空中机器人离散型壳体自主无人倾斜砌筑

 

 

指导教师

课程介绍

在工业4.0的背景下，建筑行业对高效、精准和可持续建造技术的需求不断增加，空中机器人在建造中的潜力得到持续开发。本课程将深入探讨空中机器人在离散型壳体结构建造中的应用，特别是倾斜砌筑技术的优化与实施。

参与者将有机会了解并参与空中机器人的设计与建造实践，从结构设计、模块划分到动态装配的全过程。课程内容将围绕以下几个关键方面展开：

1. 结构优化与设计：从结构找形、模块划分、材料选择到支撑方式的综合考虑，参与者将学习如何设计一个尺寸为3m×3m×3m的离散型壳体结构，并通过力学优化确定其形态。
2. 倾斜作业技术：介绍基于Delta并联臂和差分云台的6自由度位姿补偿系统，展示其在近90度倾斜砌筑中的应用，为应对复杂曲面和多节点连接提供解决方案。
3. 动态空中装配与路径规划：通过运动路径规划与避障模拟，参与者将了解如何为实际飞行和砌筑实验提供可靠的路径保障，确保集群协同装配的顺利进行。
4. 硬件与软件系统设计：参与者将学习集成Delta并联机械臂、3DOF差分云台的四旋翼无人机的设计与实现，并探索如何通过六维力传感器提升末端执行器的触觉感知能力与控制精度。此外，课程还将介绍基于Grasshopper和ROS的实时控制方法，涵盖起飞控制、路径点控制及紧急按钮等功能。

本课程关注理论知识，强调实践操作，参与者将亲自参与到空中机器人系统的实际建造中，验证其在倾斜砌筑中的有效性与高效率。通过本课程，参与者将获得对高空、斜坡等难以到达的结构施工的新技术路径的深刻理解。

预期目标

利用多台空空中机器人平台，搭建一个3.5m*2.5m*2.2m左右的离散型空间网壳结构。并通过现场过程的全流程搭建技术，制作相关的展览素材在最终展览过程中，对空中机器人自主无人砌筑的全过程进行展示。

学员要求

1. 对机器人建造相关领域有较强兴趣或前期研究、项目参与等基础（相关方向研究生或待申请学生优先）
2. 熟悉或了解Rhino.& Grasshopper基础操作及插件使用
3. 建筑学、工业设计、自动化、机器人学等专业背景优先