CN114577806A - 墙板安装机器人以及视觉检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种墙板安装机器人以及视觉检测方法，属于建筑施工技术领域。本申请提出一种墙板安装机器人，包括：底盘；上装机构，安装于底盘；视觉检测机构，安装于上装机构，视觉检测机构能够获取墙板的姿态参数，并发送至控制器；视觉检测机构包括原点，姿态参数包括H、L2和L3。当墙板处于搬运状态时，如果H’＜H1，控制器判定墙板符合搬运条件；当墙板处于安装状态时，如果H’＜H2，控制器判定墙板符合安装条件。本申请还提出一种墙板安装机器人的视觉检测方法，使用该墙板安装机器人，能够避免墙板在搬运的过程中撞击横梁，以及避免在安装的过程中撞击天花板，从而使墙板安装机器人具有较好的作业安全性。

Description

墙板安装机器人以及视觉检测方法

技术领域

本申请涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种墙板安装机器人以及视觉检测方法。

背景技术

PC内墙板安装机器人的安装作业过程的板搬运和安装送料环节中，目前尚未对墙板可能发生的各种碰撞进行实时检测反馈，更多的是通过人眼进行判断，存在严重的安全隐患且效率低下。

发明内容

为此，本申请提出一种墙板安装机器人以及视觉检测方法，能够检测墙板的顶部距离地面的高度，能够避免墙板在搬运的过程中撞击横梁，以及避免在安装的过程中撞击天花板，从而使墙板安装机器人具有较好的作业安全性。

本申请的一些实施例提出一种墙板安装机器人，包括：底盘；上装机构，安装于所述底盘，用于抓取、搬运和安装墙板；视觉检测机构，安装于所述上装机构，所述视觉检测机构能够获取所述上装机构所抓取的墙板的姿态参数，并发送至控制器；所述视觉检测机构包括原点，所述姿态参数包括所述原点距离地面的高度H、所述原点至所述上装机构所抓取的墙板的顶面的长度L2和所述原点至所述上装机构所抓取的墙板的长度L3；所述控制器用于根据所述姿态参数判断所述墙板的顶部距离地面的高度H’是否小于预设高度值H0；当所述上装机构所抓取的墙板处于搬运状态时，H0＝H1，如果H’＜H1，所述控制器判定墙板符合搬运条件，所述上装机构正常搬运墙板；当所述上装机构所抓取的墙板处于安装状态时，H0＝H2，如果H’＜H2，所述控制器判定墙板符合安装条件，所述上装机构正常安装墙板。

使用该种形式的墙板安装机器人抓取、搬运和安装墙板，能够避免抓错成超长的墙板后在对其搬运的过程中撞击横梁，以及在对其安装的过程中撞击天花板，从而使墙板安装机器人具有较好的作业安全性。

另外，根据本申请实施例的墙板安装机器人还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，所述视觉检测机构包括：3D相机组件，所述3D相机组件设有所述原点；3D相机驱动机构，安装于所述上装机构，所述3D相机组件安装于所述3D相机驱动机构的执行端，所述3D相机驱动机构能够驱动所述3D相机组件移动。该种形式的视觉检测机构构造简单，易于组装。

根据本申请的一些实施例，所述3D相机驱动机构包括：滑动板，竖向滑动配合于所述上装机构；竖向驱动机构，安装于所述上装机构，能够驱动所述滑动板竖向移动；横向驱动机构，安装于所述滑动板，所述3D相机组件安装于所述横向驱动机构的执行端，所述横向驱动机构能够驱动所述3D相机组件横向移动。该种形式的3D相机驱动机构能够驱动3D相机组件在横向和竖向上灵活移动，构造简单，易于组装，移动可靠。

根据本申请的一些实施例，所述横向驱动机构包括：平行连杆组件，包括多个平行设置的连杆，每个连杆的两端分别铰接于所述3D相机组件和所述滑动板；横向驱动件，安装于所述滑动板，所述横向驱动件能够驱动所述多个连杆同步移动，以通过所述平行连杆组件带动所述3D相机组件横向移动。该种形式的横向驱动机构构造简单，易于组装。

根据本申请的一些实施例，竖向驱动机构包括：竖向驱动件，安装于所述上装机构；拉板，所述拉板将所述竖向驱动件的执行端与所述滑动板相连，所述竖向驱动件通过所述拉板带动所述滑动板竖向移动。该种形式的竖向驱动机构构造简单，易于组装。

根据本申请的一些实施例，所述3D相机驱动机构还包括：竖向到位检测机构，所述竖向到位检测机构用于检测所述滑动板到达上极限位置和下极限位置；横向到位检测机构，所述横向到位检测机构用于检测所述竖向驱动机构的执行端到达左极限位置和右极限位置。

根据本申请的一些实施例，在所述横向驱动机构的驱动下，所述3D相机组件具有左临界检测位置和右临界检测位置，当所述3D相机组件位于所述左临界检测位置右临界检测位置时，所述原点均位于所述上装机构所抓取的墙板的轮廓之外。

根据本申请的一些实施例，所述3D相机组件包括：3D相机；相机支架，安装于所述3D相机驱动机构的执行端，所述3D相机安装于所述相机支架；相机护罩，安装于所述相机支架，并罩设住所述3D相机的背侧。

根据本申请的一些实施例，所述上装机构包括：底架，固定于所述底盘；夹爪机构，用于抓取墙板，所述视觉检测机构安装于所述夹爪机构的背侧；上装驱动机构，安装于所述底架，所述夹爪机构转动连接于所述底架，所述上装驱动机构能够驱动所述夹爪机构转动，以使所述夹爪机构抓取的墙板具有搬运状态和安装状态；当墙板位于安装状态时，墙板垂直于地面竖向设置；当墙板位于搬运状态时，墙板与地面之间倾斜设置。

本申请的一些实施例还提出一种墙板安装机器人的视觉检测方法，使用了上述的墙板安装机器人，所述墙板安装机器人的视觉检测方法包括：抓取墙板；检测所抓取的墙板的姿态参数；墙板位于搬运状态，根据所述姿态参数判断所抓取的墙板是否符合搬运条件，如果墙板符合搬运条件，上装机构正常搬运墙板；墙板位于安装状态，根据所述姿态参数判断所抓取的墙板是否符合安装条件，如果墙板符合安装条件，上装机构正常安装墙板。

通过对墙板在搬运安装过程中可能发生的各种碰撞进行实时检测反馈，降低了墙板在抓取、搬运、安装过程中的撞击风险，提高了机器人作业的安全性。

根据本申请的一些实施例，所述“抓取墙板”的步骤包括：获取L2值，根据预设L1值，计算L＝L1+L2，并分析L是否等于L0；当L＝L0时，控制器判定正确抓取墙板。

根据本申请的一些实施例，当墙板位于搬运状态时，根据所获取的姿态参数计算出墙板的顶部至地面的高度H’，并分析H’是否小于H1，当H’＜H1时，控制器判定墙板符合搬运条件。

根据本申请的一些实施例，当墙板处于搬运状态时，墙板的顶部至地面的高度H’的计算方法为：

h2＝Wcosθ；

H′＝H+h1+h2；

其中，θ为墙板顶面与竖直面之间的夹角；

W为墙板厚度。

根据本申请的一些实施例，当墙板位于安装状态时，根据所获取的姿态参数计算出墙板的顶部至地面的高度H’，并分析H’是否小于H2，当H’＜H2时，控制器判定墙板符合安装条件。

根据本申请的一些实施例，当墙板处于安装状态时，墙板的顶部至地面的高度H’的计算方法为：H′＝H+L2。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的墙板安装机器人的一种视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的墙板安装机器人的另一种视角的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本申请实施例提供的墙板安装机器人位于搬运状态下的示意图；

图5为本申请实施例提供的墙板安装机器人位于安装状态下的示意图；

图6为本申请实施例提供的墙板安装机器人中的3D相机横向移动的示意图；

图7为本申请实施例提供的墙板安装机器人的拼装墙板的示意图。

图标：100-墙板安装机器人；10-视觉检测机构；20-3D相机组件；22-相机支架；23-相机护罩；30-3D相机驱动机构；31-滑动板；32-竖向驱动机构；321-竖向驱动件；3211-竖向驱动件固定端；3212-竖向驱动件执行端；322-拉板；33-横向驱动机构；331-平行连杆组件；3311-连杆；3312-连杆第一端；3313-连杆第二端；3314-销轴；332-横向驱动件；3321-横向驱动件固定端；3322-横向驱动件执行端；333-竖向导轨组件；34-竖向到位检测机构；341-上接近传感器；342-下接近传感器；343-竖向标记部；35-横向到位检测机构；351-横向接近传感器；352-横向标记部；40-上装机构；41-底架；42-夹爪机构；421-夹爪机构背板；43-上装驱动机构；50-底盘；600-墙板；610-墙板底部；620-墙板顶部；630-墙板背面；710-地面；740-已安装的墙板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1和图2，本申请实施例的墙板安装机器人100，包括底盘50、上装机构40和视觉检测机构10。上装机构40安装于底盘50，用于抓取、搬运和安装墙板600。视觉检测机构10安装于上装机构40。视觉检测机构10能够获取上装机构40所抓取的墙板600的姿态参数，并发送至控制器。

请参照图4和图5，视觉检测机构10包括原点O(0，0，0)，姿态参数包括原点距离地面710的高度H、原点至上装机构40所抓取的墙板600的墙板顶部620的长度L2和原点至上装机构40所抓取的墙板600的长度L3。控制器用于根据姿态参数判断墙板600的顶部距离地面的高度H’是否小于预设高度值H0。其中，其中，H’＝H+h1+h2。

当上装机构40所抓取的墙板600处于搬运状态时，H0＝H1，如果H’＜H1，控制器判定墙板600符合搬运条件，上装机构40正常搬运墙板；

当上装机构40所抓取的墙板600处于安装状态时，H0＝H2，如果H’＜H2，控制器判定墙板600符合安装条件，上装机构40正常安装墙板600。

其中，原点至上装机构40所抓取的墙板600的墙板底部610的长度L1、墙板600的宽度W均为已知的预设参数。

在搬运墙板600的过程中，预设高度值H0取横梁距离地面的高度H1；在安装墙板600的过程中，H0取天花板距离地面的高度H2。

使用该种形式的墙板安装机器人100抓取、搬运和安装墙板600，能够避免抓错成超长的墙板后在对其搬运的过程中撞击横梁，以及在对其安装的过程中撞击天花板，从而使墙板安装机器人100具有较好的作业安全性。

下述本申请实施例的墙板安装机器人100的各部件的结构与相互连接关系。

请参照图4，可选地，控制器还用于判断L是否等于L0，L0为预设墙板长度，L＝L1+L2。

当L＝L0时，控制器判定上装机构40抓取了正确的墙板600，且墙板600处于正确的摆放位置。

当L≠L0时，控制器判断上装机构40抓错墙板或者墙板处于错误摆放位置，并暂停下一步的搬运动作，便于工作人员检查。

通过该种形式，能够实现防呆以及防止抓错其他型号的墙板，从而提高了墙板安装机器人100的作业准确性和安全性。

请参照图1，底盘50作为墙板安装机器人100的行走机构，为常见的机器人底盘，本文不再进一步赘述。

上装机构40安装于底盘50，用于抓取、搬运和安装墙板600。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，上装机构40包括底架41、夹爪机构42和上装驱动机构43。

底架41固定于底盘50，夹爪机构42安装于夹爪机构背板421的正侧，夹爪机构背板421转动连接于底架41，用于抓取墙板600，视觉检测机构10安装于夹爪机构背板421的背侧。其中，夹爪机构42通过底爪和两个侧向抱爪共同抓取墙板600，墙板600的上部暴露于夹爪机构。

具体而言，墙板底部610通过底爪托住，墙板背面630靠在夹爪机构背板421上，墙板顶部620超过夹爪机构背板421，并能够被3D相机组件20检测到。

上装驱动机构43安装于底架41，上装驱动机构43能够驱动夹爪机构42转动，以使夹爪机构42抓取的墙板600具有搬运状态和安装状态。

例如，上装驱动机构43可以为液压推杆。

请参照图1，当墙板600位于安装状态时，墙板600垂直于地面710竖向设置；

请参照图2，当墙板600位于搬运状态时，墙板600与地面710之间倾斜设置，且墙板600后仰在夹爪机构42的背板上。

在其他实施例中，上装机构40也可以为其他结构形式，以实现墙板600的抓取、搬运和安装作业。

视觉检测机构10能够获取上装机构40所抓取的墙板600的姿态参数，并发送至控制器，以便于控制器计算分析后判断墙板600是否符合预设条件。

请参照图2和图3，视觉检测机构10包括3D相机组件20和3D相机驱动机构30。

3D相机组件20设有原点O(0,0,0)，3D相机驱动机构30安装于上装机构40的夹爪机构背板421，3D相机组件20安装于3D相机驱动机构30的执行端，3D相机驱动机构30能够驱动3D相机组件20移动。

请参照图3，下面示例一种3D相机组件20的具体构造形式。

3D相机组件20包括3D相机、相机支架22和相机护罩23。相机支架22安装于3D相机驱动机构30的执行端，3D相机安装于相机支架22，相机护罩23安装于相机支架22，并罩设住3D相机的背侧。

在本申请的一些实施例中，原点定义于3D相机的坐标原点，便于计算。

在其他实施例中，原点也可以为3D相机的其他位置坐标，形成新的检测算法，也可以经计算得出H’和L。

相机护罩23能够暴露出3D相机的正侧，不会妨碍3D相机的检测作业。通过罩设住3D相机的背侧，便于保护3D相机，提高视觉检测机构10的使用可靠性。

该种形式的3D相机组件20构造简单，成本低廉，易于组装。

在其他实施例中，也可以使用其他三位扫描设备替代3D相机。

请参照图3，下面示例一种3D相机驱动机构30的具体构造形式。

3D相机驱动机构30包括滑动板31、竖向驱动机构32和横向驱动机构33。

滑动板31竖向(即第一方向)滑动配合于上装机构40。

具体而言，滑动板31的两侧分别通过一组竖向导轨组件333与夹爪机构背板421滑动配合，并具有上极限位置和下极限位置。

例如，竖向导轨组件333包括滑轨和滑块，滑轨安装于夹爪机构背板421，滑块滑动安装于滑轨，滑块通过螺纹件固定于滑动板31上，实现滑动板31与夹爪机构背板421的滑动配合。

竖向驱动机构32安装于上装机构40的夹爪机构背板421，能够驱动滑动板31竖向移动。

在本申请的一些实施例中，竖向驱动机构32包括竖向驱动件321和拉板322。竖向驱动件321包括竖向驱动件固定端3211和竖向驱动件执行端3212，竖向驱动件固定端3211安装于上装机构40的夹爪机构背板421，拉板322将竖向驱动件执行端3212与滑动板31相连，竖向驱动件,31通过拉板322带动滑动板31沿第一方向移动。

具体而言，竖向驱动件321为电推杆。

在其他实施例中，竖向驱动件321也可以为行程方向为第一方向的气缸、电缸、液压缸或者齿轮齿条机构。

横向驱动机构33安装于滑动板31，3D相机组件20安装于横向驱动机构33的执行端，横向驱动机构33能够驱动3D相机组件20横向(即第二方向)移动。

在本申请的一些实施例中，横向驱动机构33包括平行连杆组件331和横向驱动件332。平行连杆组件331包括多个平行设置的连杆3311，每个连杆3311的两端分别铰接于3D相机组件20和滑动板31。横向驱动件332安装于滑动板31，横向驱动件332能够驱动多个连杆3311同步移动，以通过平行连杆组件331带动3D相机组件20沿第二方向移动。

具体而言，横向驱动件332为电推杆。横向驱动件332包括横向驱动件固定端3321和横向驱动件执行端3322，横向驱动件固定端3321固定于滑动板31。

在其他实施例中，横向驱动件332也可以为行程方向为第一方向的气缸、电缸、液压缸或者齿轮齿条机构。

在本申请的一些实施例中，连杆3311数量为两条，两条连杆3311平行设置，每条连杆3311包括连杆第一端3312和连杆第二端3313，连杆第一端3312铰接于滑动板31，连杆第二端3313铰接于相机支架22。两条连杆3311、滑动板31和相机支架22共同构造成平行四边形连杆机构。

连杆3311的在连杆第一端3312和连杆第二端3313之间的部位设有销接部，横向驱动件执行端3322与销接部通过销轴3314铰接。

在横向驱动件332的驱动下，横向驱动件执行端3322沿第二方向移动并具有左极限位置和右极限位置。通过横向驱动件执行端3322能够推动两条连杆3311转动，从而带动相机支架22左右移动。

在本申请的一些实施例中，每条连杆3311均与横向驱动件执行端3322铰接，以稳定驱动3D相机组件20横向移动。

在其他实施例中，其中一条连杆3311均与横向驱动件执行端3322铰接，以便于组装。

当滑动板31位于上极限位置和下极限位置时，对应地，3D相机组件20位于上临界检测位置和下临界检测位置；

横向驱动件执行端3322位于左极限位置和右极限位置时，对应地，3D相机组件20位于左临界检测位置和下临界检测位置。

进一步地，当3D相机组件20位于左临界检测位置右临界检测位置时，原点均位于上装机构40所抓取的墙板600的轮廓之外。

请参照图6，具体而言，3D相机组件20分别位于左临界检测位置和右临界检测位置时其原点之间的间距B小于墙板600的横向宽度K。当3D相机组件20位于左临界检测位置时，其原点位于墙板600之外；当3D相机组件20位于右临界检测位置时，其原点也位于墙板600之外。

通过该种形式，能够便于3D相机沿第二方向移动，使原点位于墙板600的轮廓之外。当使用3D相机组件20拍摄墙板间拼缝距离时，视域不会被所抓取的墙板600遮挡，从而实现边线安装到位检测功能。

请参照图3，可选地，为了准确判定3D相机是否移动到位，3D相机驱动机构30还包括竖向到位检测机构34和横向到位检测机构35。

其中，竖向到位检测机构34用于检测滑动板31到达上极限位置和下极限位置，横向到位检测机构35用于检测竖向驱动件执行端3212到达左极限位置和右极限位置。

竖向到位检测机构34包括上接近传感器341、下接近传感器342和竖向标记部343。上接近传感器341和下接近传感器342分别安装于夹爪机构背板421，并分别对应滑动板31的上极限位置和下极限位置。

竖向标记部343为安装于滑动板31的感应片或者具备感应功能的结构，用于供上接近传感器341和下接近传感器342检测，以判定滑动板31升降到位。

横向到位检测机构35包括横向接近传感器351和横向标记部352，横向接近传感器351固定于夹爪机构背板421，横向标记部352位于横向驱动件执行端3322，用于供横向接近传感器351检测，以便于控制器判定横向驱动件执行端3322横向移动到位。

在本申请的一些实施例中，横向接近传感器351设有一个，横向标记部352设有两个，两个横向标记部352分别对应横向驱动件执行端3322的左极限位置和右极限位置。例如，当横向驱动件执行端3322到达左极限位置时，横向接近传感器351检测到靠左的横向标记部352，以便于控制器判定横向驱动件执行端3322到达左极限位置；当横向驱动件执行端3322到达右极限位置时，横向接近传感器351检测到靠右的横向标记部352，以便于控制器判定横向驱动件执行端3322到达右极限位置。

通过该种形式，仅布置一个横向接近传感器351，能够占据较少的安装空间。

在其他实施例中，也可以设置一个横向标记部352和两个横向接近传感器351，以与竖向到位检测机构34类似的方法检测横向驱动件执行端3322横向移动到位。

请参照图4和图5，本申请实施例还提出一种墙板安装机器人的视觉检测方法，包括：

抓取墙板；

墙板位于搬运状态，根据姿态参数判断所抓取的墙板是否符合搬运条件，如果墙板符合搬运条件，上装机构正常搬运墙板；

墙板位于安装状态，根据所述姿态参数判断所抓取的墙板是否符合安装条件，如果墙板符合安装条件，上装机构正常安装墙板。

使用墙板安装机器人的视觉检测方法，能够检测墙板长度以及在各状态下其顶部距离地面710的高度，能够提高墙板安装机器人在抓取、搬运和安装环节的作业安全性。

在本申请的一些实施例中，使用本申请实施例中的墙板安装机器人100来实施该视觉检测方法。

在其他实施例中，该视觉检测方法不受限于墙板安装机器人100。

下面配合本身实施例中的墙板安装机器人100，来阐述墙板安装机器人的视觉检测方法的具体步骤。

墙板安装机器人的视觉检测方法具体包括：

S1:检测抓取的墙板600是否正确。

请参照图4，墙板安装机器人100通过夹爪机构42抓取墙板600后，并将墙板600调整至搬运状态，墙板600的底部被底爪托住，墙板600的背面靠在夹爪机构42上，墙板600的背面与3D相机的坐标系的YZ平面平行；

3D相机检测墙板600的底部坐标A(a1，a2，a3)和顶部坐标B(b1，b2，b3)；

控制器接收到底部坐标A(a1，a2，a3)和顶部坐标B(b1，b2，b3)，计算出L2、L3和H的数值；

结合预设已知值L1，计算L＝L1+L2，并对比L与L0；

如果L＝L0，则判断夹爪机构42正确抓取墙板600，即抓取了正确型号的墙板600且墙板600的摆放位置正确；

如果L≠L0，则判断夹爪机构42抓错墙板或者墙板处于错误摆放位置，则发送抓取错误信号，并暂停下一步的搬运动作，交互装置作出响应以提醒工作人员检查。

S2：检测抓取的墙板600在搬运过程中是否会撞击横梁。

请参照图4，当墙板600处于搬运状态时，控制器计算出墙板600的顶部至地面的高度H’，并对比H’与H0，其中，H1为预设的横梁距离地面的高度值，H0＝H1；

如果H’＜H1，控制器判定墙板600可在搬运状态下顺利通过横梁，即符合搬运条件；

如果H’≥H1，控制器判定墙板600可能会在搬运过程中撞击横梁，发送横梁撞击预警信号，并暂停下一步的搬运动作，交互装置作出响应以提醒工作人员检查，或者调整搬运状态来使H’＜H1。

进一步地，当墙板600处于搬运状态时，墙板的顶部至地面的高度H’的计算方法为：

h2＝Wcosθ；

H′＝H+h1+h2；

其中，θ为墙板顶面与竖直面之间的夹角；

W为墙板厚度。

S3：搬运至预备安装位置。

请参照图4，在满足L＝L0，H’＜H1的情况下，控制器判定墙板600能够进行安全搬运作业，底盘50作出响应并自动导航至预备安装位置。

S4：检测抓取的墙板600在安装过程中是否会撞击天花板。

请参照图5，在预备安装位置，调整墙板600至安装状态，根据所获取的姿态参数计算出墙板的顶部至地面的高度H’，并分析H’是否小于H0，其中，H2为预设的天花板距离地面710的高度值，H0＝H2；

如果H’＜H2，控制器判定墙板600可顺利安装，即墙板600符合安装条件；

如果H’≥H2，控制器判定墙板600可能会在安装过程中撞击天花板，发送天花板撞击预警信号，并暂停下一步的安装动作，交互装置作出响应以提醒工作人员检查。

进一步地，当墙板600处于安装状态时，墙板的顶部至地面的高度H’的计算方法为：H′＝H+L2。

请参照图7，S5：安装墙板600，拼缝检测。

当控制器判定墙板600可顺利安装时，发送安装信号；

3D相机驱动机构30作出响应，在横向驱动机构33和竖向驱动机构32的作用下，3D相机移动至已安装的墙板740的一侧，检测获取拼缝间距；

具体而言，通过3D相机检测已安装的墙板740和所抓取的墙板600之间的间距M值，来辅助上装机构40动作，使墙板600正确地拼装于已安装的墙板740的一侧；

底盘50作出响应,进一步移动至墙板安装位置，上装机构40将墙板600安装于墙面上预设的安装位置，完成一个墙板600的拼装作业。

使用墙板安装机器人100在安装墙板600的过程中，通过视觉检测方法进行辅助作业，能够在抓取墙板600时确保正确地抓取了墙板600，在搬运以确保墙板搬运过程中不会撞击横梁，在到达墙板安装位置以前确保墙板安装过程中不会撞击天花板，在墙板安装过程中检测拼缝位置以确保墙板拼装质量和精度。通过对墙板600在搬运安装过程中可能发生的各种碰撞进行实时检测反馈，降低了墙板600在抓取、搬运、安装过程中的撞击风险，提高了机器人作业的安全性。

在其他实施例中，本申请实施例中的墙板安装机器人100以及视觉检测方法也可以应用于其他类似的抓取、搬运、安装工件的场合中，而不局限于墙板安装作业。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种墙板安装机器人，其特征在于，包括：

底盘；

上装机构，安装于所述底盘，用于抓取、搬运和安装墙板；

视觉检测机构，安装于所述上装机构，所述视觉检测机构能够获取所述上装机构所抓取的墙板的姿态参数，并发送至控制器；

所述视觉检测机构包括原点，所述姿态参数包括所述原点距离地面的高度H、所述原点至所述上装机构所抓取的墙板的顶面的长度L2和所述原点至所述上装机构所抓取的墙板的长度L3；

所述控制器用于根据所述姿态参数判断所述墙板的顶部距离地面的高度H’是否小于预设高度值H0；

当所述上装机构所抓取的墙板处于搬运状态时，H0＝H1，如果H’＜H1，所述控制器判定墙板符合搬运条件，所述上装机构正常搬运墙板；

当所述上装机构所抓取的墙板处于安装状态时，H0＝H2，如果H’＜H2，所述控制器判定墙板符合安装条件，所述上装机构正常安装墙板。

2.根据权利要求1所述的墙板安装机器人，其特征在于，所述视觉检测机构包括：

3D相机组件，所述3D相机组件设有所述原点；

3D相机驱动机构，安装于所述上装机构，所述3D相机组件安装于所述3D相机驱动机构的执行端，所述3D相机驱动机构能够驱动所述3D相机组件移动。

3.根据权利要求2所述的墙板安装机器人，其特征在于，所述3D相机驱动机构包括：

滑动板，竖向滑动配合于所述上装机构；

竖向驱动机构，安装于所述上装机构，能够驱动所述滑动板竖向移动；

横向驱动机构，安装于所述滑动板，所述3D相机组件安装于所述横向驱动机构的执行端，所述横向驱动机构能够驱动所述3D相机组件横向移动。

4.根据权利要求3所述的墙板安装机器人，其特征在于，所述横向驱动机构包括：

平行连杆组件，包括多个平行设置的连杆，每个连杆的两端分别铰接于所述3D相机组件和所述滑动板；

横向驱动件，安装于所述滑动板，所述横向驱动件能够驱动所述多个连杆同步移动，以通过所述平行连杆组件带动所述3D相机组件横向移动。

5.根据权利要求3所述的墙板安装机器人，其特征在于，竖向驱动机构包括：

竖向驱动件，安装于所述上装机构；

拉板，所述拉板将所述竖向驱动件的执行端与所述滑动板相连，所述竖向驱动件通过所述拉板带动所述滑动板竖向移动。

6.根据权利要求3所述的墙板安装机器人，其特征在于，所述3D相机驱动机构还包括：

竖向到位检测机构，所述竖向到位检测机构用于检测所述滑动板到达上极限位置和下极限位置；

横向到位检测机构，所述横向到位检测机构用于检测所述竖向驱动机构的执行端到达左极限位置和右极限位置。

7.根据权利要求3所述的墙板安装机器人，其特征在于，在所述横向驱动机构的驱动下，所述3D相机组件具有左临界检测位置和右临界检测位置，当所述3D相机组件位于所述左临界检测位置右临界检测位置时，所述原点均位于所述上装机构所抓取的墙板的轮廓之外。

8.根据权利要求2所述的墙板安装机器人，其特征在于，所述3D相机组件包括：

3D相机；

相机支架，安装于所述3D相机驱动机构的执行端，所述3D相机安装于所述相机支架；

相机护罩，安装于所述相机支架，并罩设住所述3D相机的背侧。

9.根据权利要求1所述的墙板安装机器人，其特征在于，所述上装机构包括：

底架，固定于所述底盘；

夹爪机构，用于抓取墙板，所述视觉检测机构安装于所述夹爪机构的背侧；

上装驱动机构，安装于所述底架，所述夹爪机构转动连接于所述底架，所述上装驱动机构能够驱动所述夹爪机构转动，以使所述夹爪机构抓取的墙板具有搬运状态和安装状态；

当墙板位于安装状态时，墙板垂直于地面竖向设置；

当墙板位于搬运状态时，墙板与地面之间倾斜设置。

10.一种墙板安装机器人的视觉检测方法，其特征在于，所述墙板安装机器人的视觉检测方法使用了如权利要求1-9任一项所述的墙板安装机器人，所述墙板安装机器人的视觉检测方法包括：

抓取墙板；

检测所抓取的墙板的姿态参数；

墙板位于搬运状态，根据所述姿态参数判断所抓取的墙板是否符合搬运条件，如果墙板符合搬运条件，上装机构正常搬运墙板；

墙板位于安装状态，根据所述姿态参数判断所抓取的墙板是否符合安装条件，如果墙板符合安装条件，上装机构正常安装墙板。

11.根据权利要求10所述的墙板安装机器人的视觉检测方法，其特征在于，“抓取墙板”的步骤包括：

获取L2值，根据预设L1值，计算L＝L1+L2，并分析L是否等于L0；

当L＝L0时，控制器判定正确抓取墙板。

12.根据权利要求10所述的墙板安装机器人的视觉检测方法，当墙板位于搬运状态时，根据所获取的姿态参数计算出墙板的顶部至地面的高度H’，并分析H’是否小于H1，当H’＜H1时，控制器判定墙板符合搬运条件。

13.根据权利要求10所述的墙板安装机器人的视觉检测方法，其特征在于，当墙板处于搬运状态时，墙板的顶部至地面的高度H’的计算方法为：

h2＝Wcosθ；

H′＝H+h1+h2；

其中，θ为墙板顶面与竖直面之间的夹角；

W为墙板厚度。

14.根据权利要求10所述的墙板安装机器人的视觉检测方法，当墙板位于安装状态时，根据所获取的姿态参数计算出墙板的顶部至地面的高度H’，并分析H’是否小于H2，当H’＜H2时，控制器判定墙板符合安装条件。

15.根据权利要求14所述的墙板安装机器人的视觉检测方法，其特征在于，当墙板处于安装状态时，墙板的顶部至地面的高度H’的计算方法为：

H′＝H+L2。

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