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這是個(gè)機(jī)器的時(shí)代！”這不僅僅指那些已經(jīng)高度發(fā)達(dá)的機(jī)械化大生產(chǎn)，充滿成熟科技的生活用品和家用電器，它作為機(jī)器人公司的一句廣告語，更多地是表明那些已經(jīng)滲透入人類生活的智能機(jī)器人。

《哈布洛先生》演繹機(jī)器時(shí)代的溫情

作為最好的生產(chǎn)工具和人類伙伴，機(jī)器人開始在各個(gè)領(lǐng)域扮演著日益重要的角色，人類對這些能夠勝任各種工作且毫無怨言的伙伴充滿信任。

威爾·史密斯與NS-5型高級機(jī)器人

測量機(jī)器人

測量機(jī)器人（Measurement robot）是一種能代替人進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤、辨識和精確照準(zhǔn)目標(biāo)并獲取角度、距離、三維坐標(biāo)以及影像等信息的智能型電子全站儀。

它是在全站儀基礎(chǔ)上集成馬達(dá)、CCD影像傳感器構(gòu)成的視頻成像系統(tǒng)，并配置智能化的控制及應(yīng)用軟件發(fā)展而形成的。

測量機(jī)器人

1983年，H·Kahmen教授成功研制了由視覺經(jīng)緯儀改制而成的組合式測量機(jī)器人，應(yīng)用于煤礦的邊坡檢測，負(fù)責(zé)監(jiān)測幾百個(gè)變形目標(biāo)點(diǎn)，但其集成度不高、精度較低。

煤礦邊坡監(jiān)測點(diǎn)

測量機(jī)器人經(jīng)過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)期、逐步發(fā)展期、全面應(yīng)用期，技術(shù)上全面走向成熟。

2000年，在瑞士納爾普斯（Nalps）大壩上建立的2臺TCA2003監(jiān)測系統(tǒng)，精度可達(dá)1mm。

瑞士納爾普斯（Nalps）大壩

“BIM+Robot” Vs 機(jī)電系統(tǒng)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大型超高建筑數(shù)量持續(xù)增加，隨之而來的是龐大、復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)。復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)考驗(yàn)的不僅是設(shè)計(jì)，也是對機(jī)電綜合管線施工技術(shù)的重大考驗(yàn)。

目前，BIM在綜合管線設(shè)計(jì)優(yōu)化、方案模擬、系統(tǒng)分析等方面的運(yùn)用比較成熟，將BIM設(shè)計(jì)的成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場施工的成果是BIM深化應(yīng)用的必然趨勢。

利用測量機(jī)器人的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集功能，能夠快速采集現(xiàn)場施工成果的三維信息，通過分析這些數(shù)據(jù)輔助施工驗(yàn)收，保證工程的施工質(zhì)量。

技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

有效銜接設(shè)計(jì)與施工

該項(xiàng)技術(shù)利用測量機(jī)器人的坐標(biāo)采集功能實(shí)現(xiàn)了BIM平臺內(nèi)的現(xiàn)場施工和設(shè)計(jì)模型的三維數(shù)字信息交互，以此來實(shí)現(xiàn)BIM在實(shí)際施工中綜合管線安裝施工工作的指導(dǎo)作用，通過利用測量機(jī)器人復(fù)核現(xiàn)場結(jié)構(gòu)完成面數(shù)據(jù)，將BIM模型設(shè)計(jì)的成果以三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)形式導(dǎo)人測量機(jī)器人中。通過測量機(jī)器人實(shí)現(xiàn)機(jī)電管線及設(shè)備在施工現(xiàn)場的高效精確定位。

優(yōu)化施工流程

采用與BIM相結(jié)合的測量機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場定位放樣，連接施工與設(shè)計(jì)，可以簡化機(jī)電安裝的施工工藝流程，實(shí)現(xiàn)工廠預(yù)制到現(xiàn)場拼裝的無縫銜接。提升安裝施工過程的系統(tǒng)化管理水平，進(jìn)一步節(jié)約時(shí)間、縮短工期。

機(jī)器人全站儀輔助施工驗(yàn)收

利用測量機(jī)器人采集施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)，檢查管線的水平度、直線度，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工驗(yàn)收，利用現(xiàn)場測繪進(jìn)行機(jī)電管線的驗(yàn)收比傳統(tǒng)的驗(yàn)收方法更直觀全面，有利于提高施工驗(yàn)收的質(zhì)量，并且還能通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場驗(yàn)收數(shù)據(jù)與辦公室的實(shí)時(shí)傳遞，確保施工驗(yàn)收過程真實(shí)可靠。

技術(shù)應(yīng)用流程

在實(shí)際應(yīng)用研究中，引進(jìn)Tablet與Trimble RTS 773測量機(jī)器人系統(tǒng)，施工前，首先熟悉BIM平臺和工程BIM模型，熟練掌握測量機(jī)器人的使用方法，掌握坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)導(dǎo)出方法。做好測量前期準(zhǔn)備工作，現(xiàn)場踏勘，接收并復(fù)核現(xiàn)場軸線控制點(diǎn)，熟練掌握測量機(jī)器人的使用方法。

Trimble RTS 773測量機(jī)器人系統(tǒng)

校核建筑系統(tǒng)

BIM系統(tǒng)的應(yīng)用使得機(jī)電管線綜合排布技術(shù)變得直觀，并有效避免管線碰撞。通過測量機(jī)器人對現(xiàn)場預(yù)留洞標(biāo)高及位置、梁底標(biāo)高、結(jié)構(gòu)柱傾斜度情況等影響機(jī)電管線分布關(guān)鍵部位的監(jiān)測，將實(shí)測實(shí)量數(shù)據(jù)與現(xiàn)有設(shè)計(jì)成果BIM模型數(shù)據(jù)對比，及時(shí)調(diào)整BIM模型中建筑結(jié)構(gòu)的三維數(shù)據(jù)。

現(xiàn)場施工放樣

（1）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

根據(jù)現(xiàn)場校核的建筑結(jié)構(gòu)信息，完成機(jī)電綜合管線BIM模型的調(diào)整、合理優(yōu)化，解決碰撞問題。

（2）放樣點(diǎn)位選取

以BIM模型為基礎(chǔ)，導(dǎo)出支吊架分布圖。通過對定位點(diǎn)進(jìn)行分類，可有效指導(dǎo)管線安裝現(xiàn)場施工，提高施工精度和效率。

（3）坐標(biāo)數(shù)據(jù)處理及導(dǎo)入

利用TrimblePointCreater軟件進(jìn)行放樣數(shù)據(jù)處理，將選取的點(diǎn)位以三維坐標(biāo)形式導(dǎo)出并儲(chǔ)存。將三維坐標(biāo)結(jié)合模型底圖形成放樣文件載入管理器，完成測量數(shù)據(jù)處理工作。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備過程

利用測量機(jī)器人進(jìn)行管線施工放樣，通過儀器設(shè)站、點(diǎn)位放樣、點(diǎn)位標(biāo)注、放樣數(shù)據(jù)記錄4個(gè)步驟完成現(xiàn)場放樣工作。

測量機(jī)器人現(xiàn)場放樣

施工現(xiàn)場驗(yàn)收

在利用測量機(jī)器人輔助施工驗(yàn)收的過程中，現(xiàn)場測量成果同樣也能反饋到已有的BIM模型，保證模型與現(xiàn)場的一致性，為后期建筑機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)打好基礎(chǔ)。

效益分析

通過測量機(jī)器人將BIM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)現(xiàn)場安裝施工，保證了設(shè)計(jì)對施工更有力的控制，同時(shí)利用測量機(jī)器人對綜合管線以±3mm放樣精度進(jìn)行施工放樣，保證管線安裝精度。就管線施工放樣這一工序而言，通過測量機(jī)器人的放線過程是傳統(tǒng)施工放線效率的3～4倍，能夠有效提高施工效率。

該方法也減少了移動(dòng)平臺等機(jī)具占用時(shí)間，能夠有效避免施工錯(cuò)誤造成返工，提高施工效率，節(jié)約工期成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

測量機(jī)器人在機(jī)電安裝綜合管線領(lǐng)域的應(yīng)用，有利于提升機(jī)電深化設(shè)計(jì)水平，提高現(xiàn)場機(jī)電管線施工精度和效率，能夠促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)電安裝施工全生產(chǎn)流程的形成，在施工進(jìn)度控制、環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)等方面也有許多積極作用。測量機(jī)器人在機(jī)電綜合管線施工中的應(yīng)用也是BIM指導(dǎo)現(xiàn)場施工應(yīng)用的重要發(fā)展方向，其在大型機(jī)電設(shè)備安裝領(lǐng)域的應(yīng)用也值得我們繼續(xù)研究和發(fā)展。