《智能建造施工技术》课件-项目8：智能装备与机器人应用

智能建造施工技术智能建造技术专业资源库知识点智能放样机器人应用智能放样机器人应用智能放样机器人的崛起数字孪生闭环智能放样机器人控制系统融合应用智能放样机器人应用智能放样机器人的崛起——从“放样线条”到“放样坐标”智能放样的理论核心，是现代三维坐标测量学。它将建筑视为三维坐标点的集合，其任务是将BIM模型中的数字点集，无损地投射到物理空间。这实现了从“放样线条”到“放样坐标点”的根本性范式转变，信息流变为连续、数字、可计算的。智能放样机器人应用智能放样机器人控制系统机器人本体：即智能全站仪。它是高精度的角度和距离传感器的集合，其理论精度由测角中误差和测距中误差共同界定。手持终端与软件：核心算法是空间坐标变换，必须精准完成从模型坐标系到仪器坐标系，再到项目全局坐标系的旋转、平移和缩放变换。设站与定向：通过观测多个已知控制点，基于最小二乘法平差理论，最优地解算出仪器中心的精确三维坐标与姿态。智能放样机器人应用智能放样机器人控制系统传统范式的信息流路径是：图纸（模拟信号）→

人脑（解码与规划）→

手动操作（执行）→

现场标记。信息在每一环节都可能衰减、失真。智能范式的信息流路径是：BIM模型（数字信号）→

控制软件（自动计算）→

机器人引导（精准执行）→

现场数字标记（可回溯）。信息以二进制数字形式无损流动，实现了端到端的精准传递。智能放样机器人应用数字孪生闭环正向流程（设计到施工）逆向流程（施工反馈设计）智能放样机器人应用融合应用与SLAM（同步定位与地图构建）

技术结合，有望摆脱对预设控制点的依赖，实现自主定位与放样。与AI路径规划结合，可优化大规模放样任务的顺序与路径，提升整体效能。智能放样机器人应用思考：智能放样机器人在哪些地方可以使用？知识点建筑机器人在工程建设领域的应用建筑机器人在工程建设领域的应用建筑机器人的应用背景建筑机器人在工程建设领域中的具体应用建筑机器人

目前传统建筑业正面临诸多制约，如落后的施工手段和方式、用工荒、工人老龄化、用工成本上升等。

根据国家统计局调查和数据统计，自2015年以来，我国建筑业从业人员增长速度连年下滑并出现负增长情况。

目前，50岁以上农民工所占比重已经超过26%，农民工群体老龄化趋势明显。研究表明，未来几年内，建筑行业将大力使用机器人以获得更高速、更高效、更可靠的安全性和更高利润的成果。一、建筑机器人的应用背景建筑机器人

推进建筑机器人典型应用，研发关键技术，编制相关标准，形成一批标志性建筑机器人产品，辅助和替代“危、繁、脏、重”的人工作业，提高工程建设机械化、智能化水平。一、建筑机器人的应用背景建筑机器人应用主要在以下四个方面：设计、建造、破拆、运维。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用

设计方面：主要指Autodesk，目前一直在筹划如何让机器人来代替CAD，成为设计师的合作伙伴，而不是单纯满足于成为设计师的辅助工具。目前建筑市场上的设计工具很少，一定程度上仍无法满足现代建筑设计的需求。建造方面：建筑机器人需求量最大的一部分，也是目前开展机器人应用较多的环节，机器人建造分为工厂和现场两个领域，现场建造仍是机器人应用的难点。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用破拆方面：除了爆破以外，未来大型建筑的破拆、资源再利用将是未来巨量建筑的一个难题，机器人将派上用场。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用运维方面：建筑机器人的持久性应用领域，涉及到管道检测、安防、清洁、管理等众多运行维护的场合。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用建筑机器人

如今，建筑机器人已经得到初步发展，包括测绘机器人、砌墙机器人、预制板机器人、施工机器人、钢梁焊接机器人、混凝土喷射机器人、施工防护机器人、地面铺设机器人、装修机器人、清洗机器人、隧道挖掘机器人、拆除机器人、巡检机器人等。建筑机器人的基本功能二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用（1）测绘机器人：测量机器人是一种能代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的智能型全自动电电子全站仪。建筑机器人（2）自动砌砖机器人：砌砖机器人可以在没有人看管的情况下，流利的给砖头涂上水泥，毫无误差的将砖头摆放在正确位置，由于砌砖过程需要增高，砌墙机器人具有升降的功能。二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用（3）木材加工机器人：使用固建木材加工机器人不仅能提高工作效率，还能确保员工人身安全。可以进行切割、刨切、打磨、喷涂、搬运、码垛等一系列的应用。（4）钢梁焊接机器人：三个机器人分别做切割，焊接，抓取，加工建筑钢结构件。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用（5）石材加工机器人：固建机器人石材加工机器人提高了切割石材的效率，节省了时间，也提高了石材切割的质量和水平，能为工作人员的健康提供了保障，使用起来十分的方便。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用建筑机器人（6）铝模板焊接机器人：固建机器人的铝模板焊接机器人，相比较于传统的人工焊接，它可以不间断的焊接，以8小时工作计，一套固高焊接工作站的劳动效率约等于8-10名熟手焊工，最大程度的减少了虚焊、脱焊的可能性。二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用（7）地面铺砖机器人：固建机器人地面铺砖机器人，在工作时并不会产生太多的噪音，能够通过预先从电脑载入的作业面积、瓷砖尺寸等这类数据自动计算、规划、调整工作程序。建筑机器人（8）屋顶钻孔机器人：针对屋顶打孔这个问题，固建机器人的屋顶钻孔机器人通过机械臂将其牢牢的固定在屋顶上，通过钻孔机构上的相应的型号的钻头打出不同规格的孔。二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用（9）遥控破拆机器人：这款机器人通过遥控，借助一种精确重现人们动作的遥控臂全程遥控，完成操作中的装备和工具更换等复杂动作。适合进行现场探测，瓦砾清除，室内拆除和废物处理等作业。（10）3D打印器人：移动机3D打印机器人，是固建机器人的建筑工业化平台研发项目。最终可实现多机器人联动打印大型构件。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用（11）墙面喷涂机器人：固建机器人的墙面喷涂机器人包含一个移动基座、一个可升降平台及一根机械手臂，机械手臂末端是一个喷嘴，可以快速将涂料喷涂到墙壁表面。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用（12）钢筋机器人：钢筋机器人可以通过规划行进路线、实现钢筋下料、切割、绑扎、焊接及成品转运等，实现从原料到成品全过程无人工参与，工作效率大大提高，目前，大量的构件制品厂已广泛使用了钢筋机器人。建筑机器人二、建筑机器人在工程建设领域中的具体应用课程总结建筑机器人

本节课我们主要介绍了建筑机器人的应用背景、目前已开发的各种建筑机器人的特性及应用范围。

随着工业化进程的不断推进，建筑机器人的