从支架定位到螺丝安装，全自动！隧道机电安装或将迎来全自动化施工新时代

小编语

本月，来自英国的多学科工程联盟宣布，他们成功研发了一套自动化隧道机器人安装系统（ATRIS），并称该系统已经能够自动完成隧道的机电和配套设施安装工作，未来还将会应用到更多隧道施工的工序中。快来一起了解一下吧！

技术概况

自动化隧道机器人安装系统（ATRIS）最初的研发目标是实现隧道机电安装的自动化，其主要结构为两台机械臂，一台机械臂为支架安装机械臂，可自主选择支架，并沿隧道壁找到需要安装的位置。

支架安装机械臂

另一台机械臂则用于安装螺丝，在支架机械臂将支架固定到位后，可自主定位螺丝的安装位置，并拿取螺丝，完成整个安装过程。

拿取螺丝

定位并安装螺丝

作为研发牵头方的隧道工程服务（英国）有限公司（TES）称，这套自动化安装系统将大大减少施工过程中的相关风险，例如高空作业，工人在施工过程中的手臂损伤等。

更关键的是，这款机器人可以在无人干预的情况下持续精确工作，相关生产率将提高 40%；省去了昂贵的人工成本后，机电系统作业的成本预计也将降低 30%。

研发过程

开发自动化隧道机器人安装系统（ATRIS）过程中有多家相关企业和技术机构参与。

研发工作的组织者为隧道工程服务（英国）有限公司（TES）；基于视觉的定位导航软件开发者为i3D机器人公司；机器臂和末端执行器的开发者为制造技术中心（MTC）；Costan和VVB Engineering两家公司则提供了隧道施工方面专业知识。

正在拿取支架的机械臂

研发中的难点在于基于视觉的定位导航。系统的机器臂和末端执行器实际上早已经开发制造完毕，但要让机器人在隧道璧这样的曲面上稳定且精准的定位一个螺丝孔，且不依赖激光反射，二维码等预准备措施，给研发团队带来了极大的挑战。

正在定位螺丝孔的机械臂

最终，i3D机器人公司利用了最新的立体视觉分析技术与机器学习成功完成了基于视觉的定位导航软件开发，让机器人可以在只有视觉图像信息的情况下，将螺丝精确地放置在曲面上。 i3D机器人公司的项目团队认为，这项技术的潜在应用范围超出了隧道机电安装工作，可以在隧道施工的更多环节中应用。

未来发展

近年来，欧美地区持续的劳动力短缺引发了相关企业对建筑行业机器人的更大兴趣。

研发团队期望对自动化隧道机器人安装系统（ATRIS）进行进一步的改进，使其应用在更多的隧道施工场景中，并与目前已经得到应用的其他隧道施工机器人和无人驾驶盾构联合组成一套完整的自动化隧道建设系统。

HS2工程中用于安装管片定位销的机械人

HS2工程中 用于移动管片间木制隔块的机器人

验收和检查阶段的自动化也是自动化隧道机器人安装系统（ATRIS）正在探索的方向，在机器人完成安装后依旧需要人类来验收和检查。

依旧需要人类进行检查

而在未来，可以通过AI对现场图片和视频进行分析，自动识别出自动化机器人在工作中是否出现纰漏，实现机器人监督机器人。目前HS2伦敦段的联合承包商Costain Skanska Strabag已经开始测试性的使用了人工智能视觉分析技术，来监督其自动管片拼装机器人的工作情况。

本文内容整理自网络

供稿、编辑&排版：GDY

审校：Jacob