层次离散晶格装配：面向大比例结构的数字制造方法

虽然桌面级数字制造工艺已相当成熟且应用广泛，但面向大比例结构的系统仍通常复杂、昂贵且不可靠。本文提出了一种利用简单机器人和互锁晶格建筑模块制造大比例结构的方法。首先对目标结构进行体素化，以便使用特定晶格填充。随后将这些体素分组为更大的互相连接的模块，这些模块使用标准的数字制造工艺制造，发挥其在小比例尺上制造复杂几何形状的能力。这些大小为几十厘米的模块随后输入由移动式相对机器人构成的机器人阵列，这些机器人能够遍历结构并放置新模块，以构造米级尺度的结构。为促进大规模结构的装配，我们引入了一种实时数字孪生模拟工具，用于控制和协调装配机器人，既能为目标结构进行全局规划，也能实现用户设计、交互或干预。为提高装配吞吐量，我们提出了一种新型模块化装配机器人，旨在实现层次化的体素处理。我们通过演示体素化、层次化模块化、路径规划以及米级尺寸物体的机器人制造来验证了该系统。