机器人如何给混凝土做“B超”?
1月26日,在新疆建筑科学研究院力学实验室,混凝土抗压强度智能检测机器人在抓取样品。
什么样的混凝土抗压能力最强?
机器人检测员都能做哪些工作?
作为新疆最大的建筑工程检测实验室——新疆建筑科学研究院拥有11个检测室,以建筑科研、检测为主的试验检测设备1820余台(套),可承担建筑节能、幕墙、预制构件等39大类153项2052个参数技术监测检测工作。
我国第一口万米科学探索井的地基扎根在松软沙漠上、高寒山区季节性冻土公路路基“打破”热胀冷缩、机器人检测员精准检测混凝土抗压能力……一项项发明专利和科技成果从这里诞生,得以转化应用,服务于新疆建筑市场,1月26日,乌鲁木齐晚报全媒体记者实地探访实验室,看看这一项项行业研究的科学与试验,如何让建筑走向更安全、宜居、智能、绿色。
混凝土作为建筑物的基础材料,其强度等级直接影响着建筑物的安全、稳定和耐久性。混凝土强度等级如同建筑物的“心脏”,关乎整个建筑物的生命线。
在新疆建筑科学研究院力学实验室,试验员朱秋民正在电脑前查看信息,旁边的混凝土样品台放着一个个立方体样品试块。
朱秋民说,每个混凝土样品上都贴有一个二维码标识,这相当于它的身份证。在检测台中间,一个红色机器人伸出长长的机械臂正从样品台抓取试块。
机器人的“抓手”像安装了“鹰眼”一样,每次抓取试块都是只抓住中部位置,然后将其放入压力试验机,仪器自动识别二维码,并在显示屏出现红色的编号。审核身份通过后,机器人将试块放入试验机正中心位置,智能防护防尘装置也随即启动。
“轰轰隆隆——”在听到30秒的嘈杂声音后,混凝土试块终于结束了它的“考验”,机器人又将其推送到废渣废料自动转运车里。记者看到,此时的试块底部已经出现了一些裂纹。
“好厉害,怎么做到快准狠呢?”对于记者的提问,力学实验室负责人白小灵解释道,混凝土抗压强度智能检测机器人是通过软件技术、传感器、专用抓手设备等来实现对混凝土试块的快速、精准测试,从而提高检测效率。
顺着白小灵手指的方向,记者看到机器人“抓手”的位置内侧安装了4个黑色的传感器。当“抓手”移动时,传感器会将标记视为路线,并实时监测“抓手”当前位置是否在路线上。如果偏离路线,传感器会发出警告信号,系统会自动调整方向。
目前,这套智能设备还可以实现结果判定、数据上传等工序,并可根据需求自动生成原始记录和报告。试验过程实现全程监控,实现了检测全过程“人员+设备+材料+环境+数据+报告”的全面可追溯,目前已经在市场推广。
成百上千次试验
只为提高0.1毫米准确率
“这项发明,我们大概研究了有一年,经历上千次试验,光‘抓手’这块我们就试验了上百次。刚开始抓不稳,会出现倾斜,后面又不停地改进,刚开始觉得是抓得越多会越稳,最后发现抓取中部位置最稳。”白小灵说,抓取放置的位置会直接影响到检测结果,哪怕是差0.1毫米都会影响到数据的准确性,就像给混凝土做“B超”一样。
他们承担了乌鲁木齐建筑市场40%左右的混凝土样品检测量,涉及乌鲁木齐机场改扩建、乌鲁木齐市第八人民医院建设项目等重点工程。
观察了15分钟,记者发现有些混凝土试块检测的时间要长,能达到一分钟,有些比较短,只有三四十秒。有的检测完后,只是几个角出现破损,有的直接“粉身碎骨”了。
“像这种坚持了一分钟,
达到了什么标准?”
白小灵说,乌鲁木齐持续加快建设现代化国际城市,现在都是高楼大厦,混凝土的强度越来越高了,现在市面上混凝土的强度等级为C10至C60。这种抗压强度越高的试样检测过程坚持的时间会越长,大约一分钟左右,高标号的混凝土主要用于建筑物框架柱及剪力墙等竖向构件中,一般都是超高层建筑、机场、图书馆、大型影剧院等这种大跨度结构。一般的建筑物大多采用C30级、C40级混凝土强度,如果做试验,抗压强度按标准规范的要求进行检测能坚持三四十秒。
朱秋民在检测室已经工作4年,没有机器人之前,他经常是和7名小伙伴一起干活。“混凝土试块都是按组检测,每组3块,每天搬试块,一天光弯腰就得二三百次。”朱秋民说,现在经常都是自己和机器人小伙伴搭档,不仅“解放”了双手,还可以实现24小时自动试验,最多可检测约500组混凝土试块。
试块长、宽、高都150毫米,看着不大,记者试了试,弓着腰搬起一块,“没想到还挺重。”“这一块有8公斤重。”朱秋民说道。说着,记者将试块放入压力试验机中心位置,虽然有个点位图,但移动了十几次才放好,就这样重复了半小时,感觉腰有些酸。
体验结束后,记者最大的感受就是没想到做试验也是一项体力活,不过也正是因为技术人员一次次锲而不舍的钻研,这些各怀绝技的机器人终于顺利“诞生”,并大大提高了新疆建设工程智能检测领域的发展速度。
除了混凝土抗压强度智能检测机器人外,检测室旁边还有一款类似的机器人,体型略小。白小灵介绍:“这个是检测钢筋性能的,钢筋也是建筑工程结构中的重要组成部分,确保工程结构的安全性和稳定性,此项目目前我们还在研发阶段,预计明年可以上线。”
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