基于BIM可视化编程的轻型结构机器人智能建造研究

作     者：高一帆 舒江鹏 俞珂 金振奋 GAO Yifan;SHU Jiangpeng;YU Ke;JIN Zhenfen

作者机构：浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310063 斯坦福大学土木与环境工程学院帕罗奥图94305 

出 版 物：《建筑结构学报》 (Journal of Building Structures)

年 卷 期：2022年第43卷第S1期

页      面：296-304页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：科技部国家重点研发计划(2021C01106) 国家自然科学基金项目(52108179) 

主　　题：应急建筑 机器人技术 BIM可视化编程 运动学分析 智能建造 

摘      要：针对轻型结构快速装配需求,以箱式医疗应急建筑为例,提出一种基于BIM可视化编程的箱式房结构机器人智能建造方法。该方法通过BIM可视化编程算法确定各预制构件的安装顺序和定位,并基于RRT-Star算法生成机械臂安装各构件的作业路径参数。并通过仿真实验对预制构件安装顺序和定位BIM可视化算法以及安装路径障碍物规避RRT-Star算法进行了测试。结果表明,该智能建造方法能够为给定的轻型结构BIM确定合理的预制构件安装顺序,其中生成的各构件坐标值沿z轴、y轴、x轴以升序排列,符合结构在空间上从下到上、从左到右和从后到前的安装逻辑;该智能建造方法能够根据预制构件的刚体模型建立机械臂自动化安装作业的轨迹参数,实现了更适用于建筑应用场景的装配路径避障。