機(jī)器人帶來(lái)的安全變革

沈海晏

深圳市特辰科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“特辰科技”），是一家專業(yè)從事高層建筑施工機(jī)器人的專業(yè)建筑科技公司。特辰科技首創(chuàng)了建筑施工機(jī)器人系列產(chǎn)品，致力于應(yīng)用建筑施工機(jī)器人進(jìn)行安全、綠色、高效的施工。其以施工防護(hù)機(jī)器人為基礎(chǔ)平臺(tái)，通過(guò)加載不同功能模塊，如：模板、噴淋器、建筑傘等，形成了具有更多建筑功能的綜合施工機(jī)器人。

什么是建筑施工防護(hù)機(jī)器人

建筑施工防護(hù)機(jī)器人是爬架、升降腳手架、施工升降平臺(tái)的升級(jí)產(chǎn)品，又名機(jī)器人安全屏、機(jī)器人防護(hù)平臺(tái)，將建筑腳手架創(chuàng)新為智能化機(jī)械裝備。

該機(jī)器人主要結(jié)構(gòu)包括機(jī)械臂、導(dǎo)軌、附著在建筑物上的固定件、機(jī)械式全自動(dòng)防墜器、防護(hù)平臺(tái)主體、提升系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)等。其基本原理是在導(dǎo)軌與建筑結(jié)構(gòu)間加裝可三維調(diào)節(jié)的仿人體攀登械臂，通過(guò)調(diào)整機(jī)械臂適應(yīng)各個(gè)樓層外形結(jié)構(gòu)變化。機(jī)器人通過(guò)智能控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)給提升系統(tǒng)，使左右機(jī)械臂隨同導(dǎo)軌相互交替運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)防護(hù)平臺(tái)上升或下降，當(dāng)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到工作樓層后，機(jī)械臂自動(dòng)捕獲預(yù)埋在建筑物結(jié)構(gòu)上的固定件并鎖穩(wěn)，自動(dòng)搭設(shè)腳手架，無(wú)需人工干預(yù)和指揮。

對(duì)比其他腳手架和升降防護(hù)裝備，建筑施工防護(hù)機(jī)器人利用機(jī)械化、智能化裝備代替了高空、高強(qiáng)度、高危的人工作業(yè)，其安全性和效率更高。整個(gè)施工過(guò)程，施工防護(hù)機(jī)器的機(jī)械臂一直附著在建筑物結(jié)構(gòu)上，其安全和穩(wěn)定性更加可靠。另外，與傳統(tǒng)人工搭建腳手架相比，鋼材可節(jié)約80%以上。

在導(dǎo)軌內(nèi)部還裝有非能動(dòng)轉(zhuǎn)輪安全防墜器，整個(gè)工作過(guò)程設(shè)有安全監(jiān)控，多重防護(hù)體系杜絕了高空墜落風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)了作業(yè)人員和設(shè)備的安全。

建筑施工防護(hù)機(jī)器人的特性

2015年，全國(guó)共發(fā)生房屋市政工程生產(chǎn)安全事故312起、死亡397人。其中發(fā)生模板支撐體系坍塌事故5起、土方坍塌事故4起、起重機(jī)械事故3起，共占較大事故總數(shù)的75%，建筑起重機(jī)械傷害和模板支撐體系坍塌仍是施工安全難點(diǎn)。

建筑施工防護(hù)機(jī)器人是目前升降腳手架及升降平臺(tái)設(shè)備中技術(shù)含量、自動(dòng)化和智能化程度最先進(jìn)的設(shè)備之一，其安全性、效率、自動(dòng)化水平以及環(huán)保材料使用率也都是行業(yè)領(lǐng)先者，具有環(huán)保、安全、高效、使用維護(hù)方便等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

由機(jī)械化、智能化機(jī)器裝備替代人工高危、零散搭設(shè)作業(yè)，效率更高。施工防護(hù)機(jī)器人的所有零部件在工廠加工，地面進(jìn)行模塊化組裝，整體機(jī)械一次吊裝。安裝后由智能控制系統(tǒng)監(jiān)控自動(dòng)升降，再無(wú)其他搭設(shè)和組裝工作。使用完畢后，將設(shè)備吊裝到地面再進(jìn)行零組件拆卸。整個(gè)作業(yè)過(guò)程打破了傳統(tǒng)腳手架高空人工搭設(shè)的模式，保證建筑施工安全。建筑施工防護(hù)機(jī)器人還具有多重安全保護(hù)機(jī)制，可徹底消除高危作業(yè)，將建筑安全事故降低一半以上。全金屬結(jié)構(gòu)可消除火災(zāi)隱患；非能動(dòng)安全防墜器，無(wú)需外來(lái)能量，完全依靠裝置自身屬性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)安全保護(hù)；智能控制，設(shè)備采用全自動(dòng)同步控制和遙控控制系統(tǒng)，可主動(dòng)預(yù)防不安全狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)集群自動(dòng)均衡升降、異常識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、安全監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理。

施工防護(hù)機(jī)器人充分考慮了施工中的各種工況存在的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)安裝、使用、升降、拆除等不同階段都有對(duì)應(yīng)的規(guī)范和安全檢查內(nèi)容，從設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)和管理等方面都有較為完善的指導(dǎo)和規(guī)定，有效避免了各種安全事故的發(fā)生。

施工防護(hù)機(jī)器人之間通過(guò)機(jī)械連接，在結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)整體，相互牽制，提高了設(shè)備的整體安全性。其使用的非能動(dòng)轉(zhuǎn)輪式安全防墜器，制動(dòng)距離可小于80 mm，是世界上最先進(jìn)的安全裝置，其觸發(fā)和工作完全不需要通電、彈簧等外來(lái)能量，而是依靠裝置本身性能達(dá)到制動(dòng)防墜的目的。

非能動(dòng)安全防墜器由防墜輪、防墜軸、防墜銷(xiāo)、輪座等構(gòu)成。防墜輪與防墜軸配合的內(nèi)圓柱面上開(kāi)設(shè)有多個(gè)異型鍵槽；防墜軸固定在輪座上，軸上開(kāi)設(shè)有徑向滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置有防墜銷(xiāo)，防墜銷(xiāo)工作時(shí)在防墜輪的鍵槽外輪廓面作用下向上運(yùn)動(dòng)，依靠自身重力向下復(fù)位。

當(dāng)建筑施工防護(hù)機(jī)器人在升降過(guò)程中突然下墜時(shí)，鏈條帶動(dòng)防墜輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度突然加快，防墜輪的防墜銷(xiāo)不能及時(shí)復(fù)位，防墜銷(xiāo)上端頂入防墜轉(zhuǎn)輪鍵槽內(nèi)卡死，防墜輪即刻自鎖制動(dòng)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止機(jī)器人繼續(xù)墜落。

當(dāng)突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，施工防護(hù)機(jī)器人的智能控制系統(tǒng)還會(huì)立刻發(fā)出警報(bào)并停機(jī)。如果某一機(jī)位的荷載超過(guò)設(shè)計(jì)值的15%，設(shè)備會(huì)以聲光形式自動(dòng)報(bào)警并顯示報(bào)警機(jī)位位置；當(dāng)荷載超過(guò)設(shè)計(jì)值的30%時(shí)，升降設(shè)備自動(dòng)停機(jī)，系統(tǒng)會(huì)顯示、記錄和儲(chǔ)存各提升點(diǎn)的實(shí)際升高和超高的數(shù)據(jù)，并推薦解決方案，整個(gè)設(shè)備的同步控制控制精度在2%以內(nèi)。

目前，施工防護(hù)機(jī)器人已經(jīng)在在澳門(mén)永利皇宮項(xiàng)目和香港新世界項(xiàng)目上得到成功應(yīng)用，一棟建筑自動(dòng)提升一層時(shí)間只需要10 min左右，非常安全、高效。

編輯 畢文婷