LGGY-BL19X型多功能智能建造機器人系統

一、產品概述

多功能建造機器人工作站采用1臺六軸協作機械臂、2套3D視覺系統、1套深度視覺系統、1套移動導軌平臺。在工作臺上方設置三個作業區域，分別為建筑材料堆放區域、砌筑區域、拓展區域（鋪磚、鋼筋綁扎等）。其中，3D視覺系統分別安裝在建筑材料堆放區域和砌筑區域，通過三維點云分析，判斷建筑材料的堆料和作業狀況，實現對機械臂的抓取引導。深度視覺系統安裝在機械臂末端，為機械臂作業提供實時的環境感知能力。

在技術實現上，比如當控制機械臂對物料進行抓取時，3D視覺系統能為機械臂提供需要抓取的位置和角度信息，進而完成相應的抓取任務；當控制機械臂進行作業時，深度視覺系統能實時監測工作區域的建筑材料施工角度、位置，確保機械臂按照既定的作業任務實現自動工作。

二、產品功能

1.砌筑機器人

將六軸協作機械臂末端工具更換為抓取磚塊的專用夾爪，通過3D相機、深度相機對建筑材料堆放區域和砌筑區域進行高精度掃描，引導機械臂根據系統設定的磚塊位置、砌筑高度等作業參數進行精準作業。

2.鋪貼機器人

將六軸協作機械臂的末端工具更換為吸取瓷磚的專用吸盤，通過3D相機、深度相機對建筑材料堆放區域和作業場景進行高精度掃描，引導機械臂根據系統設定的縫隙大小、對齊情況等作業參數進行精準作業。

3.鋼筋網綁扎機器人

將六軸協作機械臂的末端工具更換為自動綁扎工具，通過深度視覺系統對作業場景進行高精度掃描，引導機械臂根據掃描的圖像信息逐一完成綁扎作業任務。

三、關鍵技術

1.機器人在建筑領域的應用

六軸協作機械臂通過靈活地安裝吸盤、夾爪等多種精密工具，實現了從基礎施工到精細作業的全鏈條覆蓋。比如吸盤的應用，允許機器人在垂直或水平的表面上穩定作業，如墻磚/地磚鋪設、高樓幕墻安裝等；夾爪能夠精準抓取并搬運磚石、預制構件等，在特殊場景下，可選裝定制結構的夾爪進行施工，減少了人力需求及搬運過程中的損耗。

2.建筑材料的三維形態分析與抓取

多功能智能建造機器人系統使用了高清2D相機、3D相機等設備，構建出建筑材料及其周圍環境的精確三維模型。系統能夠自動識別實訓臺上復雜環境中的各種建筑材料，包括建筑材料的形狀、尺寸、位置，為后續機械臂的抓取提供精確指導，確保機械臂在復雜環境中也能實現穩定、精準的抓取任務。

3.建造機器人系統協同控制

多功能智能建造機器人系統基于先進的網絡通信能力和實時的數據共享能力，確保機械臂與系統之間能夠即時交換狀態信息、任務指令及環境感知數據。系統根據設定的作業要求與相機感知到的現場情況，自動向機械臂分配任務、規劃路徑、協調動作，實現機械臂自主完成砌筑、鋪磚、鋼筋網綁扎等多項作業功能。

四、主要硬件參數

1.六軸協作機械臂

采用節卡品牌的C5協作機械臂，其末端負載為5kg，臂展954mmn，滿足項目作業要求。

2.3D視覺系統

采用知象科技的Surface HD系列3D相機，該相機可滿足從60mm到2600mm測量距離下的多種工作任務。在60mm到150mm的工作距離，Surface HD的最高精度可達0.02mm，適用于精度要求高的芯片、微小元器件的掃描與檢測作業。在150mm到1200mm的工作距離，Surface HD可以高效完成相應的物流分揀、檢測、上下料、工件找正、組裝等任務。在1200mm到2600mm的工作距離，將Surface HD應用于對大中型物體的識別、檢測，還可完成路徑規劃、分揀、碼垛等任務。

3.深度視覺系統

深度視覺系統采用1臺200萬像素深度體感攝像頭，安裝于機械臂末端，用于目標的精確定位與機械臂引導。攝像頭可兼容ubuntu，linux和樹莓派等操作系統，兼容USB3.0接口協議，可進行深度信息感知、活體識別等。攝像頭內置立體深度算法，可實現更準確的深度感知及更遠的范圍。通過校準，立體深度感知的誤差率低至2%，在室內和室外環境中最遠可捕獲相距達10米的數據。可進行AI視頻圖像分析，拍攝人臉、車輛、儀表設備等視頻圖像，綜合分析研判，確保場所安全。

4.水平移動滑軌

選用水平方向的移動滑臺，搭配光電傳感器，通過IO控制器接入邊緣計算終端，實現與其他系統模塊的協同。

5.運算單元

采用工業級結構，體積小巧，外形緊湊，安裝windows10系統，集成C++、OpenCV等運行環境，支持數字圖像處理、3D視覺、機器人等硬件或應用的開發和學習。

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LGGY-BL19X型多功能智能建造機器人系統