Volume 2,Issue 9
面向建筑装修的智能填缝美缝机器人系统设计与实践研究
针对传统建筑装修中美缝施工存在的劳动强度大、效率低下、质量依赖工人经验等痛点,本文设计并实现了一款集自主导航、精准识别与协同作业于一体的智能填缝美缝机器人系统。该系统以移动机器人为载体,深度融合深度视觉传感与激光雷达技术,实现了对瓷砖缝隙的精准识别与三维环境建模;通过创新性的“定位架”结构设计,将吸尘清理、打胶、压缝三功能模块集成于同一直线,确保了施工流程的连贯性与精确性;并配备了基于STM32微控制器与嵌入式Linux的智能控制系统,实现了路径规划、出胶量自适应控制与多模态人机交互。本文详细阐述了机器人的整体架构、关键技术创新点,并通过与传统施工方式的对比分析,验证了其在施工效率、材料利用率与施工质量方面的显著优势。实验与应用表明,该机器人能将传统需要数日的百平方米级美缝施工缩短至约10小时,材料浪费率降低约50%,为建筑装修行业的智能化升级提供了切实可行的技术解决方案与装备支撑。
[1] 中国建筑装饰协会. 2023年中国建筑装饰行业发展报告[R]. 北京, 2023.
[2] 王宏伟, 李志强. 建筑机器人技术发展现状与趋势综述[J]. 机器人, 2022, 44(1): 100-116.
[3] 张建平, 刘永超. 基于机器视觉的工业机器人定位与识别技术研究[J]. 自动化学报, 2021, 47(5): 1054-1066.
[4] 赵亮, 冯少康. 基于ROS的移动机器人SLAM与自主导航系统设计[J]. 计算机工程与应用, 2020, 56(10): 224-230.
[5] Siegwart R, Nourbakhsh I R, Scaramuzza D. Introduction to autonomous mobile robots[M]. MIT press, 2011.
[6] 徐峰, 李娜. 机电一体化系统设计与实践[M]. 北京: 机械工业出版社, 2020.
[7] 黄俊, 周涛. 移动机器人路径规划算法综述[J]. 控制与决策, 2021, 36(4): 769-780.
[8] 吴军, 王磊. 嵌入式Linux系统在智能机器人中的应用研究[J]. 单片机与嵌入式系统应用, 2022, 22(2): 88-92.
[9] 国家统计局. 中国统计年鉴2023[M]. 北京: 中国统计出版社, 2023.
[10] 陈明, 刘晓宇. 建筑装修施工中人机工程学问题分析与改进[J]. 建筑科学与工程学报, 2019, 36(3): 45-52.