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摘要：智能化时代环境下，建筑机器人在建筑施工环境中的应用实现，对整个行业发展造成了较大的冲击和影响。本文在对智能化发展影响下建筑机器人发展及应用的意义分析基础上，结合建筑行业中对建筑机器人的研究与设计应用现状，以建筑工地动态巡察与扬尘测控以及建筑混凝土浇筑振捣等施工环境下对建筑机器人的应用为例进行论述。
关键词：建筑；施工环境；机器人；应用；研究
社会经济的快速发展，推动了建筑行业的不断进步，当前建筑工程的施工建设规模以及工程数量不断增加，城市建设中高层建筑数量不断增加，并且对建筑结构及功能的要求越来越多样化，在这种情况单纯依靠人工和传统的施工装备进行建筑施工实施，其难度较大。另一方面，在电子信息技术不断发展与广泛应用的推动下，建筑施工也开始向智能化方向发展，建筑机器人逐渐在建筑施工环境中被研究和应用。因此，对建筑施工环境中机器人的应用实例进行分析探讨，具有十分积极的作用和意义。
1、建筑机器人发展与应用意义分析
机器人在建筑行业的研究与应用，是智能化发展以及电子信息技术在各行业领域广泛应用下的一种必然趋势，它对整个建筑行业的创新发展，都有着十分积极的作用和意义。
首先，在建筑施工的安全性保障上，随着建筑行业的不断发展，现代建筑施工中，高层华以及复杂化特征日益显著，再加上建筑施工作业中，其施工环境以及作业条件均比较差，且施工劳动强度较大，导致建筑施工中的不安全因素及隐患事故较大，对建筑施工安全存在极大的威胁。同时，建筑施工中，施工量较大，施工作业的环境条件差，对施工人员身心健康危害也比较严重，容易引发各类职业病，因此，建筑机器人在建筑行业的研发应用，不仅有利于实现建筑施工人员安全保障，同时能够促进建筑施工质量与安全改善提升，有效解决建筑施工量大、建筑施工作业条件差等产生不利影响，具有十分积极的作用和意义。
其次，建筑施工中对建筑机器人的研发应用，还有利于促进建筑施工的高高效性得到保障和提升。由于建筑施工的工程量较大，对各类机械设备的依赖的较高，但是一些建筑施工工序中仍然需要通过人工作业完成，导致其施工周期相对较大，对建筑施工的工程效益以及施工作业效率提升十分不利。针对这种情况，通过建筑机器人的研发应用，采用建筑机器人开展有关作业及管理等，能够有效促进建筑施工工作效率的提升，进而确保建筑施工的工程效益。比如，在标准的建筑民居施工中，传统人工作业环境下，其施工建设周期一般在6至9个月之间不等，但是，如果采用建筑机器人3D打印技术进行施工应用，能够有效缩短其建筑施工建设的周期，特别在是应急工程建设中，像灾后临时居所建设以实现居民基本生存条件保障等情况中，其施工效率提升更加明显。
最后，建筑机器人在建筑行业的研发应用，还有利于促进建筑工程造价成本的合理控制和降低实现。建筑造价中，人工费用所占比例相对较大，因此，对一些传统施工作业领域采用建筑机器人取代人工作业，能够有效降低其成本造价，确保建筑施工按期完成。此外，建筑行业对资源需求较大，但是传统的人工作业中，其粗放式作业管理对建筑材料的使用不能够实现精确控制，容易因建筑材料浪费，造成较大成本占用等，对其成本控制十分不利。因此，采用建筑机器人进行建筑施工作业，以代替传统人工作业形式，不仅能够在合理规划与精细化作业实施基础上，有效控制人工作业导致的建筑原材料浪费发生，从而实现建筑成本与造价的节约控制，同时对促进建筑机器人研究应用发展也有着十分积极的作用，对满足节约型社会构建下建筑行业发展的要求，有着十分积极的作用和意义。
2、建筑机器人在建筑行业的研究和应用现状
结合建筑机器人在建筑行业的研究应用与发展现状，以坑道作业机器人和主体工程机器人、建筑检查机器人等类型为主。其中，坑道作业机器人以建筑主体工程施工前场地的处理应用为主，像建筑基坑穿孔以及凿岩、涵拱合装、扩底孔、混凝土喷涂等施工操作中，均可以采用坑道作业机器人进行作业实现，较为典型的坑道作业机器人有全自动液压凿岩机、混凝土浆喷涂机器人等；建筑主体工程机器人是进行建筑中主要工程施工作业及控制应用机器人，包含挂钩作业机器人以及配筋作业机器人、焊接作业机器人、钢筋搬运机器人、砌砖机器人、混凝土浇筑机器人、幕墙安装机器人等等；建筑检查机器人一般在建筑施工完成后进行建筑壁面检查以及清洁作业中使用，比较常见的建筑检查机器人包括净化间检查机器人、瓷砖剥落检查机器人等，对建筑施工作业开展及其作业效率提升、安全保障等，都有着十分积极的作用和意义。除上述建筑施工应用的机器人外，根据建筑施工及其作业开展实际情况，还包含桥梁作业机器人以及深海作业及机器人等，由此可见，建筑机器人在建筑施工的多项工程环节都有应用实现，其研究开发空间潜力十分巨大。
3、建筑施工环境中机器人应用实例分析
3.1 建筑工地动态巡察与扬尘测控机器人及其应用
建筑施工现场的扬尘是造成环境污染的重要因素之一，也是建筑施工中控制和监测的重点。建筑施工中传统扬尘监测与控制方法以设置扬尘监测传感器，同时在建筑工地设置喷淋管网，在扬尘超标情况下通过开启喷淋系统实现扬尘控制；此外，还采用施工现场管理人员手持扬尘监测仪通过随时随地抽查检测，对存在超标区域进行扬尘喷淋系统开启，以进行控制；或者是通过人工驾驶车辆，在车辆上装载雾炮按照规定场所进行作业，以实现扬尘控制等等。上述方式在实际应用中，在实现施工现场扬尘的动态实时监测与控制方面存在较大的局限性，并且其扬尘监测是针对局部区域开展，再加上施工现场动态布局情况，导致其监测与控制效果并不理想，且对成本的占用较大。针对这种情况，在建筑施工现场采用建筑工地动态巡察与扬尘测控机器人，如下图1所示，不仅能够针对施工现场动态进行自动巡察并实时记录、保存和传输、浏览等，并且在施工管理中，也能够根据其施工现场动态巡视监测结果，对施工现场的管理进行调动，以确保其作业环境及现场管理符合要求，有效解决施工现场扬尘及环境污染的管理问题。
图1 建筑工地动态巡察与扬尘测控机器人主体结构示意图
3.2 建筑混凝土浇筑振捣机器人及应用
建筑混凝土浇筑振动机器人是结合建筑混凝土浇筑振捣施工的实际需求，通过优化设计实现的一种自动化控制与操作系统，该系统包括固定机架、操作台的上端面中部定位柱等，其中，定位柱的上端焊接有限位圆盘，定位柱起到支撑限位圆盘的作用，限位圆盘沿轴线方向均匀设置有四个腰形限位孔，并且在操作台沿轴线方向均匀安装有四个振动支链，四个振动支链可以同时对浇筑混凝土进行高频振动运动。该建筑混凝土浇筑振捣机器人进行施工应用中不仅混凝土充实的速度块，并且工作效率高，作用优势十分明显。此外，在上述机器人的限位圆盘上端面中部通过电机座安装有传动电机，传动电机的输出端固定安装有主动齿轮，主动齿轮分别与四个传动支链相啮合，可以实现多根振动棒同时充实浇筑混凝土的功能，具有混凝土充实的速度快、减振性能好、工作效率高和自动化程度高等优点，在自动化快速充实浇筑混凝土施工中效果十分显著。
4、结束语
总之，对建筑施工环境中机器人的应用进行研究，有利于促进建筑机器人在建筑行业的进一步推广应用，进而推动整个建筑行业的智能化发展，具有十分积极的作用和意义。
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论文作者:陈夏宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/20
标签：机器人论文; 作业论文; 建筑论文; 建筑施工论文; 扬尘论文; 混凝土论文; 建筑行业论文; 《防护工程》2018年第33期论文;