砌体墙砌筑机器人结构稳定性分析及优化

张 珂，赵金宝，陆 峰，李志国

(1.沈阳建筑大学机械工程学院，辽宁 沈阳 110168;2.廊坊凯博建设机械科技有限公司，河北 廊坊 065001)

在传统各类建筑施工中，砌体墙占据相当大的工程量，其施工效率与作业质量对整个建筑工期和质量至关重要。现阶段我国建筑砌体墙的施工主要为人工砌筑，砌筑效率较低[1]。当砌筑高度较大时，建筑工人需通过其他辅助工具在高空作业，存在安全隐患，据统计我国近五年发生建筑施工伤亡事故2 000余起，累计死亡人数7 500余人[2]。同时砌体墙质量完全由人为控制，因为建筑工人素质参差不齐，从而砌筑质量不稳定。近年一系列国家规划文件如《智能制造发展规划》、《机器人产业发展规划(2016—2020年)》中指出我国到2025年完成智能制造“两步走”战略，鼓励建筑产业的智能转型，投入大量资金支持研发各类建筑施工机器人[3]。因此，研发适合我国国情、具有自主知识产权的砌体墙自动砌筑机器人，已成为我国工业化建筑施工现代化发展的迫切需求。

国际上西方发达国家已经开始研制并应用砌墙机器人，自动化砌墙施工装备在美国、德国、澳大利亚等发达国家发展较早，在砌墙装备领域处于领先水平。如SAMXITONG系统砌墙机器人“半自动石工”，该机器人由美国纽约Construction Robotics公司研制，其施工效率是人工的六倍，但是价格较高，只有发达国家少量应用[4]。再如HadrianX砌墙机器人可将不同砌筑尺寸的砌块按照预先设定的顺序进行抹浆，按要求砌筑砌块，每小时1 000块，但设备体积庞大，造价十分昂贵，要求施工场地具有一定的空旷性，难以在高层建筑物砌体墙砌筑施工领域推广[5]。……