传感器是机

器人的"指南针"，它们使机器人能够确定自己的方向和位置。导航传感器可以提供机器人在三维空间中的地理位置和姿态信息。常见有：4.力/压力传感器建筑机器人的组成

无线通信组件

可以计量机器人在转运和举升过程中的负载和重量，以确保安全和适当的运行。负载传感器

可以计量机器人与物体接触时的压力变化。它可以