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Radian激光跟蹤儀在建筑機器人精確引導與定位領域的應用_API公司
閱讀：104 發(fā)布時間：2023-3-16現(xiàn)代建筑業(yè)與機器人賦能
伴隨著建筑科學的不斷進步以及行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對于建筑的高質量和作業(yè)的高效率開始有了更高的追求；于是，應用于建筑行業(yè)的各式機器人隨之誕生。
使用建筑機器人進行搭建，不僅可以穩(wěn)妥地保障工程質量，還可以實現(xiàn)同一質量標準下的連續(xù)不間斷作業(yè)，也地避免了由于人員疲勞、人為操作失誤等因素造成的工程質量問題，提升綜合效益。同時，建筑機器人可充分介入在傳統(tǒng)施工中被視為“危、繁、臟、重"的各種環(huán)節(jié)，將人的風險系數(shù)降到。
高精度定位保障高質量施工
高質量的建筑，基于高質量的施工作業(yè)。傳統(tǒng)施工作業(yè)過程中，各環(huán)節(jié)的控制與執(zhí)行多需依靠施工人員的經驗；而使用建筑機器人，則只需要對控制系統(tǒng)輸入指令，機器人就會依設置好的程序，按步驟執(zhí)行相關工作。可見，在機器人施工過程中，能否精準地將指令執(zhí)行到位，是搭建作業(yè)質量高低的關鍵。
而在實際施工作業(yè)過程中，會有多方面的因素（例如：風力等外力作用、地面平整度導致的機器人姿態(tài)變化等等），可能影響機器人執(zhí)行指令的到位程度。這時候，就需要有一種可以在施工現(xiàn)場實現(xiàn)對建筑機器人實時定位和引導的方法，將正確的信息傳達給機器人，并其精準執(zhí)行操作者發(fā)布的指令，為高質量搭建作業(yè)提供閉環(huán)保障。
API機器人引導&定位解決方案
結合建筑機器人施工作業(yè)領域的實際問題，API為建筑機器人提供兩種可高效適用于施工現(xiàn)場環(huán)境的實時引導與定位解決方案：
1、 使用STS六維傳感器配合Radian激光跟蹤儀實時定位筑墻機器人末端執(zhí)行機構；
2、 使用高精度SMR靶球及方位鎖定機構配合Radian激光跟蹤儀實時引導劃線機器人。
案例一：筑墻機器人末端執(zhí)行機構實時定位
筑墻機器人（如圖1），其關鍵部位，主要由龍門架或機械臂、混凝土倉、以及末端執(zhí)行機構組成。
室外搭建作業(yè)時，受風力或其它外力因素的影響，機器人的龍門架或機械臂存在晃動的問題，從而導致機器人無法準確定位其末端執(zhí)行機構，以致造成施工錯誤。
圖1：兩種不同形式的筑墻機器人結構示意
解決此問題，可使用Radian激光跟蹤儀配合STS六維智能傳感器，對筑墻機器人的末端進行實時的6自由度（6DoF）定位引導，形成閉環(huán)控制，從而保證機器人預定動作以及作業(yè)效果的實現(xiàn)。
作業(yè)中，只需將Radian激光跟蹤儀架設在筑墻機器人周邊合適的位置，并將STS六維智能傳感器裝卡在機器人末端；Radian激光跟蹤儀通過射出的激光實時不間斷追蹤STS傳感器，并高速采集位置數(shù)據(jù)，同時傳輸至分析軟件進行實時數(shù)據(jù)與名義數(shù)據(jù)的比對，并將偏差值發(fā)送至機器人的控制系統(tǒng)進行補償調整，就此實現(xiàn)機器人末端的實時定位引導（請參考圖2示意）。
圖2：筑墻機器人末端執(zhí)行機構實時定位作業(yè)現(xiàn)場（左：各部件及儀器位置；右：機器人筑建的混凝土墻）
案例二：劃線機器人實時引導
劃線工作是建筑搭建的基礎，所以劃線定位的準確性非常重要，關乎于整個建筑的安全和品質。
劃線機器人在實際施工作業(yè)中的定位保障，可通過使用Radian激光跟蹤儀配合高精度靶球（SMR）以及靶球方位鎖定機構來實現(xiàn)。
請參考圖3示意，測量時，將高精度靶球SMR吸附固定于安裝在劃線機器人頂部的靶球方位鎖定機構上；跟蹤儀射出激光并鎖定SMR球心，跟蹤測量并引導劃線機器人的實時位置；由于靶球鎖定機構可以在劃線機器人改變相對于跟蹤儀的方位時自動旋轉，始終使靶球的球心朝向跟蹤儀保持接光位置，從而可實現(xiàn)不間斷的高精度位置引導，而無需頻繁調整靶球位置。
圖3：Radian激光跟蹤儀劃線機器人實時位置引導系統(tǒng)示意
更多應用
如今，建筑機器人領域發(fā)展提速，現(xiàn)有建筑機器人的種類已達數(shù)十種有余：測繪、抹平、砌磚、鋪貼、鉆孔、噴涂、破拆等等環(huán)節(jié)，建筑機器人的應用，讓人類上避免直接進行“危、繁、臟、重"的作業(yè)內容，極大提升了安全生產系數(shù)。
除本案例介紹的筑墻機器人以及劃線機器人定位與引導兩種應用外，Radian激光跟蹤儀在各類型建筑機器人制造、裝配、標定、使用等領域都有著更多、更廣泛的應用，歡迎聯(lián)絡API詢問、交流。