Автоматизированные логистические системы
Логистика материалов и оборудования на стройплощадке, особенно вертикального подъема, существенно влияет на эффективность строительства в высотном здании.
В начале 1990-х годов некоторые логистические системы были разработаны как подсистемы автоматизированных строительных систем. В Японии предложили подъемную систему, которая могла бы предотвратить поднятый компонент от вращения по своей вертикальной оси.
В связи с возрастающей сложностью логистики на площадке, логистические системы были изучены независимо друг от друга. В Японии разработали автоматизированную логистическую систему для отделки строительных материалов, которая состоит из автоматического перегрузочного оборудования, автоматического подъемника и веб-системы планирования.
Фасадные работы
Для восхождения на фасад, уборки и проверки состояния фасадов зданий используется подъемно-переставной механизм. Исследования по поиску скалолазных роботов для фасадов высотных зданий началось еще в 1980-х годах.
Ядро техники механизма восхождения в основном включает в себя методы сцепления со стеной, локомоцию и походку. В 1980-е годы магнитная сила
и вакуумное всасывание были доступными технологиями для поддержания робота в рабочем состоянии. Тем не менее, магнитная сила действует только на металл.
С 1990-х годов начали использоваться для создания силы притяжения пропеллеры. Для этого метода основными проблемами являются шум, энергопотребление и выбор гребных винтов. В 2015 году предложили роботизированную платформу для скалолазания по стене различной кривизны с использованием сухих клеевых систем.
В 2016 году создали подъемный робот MultiTrack, который состоял из пяти гусеничных модулей и достиг высокой грузоподъемности и мобильности для избежания препятствий.
Японские ученые провели серию исследований по пневматическим роботам очистки и предложили нелинейные алгоритмы управления для
роботов, предложили адаптивный способ поддержания постоянной силы контакта между чистящими средствами и стенами.
На основе определения местоположения загрязнений были предложены алгоритмы планирования движения робота для повышения эффективности очистки.
В последнее время предпринимаются усилия по совершенствованию роботов для очистки фасадов зданий, например, сочетание робота для очистки фасадов с роботом для мытья полов.
Установка фасадов
Фасадная установка является типичной операцией в высотном строительстве.
Существует высокий риск травмирования и повреждения дорогостоящих панелей при ручных операциях.
С 2004 по 2007 год был проведен ряд исследований по разработке навесной стены. Основываясь на своих знаниях и опыте, корейские ученые предложили трехступенчатый подход к методике разработки способов монтажа навесных стен.
Первым этапом был обычный метод, т.е. ручной монтаж с помощью
лебедки и крана, что было сложно, медленно и опасно. Следующей ступенью был механизированный метод с использованием мини-экскаватора, оснащенного всасывающим устройством. Но все равно нужны были рабочие, чтобы выполнить это. Третьим этапом стало применение автоматизированной системы.
Они предложили систему установки, сочетающую в себе экскаватор для макродвижения и роботизированный манипулятор для микропроцессоров
движения с кооперативной системой "человек-робот" для работы в режиме реального времени.
В 2008 году исследовательская группа внедрила технологию установки стеклянных потолков. Для замены экскаватора был использован подъемник
в качестве мобильной платформы. В 2010 году разработали крупномасштабный робот-манипулятор на базе серийного гидравлического телескопического манипулятора, оснащенный системой управления с замкнутым контуром для повышения точности и обеспечения прямолинейного движения.
Перспективы на будущее
Полный цикл разработки с достаточным количеством времени и итераций необходим для производства робота-конструктора, чтобы гарантировать его практичность.
В процедурах разработки автоматизированных строительных систем в большинстве случаев исследователям - роботостроителям сложно охватить весь цикл самостоятельно. Поэтому необходимо укреплять сотрудничество между различными специалистами-практиками.
По сравнению с десятилетиями назад, развитие базовых технологий в области автоматизации и робототехники был достигнут беспрецедентный прогресс, который будет также играть ключевую роль в будущем развитии.
Технологии зондирования на основе нескольких типов датчиков, таких как камеры, лазеры и радиочастоты, как правило, необходимы для поддержки различных автоматизированных и роботизированных задач, включая контроль, мониторинг, позиционирование и отслеживание.
С быстрым развитием событий в области сенсорных технологий, выбор и слияние нескольких сенсоров будут тоже важной темой. Беспилотники способны заменить людей, работающих на больших высотах.
Хотя сейчас существуют беспилотные летательные аппараты, выполняющие пока лишь мониторинг и инспектирование, в будущем возможно создание аппаратов, умеющих делать "более тяжелые" операции.
Ожидается, что автоматизация и робототехника повысят производительность труда в строительной отрасли и решит давно назревшие проблемы, такие как недостаток рабочей силы и риски для безопасности рабочих.