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建筑机器人的研究与应用
顾军，芮延年，唐维俊
（苏州大学 机电工程学院 江苏 苏州 215021）
摘要：建筑机器人的开发与应用是机器人技术最主要的研究领域之一。在20世纪90年代，国际上这方面的研究主要集中在具有完成某些机械运动和实现一些自动化功能的机器人的开发。随着信息技术基础的不断发展和完善，建筑机器人的研究方向也有了新的变化：更偏重于“软机器人技术”研究与开发。将“硬机器人技术”与“软机器人技术”相结合并协调发展成为该领域的一个长期目标。本文结合典型范例阐述了目前国际建筑机器人的发展状况，以及未来发展趋势。
关键词：建筑机器人；机器人技术；自动控制技术
1 序言
随着第一届“关于自动控制技术和机器人在建筑上应用的国际研讨会”于1984年在美国匹兹堡的卡耐基梅隆大学举行，建筑机器人作为一个研究领域被确立下来。
基于苏厄德的观点，适用在建筑上的机器人与传统制造业上的机器人相比，主要以下几个方面的区别。
它们必须足够结实来应付建筑工地上恶劣环境，包括不利的天气和温度等情况。
它们必须能够在较短的结构化环境中正常运行，并能应付不太一致及较难预测材料，这意味着他们更应具有遥感和适应功能。
它们必须能够移动，在制造业，加工件是被送到机器人那，然而，建筑机器人必须能够独自走到任务地点，在大多情况下这就需要考虑到导航和定位的问题。
建筑机器人执行的任务不可能像生产线上的机器人那样多次执行重复的任务，在某些情况下建筑机器人执行的任务是不确定的。
建设机器人与制造业机器人相比，必须有较高的功率重量比，例如：制造业机器人通常有一个最大有效载荷，约为其重量的10％，而一个典型的挖掘机手臂的力量能够达到自己体重的4倍。
这篇文章以下部分将会阐述当前建筑机器人发展和使用的情况，以及描述下伴随着快速发展的信息技术，建筑机器人的发展趋势。
2．目前建筑机器人的状况：
2.1机器人在建筑业上不同的应用
民间和建筑业目前部署了大量的手动控制的机械设备来完成各种各样的任务，在建设过程中，利用各种重型液压机械，包括起重机、挖土机，打桩机和分类机。现在开始将半/全自动功能作为一种手段，来提高它们的工作效率，质量和安全性。在各个应用领域中的样本原型机，许多已经被确定下来了，如液压挖掘机、专用于建强的液压机械手、自动清洗设备及检查隧道墙壁的设备、无人驾驶越野运输车、及地板打磨机器人……自动化技术现在已经被应用于不同的领域，其理论如苏厄德[ 1 ]和Wing[ 2 ]关于开发建设机器人的一个评论性刊物所述，其内容开创了一个新的时代，重点以工作地为活动的基础。