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數(shù)智創(chuàng)新變革未來鋼桁架結(jié)構機器人施工技術鋼桁架結(jié)構的概述與特點機器人施工技術的應用背景鋼桁架結(jié)構機器人施工工藝流程機器人施工技術的優(yōu)勢與劣勢鋼桁架結(jié)構機器人施工技術關鍵技術鋼桁架結(jié)構機器人施工技術的發(fā)展趨勢鋼桁架結(jié)構機器人施工技術面臨的挑戰(zhàn)鋼桁架結(jié)構機器人施工技術應用前景ContentsPage目錄頁鋼桁架結(jié)構的概述與特點鋼桁架結(jié)構機器人施工技術鋼桁架結(jié)構的概述與特點鋼桁架結(jié)構的概述1.鋼桁架結(jié)構是一種由鋼材制成的桁架結(jié)構,具有重量輕、強度高、剛度大、抗震性能好等特點,是一種常用的建筑結(jié)構形式。2.鋼桁架結(jié)構主要用于大跨度建筑物的屋頂、橋梁、塔架等,其結(jié)構形式多樣,可根據(jù)不同的使用要求和環(huán)境條件進行設計。鋼桁架結(jié)構的特點1.強度高、重量輕:鋼桁架結(jié)構采用高強度鋼材制成,具有很高的強度和剛度,同時由于其空腹截面,重量較輕。2.適用范圍廣:鋼桁架結(jié)構適用于各種類型的建筑物,如工業(yè)廠房、體育場館、展覽中心、候車室等。3.施工方便、工期短:鋼桁架結(jié)構的構件一般都是在工廠預制而成,然后運至施工現(xiàn)場進行安裝,減少了現(xiàn)場施工的難度和時間。4.抗震性能好:鋼桁架結(jié)構具有優(yōu)異的抗震性能,在強震作用下,其結(jié)構不易發(fā)生倒塌,具有很好的生命保護作用。鋼桁架結(jié)構的概述與特點鋼桁架結(jié)構的應用1.工業(yè)廠房:鋼桁架結(jié)構常用于工業(yè)廠房的屋頂結(jié)構,其跨度可達數(shù)十米甚至上百米,具有很好的承重能力。2.體育場館:鋼桁架結(jié)構常用于體育場館的屋頂結(jié)構,其跨度可達數(shù)百米,可以滿足大型體育賽事的舉辦需求。3.展覽中心:鋼桁架結(jié)構常用于展覽中心的屋頂結(jié)構,其跨度可達數(shù)百米,可以提供寬敞的展覽空間。4.候車室:鋼桁架結(jié)構常用于候車室的屋頂結(jié)構,其跨度可達數(shù)十米,可以滿足大客流的候車需求。鋼桁架結(jié)構的設計1.荷載計算:鋼桁架結(jié)構的設計首先要計算結(jié)構所承受的各種荷載,包括重力荷載、風荷載、地震荷載等。2.結(jié)構分析:根據(jù)計算的荷載,對鋼桁架結(jié)構進行結(jié)構分析,確定結(jié)構內(nèi)部的應力和變形情況。3.截面設計:根據(jù)結(jié)構分析的結(jié)果,對鋼桁架結(jié)構的構件截面進行設計,確保結(jié)構能夠滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的要求。4.連接設計:鋼桁架結(jié)構的構件之間需要通過連接件進行連接,在設計時需要考慮連接件的強度、剛度和耐久性。鋼桁架結(jié)構的概述與特點鋼桁架結(jié)構的施工1.構件制作:鋼桁架結(jié)構的構件一般都是在工廠預制而成,包括鋼材的切割、彎曲、焊接等工序。2.現(xiàn)場安裝:鋼桁架結(jié)構的構件運至施工現(xiàn)場后,需要進行現(xiàn)場安裝,包括吊裝、拼裝、緊固等工序。3.質(zhì)量控制:在鋼桁架結(jié)構的施工過程中,需要進行嚴格的質(zhì)量控制,包括材料質(zhì)量控制、構件質(zhì)量控制、安裝質(zhì)量控制等。4.安全管理:鋼桁架結(jié)構的施工過程中,需要加強安全管理,包括人員安全、設備安全、材料安全等。鋼桁架結(jié)構的發(fā)展趨勢1.輕量化:鋼桁架結(jié)構的發(fā)展趨勢之一是輕量化,即在保證結(jié)構強度和剛度的前提下,減少鋼材的使用量,降低結(jié)構的自重。2.高性能鋼材:鋼桁架結(jié)構的發(fā)展趨勢之一是使用高性能鋼材,如高強度鋼、耐候鋼等,這些鋼材具有更高的強度、更好的耐腐蝕性能和更長的使用壽命。3.智能化:鋼桁架結(jié)構的發(fā)展趨勢之一是智能化,即利用現(xiàn)代信息技術對鋼桁架結(jié)構進行智能化監(jiān)控和管理,實現(xiàn)結(jié)構的健康監(jiān)測和預警。機器人施工技術的應用背景鋼桁架結(jié)構機器人施工技術機器人施工技術的應用背景鋼結(jié)構市場需求旺盛1.鋼結(jié)構以其重量輕、強度高、施工周期短等優(yōu)點,在建筑、橋梁、廠房等領域得到廣泛應用。2.隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快,鋼結(jié)構的需求量不斷增加。3.中國已成為全球最大的鋼結(jié)構市場,每年鋼結(jié)構產(chǎn)量超過1億噸。傳統(tǒng)鋼結(jié)構施工存在的問題1.傳統(tǒng)鋼結(jié)構施工主要依靠人工操作,存在效率低、質(zhì)量難以保證、安全隱患大等問題。2.鋼結(jié)構施工過程中,需要大量的人力、物力和財力,成本較高。3.鋼結(jié)構施工對工人的技術要求較高,難以滿足施工質(zhì)量的要求。機器人施工技術的應用背景機器人施工技術的優(yōu)勢1.機器人施工技術具有效率高、質(zhì)量好、安全可靠等優(yōu)點。2.機器人施工技術可以減少人工成本,降低施工成本。3.機器人施工技術可以提高施工質(zhì)量,保證施工安全。機器人施工技術的應用現(xiàn)狀1.機器人施工技術在鋼結(jié)構施工領域已經(jīng)得到廣泛應用,并在實際應用中取得了良好的效果。2.機器人施工技術在鋼結(jié)構施工領域的發(fā)展還處于起步階段,具有廣闊的應用前景。3.機器人施工技術在鋼結(jié)構施工領域的發(fā)展將有力地推動鋼結(jié)構施工行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。機器人施工技術的應用背景機器人施工技術的趨勢和前沿1.機器人施工技術在鋼結(jié)構施工領域的發(fā)展趨勢是朝著智能化、自動化、綠色化的方向發(fā)展。2.機器人施工技術在鋼結(jié)構施工領域的前沿技術包括:機器人協(xié)同施工、機器人自主施工、機器人遠程施工等。3.機器人施工技術在鋼結(jié)構施工領域的發(fā)展將對鋼結(jié)構施工行業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。機器人施工技術的應用前景1.機器人施工技術在鋼結(jié)構施工領域具有廣闊的應用前景。2.機器人施工技術將在鋼結(jié)構施工領域發(fā)揮越來越重要的作用。3.機器人施工技術將成為鋼結(jié)構施工行業(yè)發(fā)展的新動力。鋼桁架結(jié)構機器人施工工藝流程鋼桁架結(jié)構機器人施工技術#.鋼桁架結(jié)構機器人施工工藝流程機器人定位及標定:1.基于激光掃描儀和反射器建立機器人定位模型,利用反射器在機器人空間中的坐標和掃描點云數(shù)據(jù),通過點到點的映射關系,建立機器人坐標系與世界坐標系的轉(zhuǎn)換關系。2.利用激光掃描儀和反射器獲取機器人與桁架結(jié)構的相對位置和姿態(tài),通過點云數(shù)據(jù)和桁架結(jié)構的三維模型進行匹配,實現(xiàn)機器人與桁架結(jié)構的相對標定。3.通過機器人本體的傳感器(如慣性測量單元、里程計等)和激光掃描儀的數(shù)據(jù)融合,實現(xiàn)機器人的絕對定位和標定,無需人工干預,提高定位精度和效率。桁架結(jié)構節(jié)點組裝流程:1.基于BIM模型和機器人控制系統(tǒng),對桁架結(jié)構的節(jié)點進行分解,并生成相應的機器人動作指令。2.機器人按照動作指令,從桁架結(jié)構的指定節(jié)點開始,通過夾持工具抓取桁架構件,將其運送到目標位置,并進行節(jié)點組裝。3.機器人通過傳感器檢測桁架結(jié)構的安裝精度,并根據(jù)反饋信息調(diào)整后續(xù)的安裝動作,確保桁架結(jié)構的安裝質(zhì)量符合要求。#.鋼桁架結(jié)構機器人施工工藝流程桁架結(jié)構焊接工藝:1.機器人通過焊槍進行電弧焊或激光焊,將桁架構件焊接在一起,形成牢固的連接。2.焊接參數(shù)(如焊接電流、焊接速度、焊縫尺寸等)由機器人控制系統(tǒng)根據(jù)桁架結(jié)構的材料和厚度進行自動調(diào)整,確保焊接質(zhì)量。3.機器人通過視覺傳感器或其他傳感器檢測焊接過程中的缺陷,并及時調(diào)整焊接參數(shù)或采取糾正措施,提高焊接質(zhì)量和效率。桁架結(jié)構安裝精度控制:1.利用激光掃描儀或其他測量設備,實時監(jiān)測桁架結(jié)構的安裝精度,并與BIM模型進行比對。2.機器人控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和BIM模型,實時調(diào)整機器人的動作指令,確保桁架結(jié)構的安裝精度符合要求。3.通過閉環(huán)控制和反饋機制,機器人能夠不斷學習和適應,提高桁架結(jié)構的安裝精度和質(zhì)量。#.鋼桁架結(jié)構機器人施工工藝流程1.利用激光掃描儀或其他檢測設備,對桁架結(jié)構的幾何尺寸、變形、應力等進行檢測,并與BIM模型進行比對。2.機器人控制系統(tǒng)根據(jù)檢測數(shù)據(jù)和BIM模型,對桁架結(jié)構的質(zhì)量進行評估,并生成質(zhì)量檢測報告。3.機器人能夠自動識別桁架結(jié)構中的缺陷,并及時發(fā)出警報,以便及時采取措施進行修復。桁架結(jié)構安全保障:1.機器人控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控桁架結(jié)構的受力情況,并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行安全評估。2.機器人能夠自動檢測桁架結(jié)構中的潛在安全隱患,并及時發(fā)出警報,以便及時采取措施進行消除。桁架結(jié)構質(zhì)量檢測:機器人施工技術的優(yōu)勢與劣勢鋼桁架結(jié)構機器人施工技術#.機器人施工技術的優(yōu)勢與劣勢機器人施工技術的優(yōu)勢:1.高精度施工:機器人施工技術能夠?qū)崿F(xiàn)毫米級的施工精度,可以有效地減少人為誤差,提高施工質(zhì)量。2.高效率施工:機器人施工技術可以實現(xiàn)連續(xù)作業(yè),自動化程度高,施工速度快,可以大大縮短施工周期。3.安全性高:機器人施工技術可以代替人工進行高空、危險作業(yè),可以有效地減少施工人員的職業(yè)傷害。機器人施工技術的劣勢:1.成本高:機器人施工技術需要較高的前期投入成本,包括機器人設備、編程軟件、維護費用等。2.適用范圍受限:機器人施工技術對施工環(huán)境有較高的要求,不適合在復雜、狹窄或惡劣的環(huán)境中作業(yè)。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術關鍵技術鋼桁架結(jié)構機器人施工技術鋼桁架結(jié)構機器人施工技術關鍵技術機器人協(xié)同作業(yè)技術1.多機器人協(xié)調(diào)控制:實現(xiàn)多臺機器人協(xié)同作業(yè),完成復雜任務,提高施工效率和質(zhì)量。2.機器人路徑規(guī)劃:根據(jù)鋼桁架結(jié)構特點,優(yōu)化機器人運動路徑,減少碰撞,縮短施工時間。3.機器人任務分配:合理分配機器人任務,減少機器人之間的干擾,提高施工效率。鋼桁架結(jié)構機器人自動焊接技術1.焊接工藝參數(shù)優(yōu)化:根據(jù)鋼桁架結(jié)構特點,優(yōu)化焊接工藝參數(shù),提高焊接質(zhì)量和效率。2.激光焊接技術:采用激光焊接技術,實現(xiàn)高精度,高效率的焊接,減少熱變形,提高焊接質(zhì)量。3.機器人焊縫檢測:利用機器人配備的傳感器,對焊縫進行實時檢測,確保焊接質(zhì)量。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術關鍵技術鋼桁架結(jié)構機器人自動裝配技術1.機器人裝配工藝優(yōu)化:根據(jù)鋼桁架結(jié)構特點,優(yōu)化機器人裝配工藝,提高裝配精度和效率。2.機器人裝配夾具設計與制造:設計和制造專用裝配夾具,確保機器人裝配的穩(wěn)定性。3.機器人視覺引導裝配:利用機器人的視覺系統(tǒng),對鋼桁架結(jié)構進行識別定位,實現(xiàn)精確的裝配。鋼桁架結(jié)構機器人自動質(zhì)量檢測技術1.機器人檢測工藝優(yōu)化:根據(jù)鋼桁架結(jié)構特點,優(yōu)化機器人檢測工藝,提高檢測效率和準確性。2.機器人檢測傳感器選用:選擇合適的傳感器,如激光雷達,超聲波傳感器,攝像頭等,用于鋼桁架結(jié)構的檢測。3.機器人檢測數(shù)據(jù)處理與分析:對機器人采集的檢測數(shù)據(jù)進行處理和分析,生成鋼桁架結(jié)構的質(zhì)量檢測報告。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術關鍵技術鋼桁架結(jié)構機器人施工安全技術1.機器人施工安全防護措施:采取有效措施,防止機器人施工過程中的安全事故,如設置安全警戒區(qū)域,配備安全裝備等。2.機器人施工人員安全培訓:對機器人施工人員進行安全培訓,提高其安全意識和技能,避免安全事故的發(fā)生。3.機器人施工安全應急預案:制定機器人施工安全應急預案,明確事故發(fā)生時的人員疏散,應急處置等措施。鋼桁架結(jié)構機器人施工管理技術1.機器人施工項目管理:制定機器人施工項目管理計劃,明確施工目標,施工任務和施工進度。2.機器人施工現(xiàn)場管理:對機器人施工現(xiàn)場進行管理,包括施工材料,施工設備和施工人員的管理。3.機器人施工質(zhì)量管理:對機器人施工質(zhì)量進行管理,包括施工過程質(zhì)量檢查,施工質(zhì)量評定和施工質(zhì)量驗收等。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術的發(fā)展趨勢鋼桁架結(jié)構機器人施工技術鋼桁架結(jié)構機器人施工技術的發(fā)展趨勢智能化與自動化融合發(fā)展1.人工智能技術賦能機器人施工,提高施工過程的智能決策和自動化程度,實現(xiàn)機器人自主感知、規(guī)劃、決策和執(zhí)行。2.傳感器技術與機器人施工相結(jié)合,實時采集施工現(xiàn)場數(shù)據(jù),實現(xiàn)對施工過程的實時監(jiān)控和反饋,提高施工質(zhì)量和效率。3.大數(shù)據(jù)技術在機器人施工中的應用,實現(xiàn)對施工過程數(shù)據(jù)的存儲、分析和挖掘,為機器人施工提供決策支持和優(yōu)化方案。輕量化與高性能材料應用1.新型輕量化材料的研發(fā)與應用,如碳纖維、玻璃纖維增強復合材料等,減輕鋼桁架結(jié)構的重量,提高其承載能力和抗震性能。2.高性能鋼材的應用,如高強度鋼、耐腐蝕鋼等,提高鋼桁架結(jié)構的強度、韌性和耐久性,延長其使用壽命。3.新型連接技術的研究與應用,如膠接、焊接、螺栓連接等,提高鋼桁架結(jié)構的連接強度和剛度,保證結(jié)構的整體穩(wěn)定性和抗震性能。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術的發(fā)展趨勢數(shù)字化與信息化集成1.數(shù)字化設計與建模,利用三維建模技術、有限元分析軟件等,對鋼桁架結(jié)構進行數(shù)字化設計和建模,提高設計精度和效率。2.信息化管理與監(jiān)控,利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術,實現(xiàn)鋼桁架結(jié)構的施工過程信息化管理和監(jiān)控,提高施工效率和質(zhì)量。3.智能運維與健康監(jiān)測,利用傳感器技術、數(shù)據(jù)分析技術等,對鋼桁架結(jié)構進行智能運維和健康監(jiān)測,實時掌握結(jié)構的健康狀況和受力情況,及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題。綠色化與可持續(xù)發(fā)展1.綠色施工技術的研究與應用,如減少施工廢棄物、降低施工能耗、減少環(huán)境污染等,實現(xiàn)鋼桁架結(jié)構施工的綠色化和可持續(xù)發(fā)展。2.可再生能源的利用,如太陽能、風能等,為鋼桁架結(jié)構施工提供清潔能源,減少施工過程中的碳排放。3.回收利用與循環(huán)經(jīng)濟,對鋼桁架結(jié)構施工產(chǎn)生的廢棄物進行回收利用,形成資源循環(huán)利用的閉環(huán),實現(xiàn)施工過程的可持續(xù)發(fā)展。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術的發(fā)展趨勢人機協(xié)同與安全保障1.人機協(xié)同施工模式的研究與應用,實現(xiàn)人與機器的協(xié)同作業(yè),提高施工效率和質(zhì)量。2.安全防護技術的研究與應用,如防墜落、防倒塌、防觸電等,確保鋼桁架結(jié)構施工過程的安全性和穩(wěn)定性。3.應急預案與事故處理,制定完善的應急預案,對鋼桁架結(jié)構施工過程中可能發(fā)生的突發(fā)事故進行預判和應對,確保施工安全。標準化與規(guī)范化建設1.鋼桁架結(jié)構機器人施工技術標準的制定和完善,規(guī)范機器人施工的工藝、材料、設備和質(zhì)量控制等方面,確保施工質(zhì)量和安全。2.機器人施工技能培訓體系的建立,培養(yǎng)專業(yè)化的機器人施工人才,提高機器人施工的水平和效率。3.機器人施工安全管理體系的完善,制定完善的機器人施工安全管理制度和規(guī)定,確保機器人施工的安全性。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術面臨的挑戰(zhàn)鋼桁架結(jié)構機器人施工技術鋼桁架結(jié)構機器人施工技術面臨的挑戰(zhàn)技術融合的挑戰(zhàn)1.跨學科協(xié)同困難:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術涉及機械工程、土木工程、電子工程、計算機科學等多個領域,需要不同學科專家緊密合作,但跨學科協(xié)同往往存在溝通障礙、知識差異等問題,導致技術融合困難。2.系統(tǒng)集成復雜:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術需要將多個子系統(tǒng)集成到一個統(tǒng)一的平臺上,包括機器人、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等,系統(tǒng)集成過程復雜,需要克服接口兼容性、數(shù)據(jù)可靠性、實時性等問題。3.標準化程度低:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術尚處于發(fā)展初期,缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范,不同廠商的產(chǎn)品和技術互不兼容,導致技術融合困難,難以實現(xiàn)大規(guī)模推廣應用。智能化水平有限1.自主決策能力不足:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術中,機器人通常需要根據(jù)環(huán)境變化做出實時決策,例如選擇合適的施工路徑、調(diào)整施工參數(shù)等,但目前機器人自主決策能力有限,難以應對復雜多變的施工環(huán)境。2.環(huán)境感知能力有限:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術需要機器人能夠準確感知施工環(huán)境,包括桁架結(jié)構的位置、尺寸、材料特性等,但目前機器人環(huán)境感知能力有限,容易受到光線條件、灰塵、噪音等因素的影響,導致感知精度降低。3.人機協(xié)作效率低:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術需要機器人與施工人員協(xié)同作業(yè),但目前人機協(xié)作效率較低,機器人難以理解施工人員的意圖,施工人員也難以適應機器人的工作節(jié)奏,導致協(xié)作效率低下。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術面臨的挑戰(zhàn)安全性保障不足1.意外事故風險高:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術中,機器人需要在高空作業(yè),存在墜落、碰撞等安全隱患,對施工人員安全構成威脅。2.故障診斷和處理能力有限:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術中,機器人可能出現(xiàn)故障,需要及時診斷和處理,但目前機器人故障診斷和處理能力有限,難以快速準確地識別故障原因,導致故障排除困難。3.安全監(jiān)管難度大:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術中,機器人需要在復雜多變的施工環(huán)境中作業(yè),對安全監(jiān)管帶來挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的人工監(jiān)管方式難以滿足需求,需要探索新的監(jiān)管手段和技術。經(jīng)濟適用性欠佳1.成本高昂:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術需要大量先進設備和技術,成本高昂,難以大規(guī)模推廣應用。2.維護保養(yǎng)費用高:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術中的機器人需要定期維護保養(yǎng),以確保其正常運行,維護保養(yǎng)費用較高,增加了施工成本。3.經(jīng)濟效益不明顯:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術雖然具有提高施工效率、降低施工成本等優(yōu)點,但目前經(jīng)濟效益還不明顯,難以說服施工企業(yè)投資使用。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術面臨的挑戰(zhàn)法律法規(guī)不完善1.責任劃分不明確:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術中,當機器人出現(xiàn)事故時,責任主體難以明確劃分,可能導致糾紛和訴訟。2.安全標準缺失:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術涉及高空作業(yè)、復雜機械設備等,存在安全隱患,但目前缺乏針對該技術的安全標準和規(guī)范,難以保障施工安全。3.知識產(chǎn)權保護不明確:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術涉及多種專利和知識產(chǎn)權,但目前相關法律法規(guī)不完善,難以保護知識產(chǎn)權,可能導致侵權糾紛。技術成熟度低1.技術仍處于發(fā)展初期:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術尚處于發(fā)展初期,相關技術還不成熟,存在很多問題和不足,例如機器人穩(wěn)定性差、作業(yè)效率低、精度不夠高等。2.缺少工程實踐經(jīng)驗:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術缺乏工程實踐經(jīng)驗,難以發(fā)現(xiàn)和解決實際施工中遇到的問題,導致技術難以完善和推廣。3.缺乏長期可靠性驗證:鋼桁架結(jié)構機器人施工技術缺乏長期可靠性驗證,難以保證機器人能夠在復雜多變的施工環(huán)境中長期穩(wěn)定運行,存在安全隱患。鋼桁架結(jié)構機器人施工技術應用前景鋼桁架結(jié)構機器人施工技術鋼桁架結(jié)構機器人施工技術應用前景智能控制與協(xié)同作業(yè)1.采用先進的智能算法和傳感技術,實時收集和分析施工現(xiàn)場數(shù)據(jù),建立數(shù)字孿生模型,實現(xiàn)對機器人施工過程的智能規(guī)劃、控制和決策。2.通過協(xié)同作業(yè)技術,實現(xiàn)多臺機器人之間以及機器人與其他施工機械之間的協(xié)
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