广东博智林机器人有限公司（以下简称：博智林）成立于年7月，聚焦建筑机器人、智能工程设备以及新型建筑工业化产品的研发、生产与应用。公司现有在研建筑机器人近50款，30多款投放工地测试应用，18款投入商业化应用，4款产品进入租售环节。截至年10月，公司已申请专利件，获授权件。
广东省佛山市凤桐花园项目应用了博智林研发的多款建筑机器人，探索了建筑机器人在主体结构、二次结构、室内装修、室外工程等环节的工程实践。通过采用基于BIM技术的施工策划、智慧工地管控系统及自动计划排程系统，项目较好发挥了机器人施工效率高、工序配合更紧密等高效作业优势，在提高施工效率、减少用工、减少环境污染等方面取得了一定成效。
一、案例应用场景及技术产品特点
（一）关键技术难点及创新点
博智林的建筑机器人主要由运动底盘、工艺上装机构、定位导航、动力驱动、调度及控制单元五大部分组成，综合运用多种不同类型的执行机构，融合了多种定位导航及避障技术、不同的网络通讯方式和不同的动力源等，以适应不同的施工工艺和场景环境，寻求高效、低成本、高柔性度之间的最佳平衡。
建筑机器人的研发是多学科、跨行业的融合与挑战；多机器人的联合作业又是更高维度的集成和运用，不仅仅对建筑机器人本体的标准化、可靠性提出了要求，对施工环境、物流通道、物资配给、辅助装置等也提出了新的要求和挑战。
项目团队通过深入研究材料特性、工艺参数、环境因素及人体施工模型，运用AI及其他先进的检验、测试手段，较为完整地复刻了施工工艺的数字化，进而转化为机器人施工工艺程序和工艺参数。通过参数匹配和自主学习，自主优化作业路径和作业过程参数，达到最佳的施工质量。
这些共性的创新技术成功包含但不限于激光及视觉定位导航技术、自扫图、自建图和自我路径规划、建筑数字虚拟仿真系统、建筑环境下自适应底盘技术、多机器人调度系统、卫星/惯性组合导航、基于视觉及超声波的自动避障和绕障技术、视觉处理共享内存技术、分布式实时机器人系统。
（二）产品特点
项目应用BIM技术，前期进行整体策划部署，建筑机器人科学工序排布，多系统、多维度、多线条穿插作业。在BIM地图引导下可实现自动施工作业、转场和回库维护等功能，使整个机器人“施工队伍”劳动力高效投入，有效减少项目的工期空档和资源消耗，展现工业化和数字化时代的新型施工工地。
二、案例实施情况
凤桐花园项目位于广东省佛山市顺德机器人谷，总用地面积㎡，总建筑面积㎡，共8栋17F～32F高层建筑，最大建筑高度98.35m，分两期建设，其中住宅面积㎡、商业面积㎡。目前项目已进入主体结构施工阶段，工程进展顺利。
凤桐花园项目
为更好地发挥建筑机器人的优势，前期与设计院深度协同，机器人产品参数数据同步，在结构设计的预留预埋、高精度地面的标高体系变更、荷载校核、通过性审核、降板优化等方面的工作，提高了机器人施工效率和覆盖率。项目从设计阶段就启用BIM正向设计，投标阶段就导入机器人施工的一些特殊要求，为机器人导航系统提供BIM模型信息，并做了适配性的设计优化。
产品应用团队完成了建筑机器人从个体试验到成规模、成体系穿插作业的验证。相较于传统的施工流程，建筑机器人需要做好适配的施工策划、智慧工地管控系统及自动计划排程系统的导入，更好地发挥机器人施工效率高、工序配合更紧密等高效作业优势。
（一）混凝土施工类机器人
作业流程如图2所示，需要完成前置工作条件的验收（包括钢筋绑扎质量、预埋件、降板高度、清洗水源、网络信号、塔吊吊装能力、混凝土塌落度、环境条件包括辐射强度温度和湿度等），然后进行施工相关机器人的吊装、安装调试准备，安装布料机、激光发射器、适配尺寸的振捣板、标高标定、创建作业范围及起始位置、机器人开始作业（布料、整平、抹平/抹光）、机器人及时清洗、退场入库。
混凝土施工类机器人作业流程图
各环节工序之间，需借助相关工具或仪器，掌握机器人入场时机，以便达到最佳的作业效果。作业完毕后，机器人需及时清理作业时粘接的混凝土，避免对机器人后续作业造成影响。具体项目可以选配不同尺寸的布料机、整平抹平的作业模组，以提升作业效率。
（二）混凝土修整类机器人
螺杆洞封堵机器人封堵孔洞约个，综合效率为个/h，约为人工作业效率的2倍。作业前对前置条件、作业区域和导航原点进行确认，装载物料进场作业，完成后通过质量验收，清理场地并退出，产品可实现自动和手动作业模式的切换，具有较高的灵活度。
也可结合测量机器人，自动完成建筑施工点、建筑缺陷扫描，利用多机器人调度系统，实现一人多机操作，依据作业条件及工序不同，可匹配一人三机（螺杆洞封堵、内墙面打磨和天花打磨机器人）联动作业。
（三）墙面装修类机器人
墙面装修类机器人主要有腻子涂敷和打磨机器人、室内喷涂机器人和墙纸铺贴机器人，涂料工艺和传统人工大致相同，部分基层目前需要人工进行处理，由机器人完成腻子涂敷打磨、1底2面的涂漆工艺，大面积采取机器人喷涂作业、小面积采取人工涂刷或者辊涂作业。
墙面装修类机器人作业流程
腻子涂敷机器人目前单遍涂敷综合工效62m2/h，单机24小时可施工m2～m2，喷涂作业净功效约为m2/h，作业覆盖率超94.5%，并可实现单机3班24小时施工m2～m2。
墙纸铺贴工效25.8m2/小时，为传统人工的3.5倍。一般户型覆盖率可以达到60%以上，部分可以做到80%以上。
（四）外墙施工类机器人
项目塔吊拆除前，可以选择卷扬式外墙喷涂机器人作业。作业前需对喷涂区域的门窗、护栏等区域做保护处理，根据外墙设计作业路径并启动作业，作业质量验收合格后完成机器人清洗并退场。
外墙施工类机器人作业流程
（五）地坪施工类机器人
主要有地坪研磨机器人、地坪漆涂敷机器人和地库车位划线机器人，可完成密封固化剂地坪、金刚砂地坪和环氧地坪漆地坪施工作业。
地坪研磨机器人是目前采取市电供电的两款产品之一，作业前需要对地面进行裸露钢筋的排查和供电条件的准备。机器人作业具备自动路径规划和导航、自主避障、自动收放线、自动吸尘和监控集尘重量等功能，真正做到高效、环保施工，极大地降低了对作业人员的职业伤害。
地坪漆涂敷机器人解决的是VOC危害人体健康这一痛点。传统作业模式下，项目交付使用前地下车库未开启通风，油漆施工积累的VOC很长时间都难以消散掉，即便工人佩戴了防护面罩还是会受到不同程度的有害物质的伤害，而无人化作业的机器人就可以彻底解决这一问题。博智林所研发的这款产品其效率是人工施工的3倍以上，具有极高的经济效益。
地坪漆涂敷的各涂层施工的时间间隔大于8小时。作业前需要对前置工作面进行核查和处理。依据不同的工艺选择备料，添加涂料后下发作业路径、启动作业，作业完毕后对机器进行清洗，在固化之前对管路进行清理。经对比，机器人底漆用料比人工节省28%，效率约为人工的2倍。
地坪施工类机器人作业流程
地库车位划线机器人可以完成单车位、双车位、三车位、子母车位、车道线和车中线的喷涂作业。在项目中自动作业覆盖率98.33%，车位工效10.5个/小时。
三、应用成效
博智林目前在凤桐花园成规模商用的机器人有18款，总计投入工地试用的机器人达46款。这些产品的整体应用情况如下表所示，具体的应用效果按具体的施工工序进行介绍。
（1）混凝土施工产品组合。施工面积：智能布料机完成㎡，整平机器人完成㎡，抹平机器人完成㎡，地库抹光机器人完成㎡。
（2）混凝土修整产品组合。螺杆洞封堵机器人完成个螺杆洞封堵，混凝土天花打磨机器人完成㎡，混凝土内墙面打磨机器人完成㎡。
（3）墙面施工类产品组合。室内喷涂机器人作业面积超25万㎡，腻子涂敷打磨机器人完成13万㎡，地下车库喷涂机器人完成6.6万㎡，墙纸铺贴机器人完成超1.2万㎡。
（4）外墙施工类产品组合。外墙施工类产品可作业于山墙面、窗洞口、异形面和保温板面。目前施工面积达㎡。
（5）地坪施工产品组合。目前地坪研磨施工面积.3㎡，地坪漆施工面积超㎡。地下车库划线机器人施工长度超m。三款产品已完工项目13个，施工中项目19个。
原标题：建筑机器人在广东省佛山市凤桐花园项目的应用
原文见《建筑》年8期第55~58页
编辑：张璐
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