《智能机械与机器人》课件-地面抹平机器人

智能机械与机器人智能建造技术专业资源库知识点1.地面抹平机器人性能地面抹平机器人性能01地面抹平机器人概况02地面抹平机器人功能03项目案例地面整平机器人知识要求1.本项目主要介绍地面抹平机器人的功能、结构组成、特点；施工工艺、施工要点、质量标准；维修保养、常见故障及处理办法。地面抹平机器人性能一、地面抹平机器人概况

地面抹平机器人(简称抹平机器人)，专为在建筑工业环境中进行混凝土高精度地面施工而设计。地面抹平机器人性能一、地面抹平机器人概况地面抹平机器人需求背景与研发思路研发思路要避免混凝土表面收缩及温度裂缝的出现，进行表面二次振捣整平尤为重要。需求背景当前进行机器人的研制，并尽快实现大规模应用，可解决人员减少、进度紧张、成本增加的普遍难题，经济社会效益将非常巨大。地面抹平机器人性能二、地面抹平机器人功能1.适用范围地面抹平机器人适用于大面积楼层住宅楼面的高精度地面施工。1其广泛应用于大型工业厂房、车间、自动化立体仓库，电子电器、食品材料、医药等洁净厂房。2大型仓储式超市、物流中心、会展中心，框架结构大面积楼层、楼面、双层双向钢筋网现浇板。4广场、住宅楼面、市政路面、高速服务区，体育场、运动跑道等建设项目。3码头、集装箱堆场、货场堆场，机场跑道、停机坪、停车场。地面抹平机器人性能二、地面抹平机器人功能2.主要功能混凝土高精度地面抹平功能；混凝土振捣提浆功能；全自动导航功能；爬坡功能；自动停障功能；防水功能；越障功能；转向横移功能。地面抹平机器人性能三、项目案例目前，深圳市人才安居集团旗下大鹏人才安居公司的项目工地上，一个个来回移动的橙灰色机器人引发业内关注，据了解，这是项目上的四轮激光地面整平机器人和履带抹平机器人。履带抹平机器人地面抹平机器人性能三、项目案例地面抹平机器人性能三、项目案例地面抹平机器人性能三、项目案例地面抹平机器人性能三、项目案例知识点2.地面抹平机器人结构特点地面抹平机器人结构特点01地面抹平机器人结构02地面抹平机器人特点03项目案例地面抹平机器人结构特点1.整机结构一、地面抹平机器人结构地面抹平机器人结构特点一、地面抹平机器人结构2.驱动底盘地面抹平机器人结构特点3.升降转向组件一、地面抹平机器人结构地面抹平机器人结构特点4.抹平组件一、地面抹平机器人结构地面抹平机器人结构特点5.振捣机构一、地面抹平机器人结构地面抹平机器人结构特点本产品安装有LED警示灯，通过不同颜色灯光的组合来显示不同的信息，产品指示灯状态信息详见表3-2。6.指示灯状态颜色含义产品状态操作者的动作红紧急故障状态立即动作去处理危险情况黄正常待机状态注意绿正常正常运行、自动模式暂停任选一、地面抹平机器人结构地面抹平机器人结构特点二、地面抹平机器人特点地面抹平施工传统工艺存在一系列应用痛点：01如想提高地面平整度，必须借助于工人精细施工水平的提高才能实现。02高精度施工通常使用二次砂浆找平或者打磨，以实现二次施工平整。03传统工艺在工人的人身安全、职业发展、工作强度、工作效率方面，也存在一系列痛点。1.传统施工地面抹平机器人结构特点

采用整平-抹平-抹光间歇式施工方法，结合高精度激光找平系统、底部振捣电机激振力提起混凝土浮浆，进行混凝土高精度地面自动化施工作业，每道工序施工工艺如图3-9所示。2.地面抹平机器人施工二、地面抹平机器人特点地面抹平机器人结构特点采用履带式地面抹平机器人，遥控操作，无需进入混凝土内，具备操作轻松，劳动强度地，抹平效果好等优势。人工施工时，操作高速旋转，工人需要花费大量力气把住机器，而使用履带机器人时，只需要遥控摇杆，即可完成对机器人的施工控制，且施工效率是人工的2~3倍。3.机器人施工工艺对比传统施工工艺的优势二、地面抹平机器人特点地面抹平机器人结构特点三、项目案例

和传统作业模式比较起来，智能制造建筑机器人在提高施工质量、效率、安全，以及提升施工综合效益方面具有明显优势。地面抹平机器人结构特点三、项目案例地面抹平机器人结构特点三、项目案例地面抹平机器人结构特点三、项目案例地面抹平机器人结构特点三、项目案例知识点3.地面抹平机器人施工准备地面抹平机器人施工准备作业条件机器、工具准备人员准备设备操作场地准备技术准备故障报警页面地面抹平机器人施工准备一、作业条件01混凝土楼面达到初凝状态，表面硬度达到要求(人行走不留下深痕)；02前置作业面湿态平整度达到[-5，+10]mm范围内；混凝土施工作业面无较明显凸起部分，无大件杂物。03地面抹平机器人施工准备二、机器、工具准备(1)机器人起吊前检查机身四个吊环状态是否正常；(2)机器人调校状态良好，确认电量是否充足；(3)检查机器激光接收器定位座位置是否有上下偏移，标准高度是否为要求设定高度(定位座顶部至刮板最低端距离1000mm)，安装激光接收器至两根固定杆上，激光接收器底部与定位座接触后，螺母固定牢固。如图3-11所示。(4)人工配合的作业工具准备就位，施工后清洗机器保养。地面抹平机器人施工准备三、人员准备(1)地面抹平机器人作业班组就位，现场管理及辅助人员就位。(2)生产人员组成：传统劳务工人。负责机器人施工工序以外的所有施工作业、与机器人施工工序穿插进行。02多能工技师。负责操作和管理机器人、对机器人进行日常维护、管控机器人施工工序质量、针对机器人施工工序中无法覆盖的部位进行补充施工。01地面抹平机器人施工准备三、人员准备机器人施工人员一览表

表3-5抹平机器人施工员1人现场统筹塔司、指挥员2人调运机器人机器人操作人员2人操作机器人施工及协助施工工作机器人保障人员1人及时维护机器工作地面抹平机器人施工准备三、人员准备岗位培训。在新员工入职期间，参与岗位培训。1施工安全培训。项目部安全负责人对工地人员进行专门的安全培训，在培训完成后进行相应的安全培训考核。2机器人应用理论培训。对员工进行机器人相关知识的培训，具体内容包括但不限于机器所适用的建筑工艺概述、机器人的概况、功能介绍、结构介绍、操作说明、施工作业流程、维护操作流程、施工质量判定等。3(3)人员培训：地面抹平机器人施工准备四、技术准备对作业班组进行作业安全、技术交底；对班组人员进行考核培训，考核合格才可人场操作施工。地面抹平机器人施工准备五、场地准备(1)水平通道通道地面平整结实，无障碍物，无积水，地面有破损需及时维护，地面坡度≤10°，地面越障≤30mm，地面沟宽≤50mm；地下室结构顶板封顶后，物流通道设置在地下室结构顶板上，物流通道与人行安全通道独立设置；物流通道宽度≥2.4m，人行通道≥2m，高度一般为3.5~4.5m；在物流通道与人行通道交叉行走部位，采用机器人优先通过制，保障机器人行走安全；园林绿化阶段，地下室顶板覆土后，物流通道可与永久道路路线一致。地面抹平机器人施工准备五、场地准备爬架和智能升降电梯的施工方案必须联合审核，智能升降电梯口位置爬架必须预留高度不小于7.5m(即两层半)的缺口以满足4.5m的冲顶高度，确保智能升降电梯人爬架内一层，即N-3层。0201主体施工至7层时，开始安装智能升降电梯；主体施工至9层时，智能升降电梯投入使用。03施工升降梯的位置一旦确定，不要轻易更改，否则爬架的方案和物料也会跟着调整，增加成本，影响爬架的安装及整体工程进度。(2)垂直通道地面抹平机器人施工准备五、场地准备A移动式充电小车。在楼层内工作，一般服务于指定的机器人(有多次充电需求，工作时间长)，可在楼层之间进行周转，能第一时间满足机器人的充电需求。B集装箱式充电房。置于室外的充电房，能满足整个项目的机器人电池充电。(3)辅助设施地面抹平机器人施工准备六、设备操作(1)设备开机打开机器人电源控制盒，将机器人侧面负荷开关(图3-12)置为ON状态，机器人上电，内部控制系统启动，等待约70s，系统启动完成，机器人将发出“机器人启动，请注意”提示声音。地面抹平机器人施工准备六、设备操作(2)权限获取首次进入APP的时候，需要确定一些权限的使用，当拒绝权限的时候会导致一些功能无法正常使用。未授权会一直停留在授权界面。位置权限获取，选择“始终允许”，文件读取权限获取，也选择“始终允许”。地面抹平机器人施工准备六、设备操作(3)机器人连接权限授予后，

会进入到机器人连接界面。若已经手动连接了Wi-Fi，APP会自动连接机器。如“Wi-Fi”处信息为未连接，则表示没有连接Wi-Fi，点击“设置Wi-Fi”会跳转到系统的Wi-Fi连接界面进行Wi-Fi的连接(图3-13)。地面抹平机器人施工准备六、设备操作(4)停机如图3-14所示，遇到突发情况时：1)可按下【急停】按钮，停止当前动作。2)扭动电源【负荷开关】，强行断电关机。地面抹平机器人施工准备六、设备操作(5)手动模式在模式选择中，选择手动，激光调整开关切换到手动，机器人处于手动模式。1)机器人前进。2)机器人后退。3)机器人左平移。4)机器人右平移。地面抹平机器人施工准备六、设备操作5)机器人顶升6)机器人下降

7)机器人左转8)机器人右转

9)推杆上下控制①左推杆

②右推杆

③左右推杆

如图3-15所示。地面抹平机器人施工准备六、设备操作10)振捣电机开关如图3-16所示，在没有急停报警和振捣调频器通信中断报警的状态下，按振捣钮将启用振动电机，再次按下振捣按钮电机停止振动。若开启振捣功能后，振动电机没有振动，则点击左侧“机器状态”查看当前振捣频率大小是否设置得太小，如果数值太小，则适当手动调大，建议振捣频率大小范围设置为1500~2800r/min。地面抹平机器人施工准备六、设备操作(6)半自动模式如图3-17所示，将Pad界面模式选择按钮切换到半自动模式。在模式选择中，选择“半自动”，激光调整开关切换到自动，机器人处于半自动模式。1)工作开关2)机器人前进3)机器人后退4)机器人左平移5)机器人右平移6)机器人左旋转7)机器人右旋转地面抹平机器人施工准备六、设备操作(7)全自动模式在模式选择中，选择全自动，激光找平切换到自动，机器人处于自动模式。当APP没有任务的时候会提示无任务，需要创建任务而后才能下发，如图3-18所示。地面抹平机器人施工准备六、设备操作使用全自动作业任务前，需要查看确认以下两项内容：保证机器能正常访问附近范围内的差分基站，如果机器距离基站距离太远(超过了10km)，会导致定位精度下降，出现较大偏差的可能性会加大。根据基站配置情况，可切换为距离较近的使用，以提高采集杆采点和机器全自动导航时的定位精度。A根据现场激光高度测试抹平机器人尾板自动调平后是否刚好接触到地面，并对地面有一定的压力。B地面抹平机器人施工准备六、设备操作(8)任务创建在全自动操作界面点击【菜单】创建任务区域边界，第一步创建机器人构造任务界面，第二步选择路径规则设置，选择路径算法和运行方式(图3-20)。地面抹平机器人施工准备六、设备操作(9)连接采集杆，采集坐标点1)接通RTK采集杆电源，打开RTK设备列表添加设备(图3-21)。地面抹平机器人施工准备六、设备操作2)点击【基站参数设置】进行坐标点参数设置(图3-22)。3)RTK连接创建完毕，建图采集“机器人工作路径”，点击“+”号，依次采集4个点构成四边形，选择“地图下发”，完成路径创建（图3-23）。地面抹平机器人施工准备六、设备操作注意：当任务点处于ABCD中间的时候为正常的任务。若超过ABCD外围则异常，请谨慎下发。点击启动，出现启动弹窗确定后，即可下发任务到机器人。地面抹平机器人施工准备六、设备操作(10)任务管理1)查看当前选择任务。如图3-25所示。2)任务选择。如图3-26所示。3)任务

下发。地面抹平机器人施工准备七、故障报警页面故障报警分为当前故障报警和历史故障报警。(1)当前故障报警(图3-27)(2)历史故障报警，如图3-28所示。知识点4.地面抹平机器人施工要点地面抹平机器人施工要点施工作业流程激光发射器安装调试确认前置条件机器人清洗遥控器抹平作业标高标定机器人回库充电地面抹平机器人施工要点一、施工作业流程地面抹平机器人施工作业流程如图3-29所示。地面抹平机器人施工要点二、激光发射器安装调试2.激光发射器安装调试A选择施工空旷无遮挡的场地架设激光发射器三脚架，安装激光发射器；B将手持标定杆上的一米刻线对齐现场一米标高线，保持标定杆垂直，调整激光发射器高度，直至手持标定杆上激光接收器读数居中；地面抹平机器人施工要点二、激光发射器安装调试2.激光发射器安装调试(3)安装激光接收器至机器人两根固定杆上，激光接收器底部与定位座接触后，拧紧激光接收器螺母把手，如图3-30所示。地面抹平机器人施工要点三、确认前置条件(1)清理现场可移走的杂物或障碍物，修复混凝土面较明显凸起部位。(2)使用手持杆测量，前置板面水平度数据，确保平整度在-5~8mm之间。(3)用脚轻踩混凝土面，确认踩痕在5~12mm左右，如图3-31所示。地面抹平机器人施工要点四、标高标定(1)按要求安装调试激光发射器。(2)将机器开至前置板面标高数据合格区域。(3)机器开启激光自动调节功能，如图3-32所示。(4)将机台控制面板的手/自动旋钮切换到手动模式。如图3-33所示。地面抹平机器人施工要点(1)手动模式操作，操作前准备(1)机器人底盘方向操作。将开关拨到手动，机器人处于手动模式，机器人各动作可以单独控制。(2)机器人紧急停止。按下遥控器“急停”按钮。(3)底盘方向控制①机器人前进。②机器人后退。③机器人左转。④机器人右转。五、遥控器抹平作业地面抹平机器人施工要点五、遥控器抹平作业(4)速度控制。如图3-35所示。(5)推杆控制①推杆上升。②推杆下降。如图3-36所示。(6)激光调平控制①激光调平。如图3-37所示。②振捣。如图3-38所示。地面抹平机器人施工要点(2)自动作业模式机器人在抹平作业中，将自动打开激光调平和振捣功能，操作人员只需控制底盘方向和运行速度即可。(1)自动模式操作流程

如图3-39所示。(2)状态显示遥控器显示屏将实时显示机器人运行速度、电池电量、报警代码和信息，有助于用户了解机器人当前状态。五、遥控器抹平作业地面抹平机器人施工要点六、机器人清洗

每次施工作业后，振捣滚筒可能会进人混凝土，刮板与履带容易附着混凝土，作业完毕后必须进行清洗，否则混凝土凝固后难以清理，会造成机器重量增加，精度不够，影响下次作业。地面抹平机器人施工要点1）抹平板组件清洗用水枪清洗刮板上附着的混凝土，尤其是底面。将刮板结构升起，转动刮板上的铰链结构，翻起刮板；将机器人遥控移动至空旷地带；六、机器人清洗地面抹平机器人施工要点选择“3”推杆档位，拨动摇杆往“后退”方向推(后推)，将抹平刮板适当降低，使振捣电机与刮板接触部分脱离；01打开振捣开关，调低振捣频率；02用水清洗振捣滚筒以及抹平刮板。03六、机器人清洗2）振捣滚筒清洗地面抹平机器人施工要点七、机器人回库充电拆卸部件时，机器必须断电关机，激光接收器与发射器必须放置在专用箱内；A施工及充电时(充电时间隔超过一个小时需有人看护)；B机器人充电必须在指定位置并使用专用配套的充电器。C知识点5.地面抹平机器人维修保养地面抹平机器人维修保养01施工组织及优化02质量标准及安全管理03地面抹平机器人维修保养地面抹平机器人维修保养一、施工组织及优化路线规划，将浇筑模块分区，整体浇筑完墙柱再浇筑梁板，整平机器人先按照平面流水顺序作业，在整平后4h左右上抹平机器人，5~6h之间布置抹光机器人。1场地布置，1.仓库和起吊点布局，2.场内道路，3.作业路线。2地面抹平机器人维修保养一、施工组织及优化工序交接

1.工/机况检查

2.薄膜覆盖

3.工作界面划分施工工艺优化

1.作业面干湿度优化

2.刮痕。地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理1.整体面层的允许偏差和检验方法抹平机器人施工质量应满足《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50209—2010第5.2条规定，且平整度符合高精度地面要求。整体面层的允许偏差和检验方法，详见表3-6。项次项目允许偏差（mm）检验方法混凝土面层水泥砂浆面层普通水磨石面层高级水磨石面层水泥钢（铁）屑面层防油渗混凝土和不发火（防爆）面层1表面平整度543245用2m靠尺的楔形塞尺2踢脚线上口平直443344拉5m线和用钢尺检查3缝格平直333233地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理面层与下一层应结合牢固，无空鼓、裂纹。2空鼓面积不应大于400cm²，且每自然间(标准间)不多于2处可不计。3面层表面不应有裂纹、脱皮、麻面、起砂等缺陷。4面层的强度等级应符合设计要求，且水泥混凝土面层强度等级不应小于C20；水泥混凝土垫层兼面层强度等级不应小于C15。1地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理面层表面的坡度应符合设计要求，不得有倒泛水和积水现象。水泥砂浆踢脚线与墙面应紧密结合，高度一致，出墙厚度均匀。局部空鼓长度不应大于300mm，且每自然间(标准间)不多于2处可不计。楼梯踏步的宽度、高度应符合设计要求。楼层梯段相邻踏步高度差不应大于10mm，每踏步两端宽度差不应大于10mm；旋转梯梯段的每踏步两端宽度的允许偏差为5mm。楼梯踏步的齿角应整齐，防滑条应顺直。地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理2.场地验收标准抹平后单个房间水平度偏差控制在7mm以内，平整度控制在3mm/2m以内，且终凝地面质量合格率均不小于80%。详见表3-7。适用楼面目标平整度目标水平度标高差合格率标准层高精度地面5mm/2m7mm-5mm.+8mm80%标准层非高精度地面5mm/2m8mm-5mm.+8mm80%非标层（含地下室）高精度/非高精度地面5mm/2m8mm-5mm.+8mm80%场地验收标准

表3-7地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理3.测点控制面积较大的板面每跨测9个点，面积较小的板面每跨测5个点，如图3-40与图3-41所示。地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理4.验收测量方法(1)平整度测量。使用靠尺+塞尺进行平整度检测，确保区域抽样均匀合理(每2m测量5个点，约40cm测量一个点，至少应选择长、宽、对角线三条测量线)。如图3-42所示。(2)水平度测量。使用全站仪或塔尺+激光水准仪进行水平度测量，应选择楼面4个角(多点平均)和1个中心点，记录所有点水平度。如图3-43所示。地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理5.抹平机器人安全管理1机器人应在班组进场前进行总包三级安全教育交底；2落实机器人的吊装安全管控及现场信息管控工作；3作业人员进入施工现场前必须按要求穿戴好劳动保护用品：安全帽、反光衣、劳保鞋等；地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理5.抹平机器人安全管理04机器人执行检修、更换零件等操作时，机器人必须为断电或急停状态，禁止启动；05机器吊装前，仔细检查吊环情况，若有损坏或松动，禁止使用，吊装时应四个吊环同时起吊；06操作机器运动前，检查急停按钮，若急停功能失效，禁止使用；严格按照《地面抹平机器人用户手册》作业；07地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理请使用专用电源适配器给机器人充电；10机器人作业时，作业范围内1m严禁进人；9未经培训考核合格，严禁操作机器人；8地面抹平机器人维修保养二、质量标准及安全管理(11)施工及充电时(充电时间隔超过一个小时需有人看护)远离热源、火花、明火、热表面；(12)清洗时严禁水流直冲风扇口，请勿使用易燃易爆有毒化学品作为洗涤溶剂；(13)需按标识指示执行。地面抹平机器人维修保养三、地面抹平机器人维修保养1.抹平机器人日常维护机器人维护保养应参照《地面抹平机器人维保手册》规定要求；为准确掌握设备状态，延长设备使用寿命，设备使用者使用前，必须按地面抹平机器人点检表(表3-8)对设备进行日常检查；施工过程中，严格按照操作规程进行操作，发现问题及时处理；施工结束后，对设备进行及时清洗擦拭，并将设备使用情况做好记录，在检查中如发现问题，一般性简单设备故障，由设备使用人员解决；地面抹平机器人维修保养三、地面抹平机器人维修保养01020403难点较大的故障隐患，要及时报修，由专业维修人员负责解决；维护人员必须经过正规的机器人维护保养及安全培训，并考核合格后，才能对机器人进行维护和维修；维护设备前必须按要求穿戴好劳动保护用品：安全帽、劳保鞋、反光衣、防护眼镜；禁止非专业人员、培训未合格的人员维护机器人，以免对该人员和机器人设备造成严重损害；地面抹平机器人维修保养三、地面抹平机器人维修保养机器人维护运行过程中，严禁维护人员离开现场。维护人员应熟读机器人维保手册，并认真遵守；设备上不得放置与作业无关物品，禁止作业现场堆放影响机器人安全运行的物品，禁止任何人在机器人作业范围内停留；地面抹平机器人维修保养三、地面抹平机器人维修保养2.抹平机器人定期维护A机器使用企业应按地面抹平机器人定期维护表(表3-9)做设备的定期维护，维护记录由维修保养人员填写，在维护保养过程中发现问题，要做好记录，并及时反馈；B所有机器的润滑部位，禁止将不同规格的润滑油/脂混合使用，禁止注入使用不清洁、变质、带有腐蚀性的润滑油/脂。地面抹平机器人维修保养三、地面抹平机器人维修保养类型部件名称耗时（min）操作要求说明保养周期清洁保养履带底盘组件5高压水枪清洗（施工完，即刻冲洗）每次施工后株平板5高压水枪清洗（施工完，即刻冲洗）每次施工后振捣滚筒5高压水枪清洗（施工完，即刻冲洗）每次施工后振捣滚筒旋转轴5加注黄油每月维护保养报警灯2检查报警灯是否正常每次施工前电动推杆2检查动作是否灵活，有无异响等每月振动电机2检查振动电机是否正常工作每次施工前电箱内部5清洁灰尘，检查电子元器件是否正常每季度地面抹平机器人定期维护表

表3-9地面抹平机器人维修保养三、地面抹平机器人维修保养类型部件名称耗时（min）操作要求说明保养周期维护保养整机外部5外部清洁（干抹布清洁/气吹）每半月伺服电机5检查动作是否灵活，有无异响等每月行星减速机5检查动作是否灵活，有无异响等每月履带轮系10检查是否损坏，磨损过度每月履带5检查有无磨损过度，老化，开裂现象每月振捣滚筒5检査滚筒有无变形、磨损每月整机螺栓20建议各型螺栓涂敷防松胶，定期检查整机各型靈栓有无脱落、松动等每月锂电池5定期测试电池充放电是否正常每三月搬运吊环15定期检查上端四个搬运吊环是否正常，做吊装搬运测试，确保安全可用（每次吊装前也要再次确认）每月地面抹平机器人定期维护表

表3-9地面抹平机器人维修保养三、地面抹平机器人维修保养编号名称型号每台用量（件）1橡胶减震器NHE-02-2020-M6162抹平板焊件CA1904MM-