CN111677250A - 一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人 - Google Patents

Abstract

本发明是一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人。它属于建筑安装机械装置，采用高效、多用途的设计理念，配合自主导航技术实现了瓷砖铺贴过程中多种原材料的快速运输。同时配合瓷砖自动抹灰机器人和瓷砖自动铺贴机器人，能够大大提高大空间瓷砖铺贴效率，减少施工过程中人员调用，从而降低施工成本，提高施工质量，提高施工安全系数。

Description

一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人

技术领域

本发明涉及一种建筑装修技术，尤其是较高楼层建筑毛坯的瓷砖铺贴原料运输技术，具体地说是一种大空间机器人瓷砖铺贴的原料自动运送方法及相应的机器人技术。

背景技术

目前在建筑装修技术领域用工成本大量增加，装修要求和安装性要求也与日俱增。为此，利用机器人技术实现少无人装修是一种趋势，但现有的机器人技术方案对此并没有针对性，全面性的解决方法。特别是对于在装修施工中至关重要的隔断装配，目前还没有可以完全替代人工的解决方案。另一方面各国都出台了劳动保护政策限制国外企业人员进入，保护当地人员就业，导致国内企业雇佣成本过高，同时延长了工期的交付时间。因此，利用激光雷达和摄像头视觉的精确定位及自主导航使得机器人能够快速进行瓷砖铺贴作业中原料的精确拾取和运送；同时8小时的无休息作业时间能够大大提高施工进度，减少人工成本，提高施工质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有的建筑瓷砖铺贴施工中存在的运料、铺贴不能满足生产需要的问题，发明的一种大空间机器人瓷砖铺贴的原料自动运输的装修方法及运输机器人；

本发明的技术方案是：一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人,包括履带底盘，该履带底盘安装在一个料斗上，履带底盘能驱动整个实现全方的位移动，履带底盘上安装有为整个机器人提供动力的电池组，人机交互单元，信号接收与传输数据单元；

运料斗安装在履带底盘，运料斗由不锈钢材料制成，周围由围栏进行支撑，内部有2个输送绞龙，蛟龙作用是将料斗里的阴阳土输送给铺砖机器人，料斗底部安装了升降机，作用是将料斗升高，然后给铺砖机器人供阴阳土；

翻转机构作用是将抹灰后瓷砖通过吸盘吸住背面，有灰的面向上，固定好后运输到铺砖机器人工作位置，然后通过电机与链条将瓷砖翻转，将没有灰的面翻转到上面，给铺砖机器人的机械臂去定位于抓取；

本发明的有益效果：

本发明创造性地利用三维激光扫描仪与BIM软件进行组合，通过与瓷砖自动抹灰和运输机器人，瓷砖自动铺贴机器人合作，瓷砖自动铺贴机器人能够在大空间进行自动化瓷砖铺设，大大降低了操作人员的数量，具有效率高，成本低的优点；

本发明适用于严格控制劳务人员、或者工期短的建筑市场的需要，全程仅需要2-3人即可完成整个建筑的快速、准确装修，工期短，质量好，无材料浪费。

附图说明

图1是本发明一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人组件图

图2是本发明的一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人正立面图；

图3是本发明的一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人平面图；

图4是本发明的一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人侧面图。

具体实施方式

一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人通过激光雷达技术构建的共享地图对于施工现场的场地进行精准定位；

一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人首先通过定位技术达到指定沙子和水泥的供料地点，装取材料结束后，再到达瓷砖自动抹灰和运输机器人附近指定位置后调整方向，由一侧瓷砖固定平台拾取瓷砖后，一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人在调整位置由另一侧拾取瓷砖，待两侧瓷砖固定平台都拾取结束后，一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人根据计算机指令自动开始按照路线向贴砖机器人处行驶；

通过摄像头的视觉感应技术以及之前的地图，在到达瓷砖自动铺贴机器人附近时，一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人会减缓运行速度，并且调整机器人的运转方向；

待一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人调整好方向后，机器人驶入指定位置，与铺砖机器人对接后，升降机工作升高运料斗，底盘移动，蛟龙输送口与铺砖机器人对接后启动，开始送沙，送沙过程中有翻砂叶片搅动，可以使整个料斗里的沙全部输送给铺砖机器人；

送沙结束后，底盘移动整个原料运输机器人到翻砖工作位置后，升降机启动料斗缓慢下降，同时翻砂叶片停止工作，支撑瓷砖机构升起，作用是可以接住翻砖机构送来的有灰的瓷砖，翻砖机构开始工作翻砖；

带灰的砖到达支撑瓷砖机构后，铺砖机器人工作，将瓷砖吸住并且移走；

第一块瓷砖被铺砖机器人移走后，链条旋转，没有砖的吸盘工位下降，后面的瓷砖翻转重新到达工位，铺砖机器人继续吸住移走，重复以上工序，直到4块瓷砖全部移走；

原料运输机器人底盘运动，退出工作工位，翻转机构复位；

原料运输机器人通过雷达与导航重新回到抹灰机处与抹灰机对接，移动到指定工作位置后，抹灰机将带有水泥的瓷砖输送到原料运输机器人吸盘指定位置。

一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人性能参数

工作方式	有线控制台
			行走方式与能力	左右对置的差速电机驱动履带行走轮	行走速度：0.5m/s，定位精度：3mm自转精度：2°
供电方式	蓄电池	连续工作10小时
			整机包装尺寸（m）	1.4X 0.65 X 1.6	装箱与转场时两个安装件必须卸下，因为Z向尺寸较大，最小在2.5m左右
定位方式	激光雷达定位，摄像头定位	平面定位精度：0.2mm
			自重	小于450kg
传感器	超声波传感器X2，激光雷达，摄像头X2，触碰开关X2,
			控制开关	电磁阀X4，空气开关
电机	48V无刷电机
			驱动	带霍尔编码器的无刷电机驱动	最大可达200A
减速器	涡轮涡杆减速器	减速比1:60
			主控	Jetson Nano

本发明的工作原理

1、机器人上带有高精度激光雷达，通过雷达扫描建立工作区高精度地图，实现各机器人的自主导；同时机器人上还配有摄像头以实现固定地点的高精度定位；

2、小车车体配有料斗、升降机构、蛟龙输送机构、翻砂机构、翻砖机构、，瓷砖定位支架和履带底盘；

3、车斗通过升降机提升后，蛟龙输送口对接铺砖机器人，输送料结束后，底盘后退，升降机落下。翻砖机构对接，对接到指定位置后翻砖到瓷砖定位支架上，铺砖机器人将瓷砖移走，重复以上工序，4块砖结束后，运料车所有工位复位，通过雷达到达抹灰机指定位置，等待抹灰的瓷砖；

实施例一，

如图所示：

一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人，如图1-图4所示，运料机器人规格1400*650*1200，有前进、倒退、原地转弯及爬楼梯等功能，负载300kg，具有视觉感应、自主导航与自主避障等功能，主要组成：

车身（运料斗、升降机、翻砂机构、翻砖机构、瓷砖定位支架、激光雷达、摄像头、吸盘、电缸、瓷砖固定平台、多种混合传感器）；

底盘（采用减震履带式底盘包括电机、驱动器、减速器、编码器、蓄电池、履带等）；

控制系统（针对原料运输机器人对ros系统进行二次开发，作为控制系统）；

所述的一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人包括：翻砖机构，该机构安装在一个履带底盘上，履带底盘能驱动并且移动，翻砖机构实现全方的位移动，翻砖机构上安装有吸盘、翻砖链条，人机交互单元，信号接收与传输数据单元；

运料斗不锈钢材料制成，整体可以升降，底部有两个输送蛟龙装置，中间有4套翻砂装置，可以将料斗里的阴阳土，输送到指定位置；

履带底盘由驱动电机、减速机、锂电池、电气柜组成，为整个机器人提供移动功能；

该多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人移动平台具有履带结构；

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种多功能的大空间瓷砖铺贴的原料运送机器人，其特征包括：车身（运料斗、输送绞龙、齿轮箱、翻转机构、升降机构、激光雷达、摄像头、气缸及吸盘、电动推杆、瓷砖固定平台、多种混合传感器）；底盘（采用减震履带式底盘包括电机、驱动器、减速器、编码器、蓄电池、履带）；操作系统（针对原料运输机器人对ros系统进行二次开发，作为控制系统）；所述的自动运输过程包括下列步骤：s1、激光雷达扫描现场地形，绘制现场地图；S2、通过服务器控制中心发送指令进行自主导航运送原材料。

2.根据权利要求第1点所述的运料斗（3），其特征在于：利用不锈钢材料制作的用于装载和运输瓷砖铺贴原材料的料斗，如：阴阳土；输送蛟龙安装在料斗内部，底盘升降机构将料斗整体升到工作位置，移动底盘与铺砖机器人对接成功后，输送蛟龙启动将阴阳土输送套铺砖机器人工作位置。

3.根据权利要求第1点所述的电缸（2），其特征在于：安装于料斗（3）前侧实现瓷砖定位。

4.根据权利要求第1点所述的链条翻转及吸盘，其特征在于：安装于瓷砖固定平台支架上方，实现瓷砖运送过程中的瓷砖固定以及对瓷砖翻转180度作用。

5.根据权利要求第1点所述的激光雷达，其特征在于：固定于车身顶部，实现运料机器人工作空间的地图扫描，精准定位以及自主导航。

6.根据权利要求第1点所述的瓷砖固定平台（4），其特征在于：固定于运料斗（3）上方，通过对瓷砖180度翻转实现工作定位要求。

7.根据权利要求1所述的底盘，其特征是采用减震履带式结构，能够实现现场8小时原材料不间断运输。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的施工现场建筑类型为中心筒结构，由上下楼板组成，层高4.5m。

9.根据权利要求1所述的ros操作系统，其特征包括：基于开源ros系统进行二次开发，实现地图绘制、自主导航、各系统间通信，同时集成超声波传感器，触碰传感器等实现原材料的动态监测及运输。

10.根据权利要求1所述的大空间瓷砖铺贴原料运送机器人，其特征是所述的底盘为履带式结构。

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