地面找平机器人的设计与仿真

李 洋, 周惠兴,2, 王 舜

(1.北京建筑大学 机电与车辆工程学院, 北京 100044; 2.北京建筑大学 北京市建筑安全监测工程技术研究中心, 北京 100044)

建筑地面找平是指将已浇筑或部分浇筑的混凝土表面处理平整，使其具有更密实、更平整的混凝土层的过程[1]。地面找平是为后续防水层、保温层的施工提高地面质量。

传统的地面找平采用灰饼与标筋的工艺[2]，通过木质刮板或金属刮板对混凝土进行人工找平，该方法具有重复性强、劳动力需求大的特点。研究自动化找平技术代替人工找平能有效提高地面施工效率，减少人工成本。目前，国内外已有大量学者致力于自动化找平技术及找平机器人的研究与设计。HAGIWARA等[3]设计了一种基于图像处理与模糊控制结合的地面找平机器人，采用超声波传感器采集地面信息并重建地形，随后电机驱动螺杆机构横向旋转并对地面找平。郑大同[4]介绍了温州机械厂研制的HTB型水泥找平机器人，通过调速电机产生振动，经传动将振动传导至找平辊轴，辊轴的横向振动将高于地面的水泥削平，同时产生的纵向振动对水泥表面进行压实。近几年对找平机器人的研究主要集中在浮动式找平系统[5-6]，该系统基于声纳传感、RSS(Road Scanning System)地面扫描、CAN(Controller Area Network)总线采样等技术采集地面信息并进行数据处理，通过控制熨平板仰角的方式，实现大面积地面的自动找平。

目前针对自动找平方法和找平机器人的研究存在较多局限。一方面基于浮动式熨平板的找平机器人具有体积大、转弯半径大等特点，多用于长距离、大跨度的施工场景，很难应用在小型建筑室内，尤其是在高层建筑室内的找平施工中。……