建筑工人有很多责任,从铺路到建造持久的结构。手头有合适的工具对于迅速完成工作至关重要,但这是一项比人们想象的更具挑战性的任务。研究表明,建筑工人每天花费大量时间寻找工具,这增加了劳动力成本和施工时间。
德州农工大学J. Mike Walker '66机械工程系的一组学生决定使用他们的有高级顶点设计经验来解决这个问题。在他们的项目中,该团队开发了AutoTool——一种自动化工具存储机器人,旨在导航建筑工地并识别工具。
该团队由Mason Kleinecke、Yao Yan、Harrison Vickers、Sophie Tullos、Kyler Christian和Hannah Wang组成。
“AutoTool旨在提高建筑工地的劳动生产率,”Yao说。“在繁忙的工地上,很容易把工具放错地方,许多建筑工人必须往返于一个中心位置取回项目的必需品,浪费了宝贵的时间。”
该团队意识到他们的产品在行业中的需求,并将他们的创作提交给了2021年TiM 1万美元激光雷达挑战赛由SICK传感器智能公司主办,并取得了胜利,获得了1万美元的大奖。
AutoTool是一个移动机器人工具箱,配备了一个能够扫描二维码的摄像头。QR码被放在建筑工人的背心上。一旦摄像头检测到并扫描QR码,自动工具就会跟踪工人。该机器人还配备了一个2D激光雷达传感器,帮助机器人在环境中导航并绕过障碍物。
“这些功能的目标是减少每个工人每天花费在寻找他们需要的工具上的空闲时间,”王说。“这是该项目的关键目标。”
这些工具本身将贴上射频识别标签(RFID)。AutoTool上的RFID传感器不断发出信号与标签交互。当标签(或工具)不在船上时,AutoTool会记录工具丢失,并发出闪烁的红灯来通知工人。
他说:“RFID类似于收银员购物时在柜台上取下的安全标签。”射频传感器在这方面发挥着关键作用,因为如果标记工具不在工具箱中,它可以减少定位工具时的停机时间。”
虽然该产品仍然是一个概念验证原型,但该团队已经从与行业专业人士合作和为市场创造产品方面获得了宝贵的经验。
Kleinecke说:“通过这个为期七个月的项目,我们学会了如何开发产品,希望能改变建筑行业或建造技术,从而改善社会。”“我们希望将我们所学到的知识应用到未来的项目和想法中。”
教学助理教授兼高级顶点设计项目协调员Joanna Tsenn博士对团队的成就感到高兴,并希望看到更多团队将他们的项目带到课堂之外。
“我为这个团队和他们取得的成就感到兴奋,”曾俊华说。“看到他们从发现最初的问题到开发出解决方案,并在课堂之外对现实世界产生影响,真是太棒了。他们的成功是当之无愧的。”