维特智能与建筑机器人领域客户合作,针对施工机器人在行走过程中偏离直线轨迹、路径精度难以保证的核心痛点,为其提供了基于单轴高精度陀螺仪传感器的航向偏转测量解决方案,帮助客户实现了建筑机器人作业过程中的高精度直线行走控制。

一、客户背景

1.1 客户简介

客户是智能建筑装备领域的科技型企业,主营建筑施工作业机器人的研发与制造,业务覆盖国内大型建筑施工项目及海外工程市场。公司已推出多款建筑机器人产品线,涵盖地坪研磨、墙面施工、楼层清洁等应用场景。

1.2 客户应用和痛点

客户在建筑施工作业机器人项目上需要使用高精度航向偏转测量来实现直线行走控制,此前主要面临:

痛点一:直线行走偏差大。建筑工地地面条件复杂,存在不平整、坡度、碎石等工况,轮式或履带式机器人在行走过程中容易产生航向偏转,导致作业路径偏离预设直线轨迹,影响施工质量(如地坪研磨覆盖率不足、墙面施工接缝错位)。

痛点二:工地环境干扰传感器测量。建筑施工现场存在持续振动、粉尘、等恶劣条件,常规传感器在振动环境下数据噪声大、输出不稳定,航向测量精度严重下降。

痛点三:陀螺仪零偏漂移影响长时间作业。建筑机器人单次作业时间长(通常 2~4 小时),常规陀螺仪零偏漂移导致航向角累积误差随时间增大,长时间运行后直线行走偏差超差,需要频繁人工校正。

维特智能为其提供单轴高精度陀螺仪传感器,用于实现机器人行走过程中 Z 轴航向偏转角速度的高精度测量与实时反馈。

1.3 项目当前阶段

客户已完成传感器选型对接与样机工地测试,正在批量生产中。

1.4 预期用量

随着产品量产推进及后续机型(楼层清洁机器人、钻孔定位机器人等)的陆续开发,传感器采购量预计持续增长,具备稳定的批量复购需求。

二、客户使用详情

2.1 项目背景

客户选择维特智能传感器的原因:维特智能在陀螺仪传感器领域具备成熟的技术积累,其单轴高精度陀螺仪产品在零偏稳定性、抗振性能方面表现优异,且支持根据建筑工地工况需求进行参数定制。客户希望通过这套方案获取机器人行走过程中的高精度航向偏转数据,为自研直线行走控制算法提供可靠的角速度输入,实现施工机器人在复杂工地环境下的精确直线行走。

2.2 是如何使用

使用环境

传感器安装于建筑机器人底盘主梁上方,靠近机身重心位置;工作环境为建筑施工现场,面临地面不平整引起的持续振动、施工粉尘、环境温度变化(-10°C~50°C)及电磁干扰等工况。针对工地振动环境,通过数字滤波与移动平均算法处理角速度数据噪声(行业通用做法)。

安装方式

采用水平安装,传感器敏感轴(Z 轴)与机器人航向偏转轴(垂直于行走平面的旋转轴)对齐,安装基准面与机器人底盘平面保持平行;传感器标签朝上,按产品安装手册标准部署并紧固防松。

连接方式

通过 RS485/串口通信接口接入客户机器人主控 PLC/控制器;供电 5V/9~36V 宽压输入;通讯速率满足客户系统对角速度数据的实时读取需求(接口类型见产品规格书)。

数据用途

采集的 Z 轴角速度数据被输入客户自研直线行走控制算法,系统对角速度进行积分得到航向偏转角,实时计算机器人当前航向与目标直线方向的偏差,当偏差超过设定阈值时自动调整左右驱动轮/履带速度差进行纠偏,实现施工过程中的精确直线行走(基于产品数据能力推断)。

2.3 使用情况

精度表现:单轴高精度陀螺仪零偏稳定性满足客户要求,角速度测量精度在工地振动环境下保持稳定,航向偏转角累积误差控制在客户算法可纠偏范围内,保障了直线行走的轨迹精度。

稳定性:在工地长时间连续作业测试中(2~4 小时),陀螺仪输出稳定,零偏漂移小,航向数据无明显跳变,满足建筑机器人持续施工作业需求。

客户反馈:客户对陀螺仪在振动环境下的抗干扰表现和零偏稳定性表示认可,传感器数据满足直线行走控制算法的精度输入要求。

2.4 问题反馈

项目初期客户反馈在强振动工况下角速度数据存在波动,我们通过调整传感器内部滤波参数及输出速率配置进行响应优化,最终在工地实测环境下数据稳定性满足客户控制算法要求。

三、公司方案特点

1、高精度角速度测量,支撑直线行走

控制单轴高精度陀螺仪具备优异的零偏稳定性和角速度测量精度,Z 轴航向偏转测量灵敏度高,为建筑机器人的直线行走控制算法提供高可靠角速度数据输入,保障施工路径的直线精度和作业质量。

  1. 抗振动设计,适配工地恶劣环境

传感器采用优质 MEMS 陀螺仪器件与抗振结构设计,在建筑工地持续振动、粉尘、温度变化等复杂工况下保持角速度数据稳定输出,减少环境干扰导致的数据噪声和漂移,降低算法滤波负担。

  1. 宽压供电与灵活接口,适配工程设备集成

支持宽压供电输入(5V/9~36V)和 RS485/串口多种通信接口,适配建筑机器人不同主控系统的接入需求;传感器体积紧凑、安装便捷,便于集成到空间受限的机器人底盘结构中,缩短客户产品开发与部署周期。

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