CN115992581A - 瓷砖铺贴机器人的铺砖方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法，瓷砖铺贴机器人包括移动底盘、控制器、机械臂和末端执行装置，末端执行装置上设置有多维传感系统、摊铺浇浆组件和瓷砖取放组件，方法包括：瓷砖铺贴机器人根据导航指令行走至指定位置；响应于基于多维传感系统、控制器和机械臂将末端执行装置调整至第一位姿，以利用摊铺浇浆组件将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油；响应于基于多维传感系统、控制器和机械臂将末端执行装置调整至第二位姿，以利用瓷砖铺贴组件将待铺贴的瓷砖铺贴至已经喷淋好水泥油的作业面上。本发明方法，能够降低瓷砖铺贴的成本以及提高瓷砖铺贴的效率和质量。

Description

瓷砖铺贴机器人的铺砖方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法。

背景技术

在装修作业中，瓷砖铺贴是一项精细且工程体量较大的工序，包括砂浆摊铺、水泥油浇筑以及贴砖等工序。目前瓷砖铺贴主要依赖于人工进行手动铺贴，不仅成本高、效率低，而且铺贴质量也无法保障。

因此，目前亟待需要一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法来解决上述问题。

发明内容

基于人工铺贴瓷砖效率较低且质量无法保证的问题，本发明实施例提供了一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法，能够降低瓷砖铺贴的成本以及提高瓷砖铺贴的效率和质量。

本发明实施例提供了一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法，所述瓷砖铺贴机器人包括移动底盘、控制器、机械臂和末端执行装置，所述末端执行装置上设置有多维传感系统、摊铺浇浆组件和瓷砖取放组件，所述机械臂的一端与所述移动底盘连接，所述机械臂的另一端与所述末端执行装置连接，所述控制器分别与移动底盘、所述所述多维传感系统、所述摊铺浇浆组件和所述机械臂通讯连接；

所述方法包括：

瓷砖铺贴机器人根据导航指令行走至指定位置；

响应于基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂将所述末端执行装置调整至第一位姿，以利用所述摊铺浇浆组件将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油；其中，在所述第一位姿，所述末端执行装置与水平面平行且满足砂浆摊铺的预设位置要求和预设高度要求；

响应于基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂将所述末端执行装置调整至第二位姿，以利用所述瓷砖铺贴组件将待铺贴的瓷砖铺贴至已经喷淋好水泥油的作业面上；其中，在所述第二位姿，所述末端执行装置与水平面平行且满足瓷砖铺贴的预设位置要求和预设高度要求。

在一种可能的设计中，所述多维传感系统包括平面视觉系统、倾角传感系统和高度传感系统；

所述基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂将所述末端执行装置调整至第一位姿，包括：

利用所述倾角传感系统以预设的时间间隔检测当前时刻末端执行装置与水平面的夹角，并将所述夹角传输至所述控制器，所述控制器根据所述夹角控制所述机械臂调整所述末端执行装置的姿态，直至所述末端执行装置与水平面平行；

利用所述平面视觉系统以第一帧率对参考砖的砖角位置以及当前时刻末端执行装置的位置信息进行采集和数据解析，并将解析结果同步传输至所述控制器，所述控制器根据所述解析结果与砂浆摊铺的预设位置的差值控制所述机械臂调整所述末端执行装置的姿态，直至所述末端执行装置的位置满足砂浆摊铺的预设位置要求；

利用所述高度传感系统以第二帧率检测第一基准激光线与当前时刻末端执行装置的高度差，并将所述高度差传输至所述控制器，所述控制器根据所述高度差和砂浆摊铺的预设高度要求调整所述末端执行装置的姿态，直至所述末端执行装置的高度满足砂浆摊铺的预设高度要求。

在一种可能的设计中，所述摊铺浇浆组件包括支撑板、刮板和喷淋管，所述刮板和所述喷淋管分别设置于所述支撑板的两侧，所述喷淋管上设置有多个等间隔分布的进料口和多个等间隔分布的出料口，每个所述进料口均与水泥油供给装置连接；

所述利用所述摊铺浇浆组件将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油，包括：

开启所述水泥油供给装置，通过移动所述机械臂带动所述刮板移动，以将待处理作业面上的砂浆摊平，同时通过所述出料口将所述喷淋管内的水泥油均匀地喷洒至已经刮平的砂浆上。

在一种可能的设计中，所述摊铺浇浆组件还包括驱动装置和框架，所述框架的一端与所述末端执行装置的底板铰接，所述框架的另一端与所述支撑板连接，所述驱动装置与所述框架连接，所述驱动装置驱动所述框架沿所述底板做俯仰运动，以使所述摊铺浇浆组件在工作状态和收拢状态之间切换；

在所述利用所述摊铺浇浆组件将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油之后，还包括：

利用所述驱动装置将所述摊铺浇浆组件翻转至收拢状态；

利用所述瓷砖铺贴组件拾取待铺贴的瓷砖。

在一种可能的设计中，所述基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂将所述末端执行装置调整至第二位姿，包括：

利用所述倾角传感系统以预设的时间间隔检测当前时刻末端执行装置与水平面的夹角，并将所述夹角传输至所述控制器，所述控制器根据所述夹角控制所述机械臂调整所述末端执行装置的姿态，直至所述末端执行装置与水平面平行；

利用所述平面视觉系统以所述第一帧率对参考砖的砖角位置以及当前时刻末端执行装置的姿态信息进行采集和数据解析，并将解析结果同步传输至所述控制器，所述控制器根据所述解析结果与瓷砖铺贴的预设位置的差值控制所述机械臂调整所述末端执行装置的姿态，直至所述末端执行装置的位置满足瓷砖铺贴的预设位置要求；

利用所述高度传感系统以所述第二帧率检测第二基准激光线与当前时刻末端执行装置的高度差，并将所述高度差传输至所述控制器，所述控制器根据所述高度差和瓷砖铺贴的预设高度要求调整所述末端执行装置的姿态，直至所述末端执行装置的高度满足瓷砖铺贴的预设高度要求。

在一种可能的设计中，所述第一帧率为60fps。

在一种可能的设计中，所述第二帧率为60fps。

在一种可能的设计中，所述预设的时间间隔为20ms。

在一种可能的设计中，所述移动底座的底端设置有多个高度可调的支腿；

在所述瓷砖铺贴机器人根据导航指令行走至指定位置之后，还包括：

利用所述倾角系统检测所述末端执行装置是否与水平面平行，若否，调整每个所述支腿的高度，直至所述末端执行装置与水平面平行并支撑稳定。

在一种可能的设计中，所述瓷砖铺贴机器人还包括供砖装置，所述供砖装置包括至少一个可滑动的料仓，每个所述料仓上均形成有多个间隔分布的空腔，每个待铺贴瓷砖竖直地放置于每个空腔内；

所述利用所述瓷砖铺贴组件拾取待铺贴的瓷砖，包括：

将所述供砖装置中的一个料仓滑动至靠近所述末端执行装置的位置；

利用所述机械臂带动所述瓷砖取放组件抓取所述料仓内的瓷砖，并在抓取瓷砖后移动至待铺贴位置；

收回所述料仓，以防止影响所述瓷砖铺贴。

本发明实施例中，由于调整末端执行装置的第一位姿、第二位姿、砂浆摊平、喷淋水泥油和瓷砖铺贴等工序均是通过瓷砖铺贴机器人预设的程序完成的，因此各项工序的完成质量和完成速度均高于人工铺砖的方法。由此可知，本发明方法，能够降低瓷砖铺贴的成本以及提高瓷砖铺贴的效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法的流程图；

图2是本发明一实施例提供的瓷砖铺贴机器人某一视角下的结构示意图；

图3是图2所示的瓷砖铺贴机器人另一视角下的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的末端执行装置在收拢状态下某一视角的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的末端执行装置在收拢状态下另一视角的结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的末端执行装置在工作状态下的结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的摊铺浇浆组件的结构示意图；

图8是图7所示的的第一摊铺浇浆组件的正视图；

图9是本发明一实施例提供的供砖装置的结构示意图。

附图标记：

1-移动底盘；

2-机械臂；

3-末端执行装置；

31-平面视觉系统；

32-倾角传感系统；

33-高度传感系统；

34-摊铺浇浆组件；

341-支撑板；

342-刮板；

343-喷淋管；

344-驱动装置；

345-框架；

35-瓷砖取放组件；

36-关断装置；

361-舵机；

362-第一连杆；

363-第二连杆；

364-第三连杆；

365-阀板；

366-弹性密封板；

37-架体；

371-顶板；

372底板；

373-支撑柱；

4-供砖装置；

41-料仓；

5-伸缩机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面描述以上构思的具体实现方式。

请参考图1，本发明实施例提供了一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法，如图2和图3所示，该瓷砖铺贴机器人包括移动底盘1、控制器、机械臂2和末端执行装置3，末端执行装置3上设置有多维传感系统、摊铺浇浆组件34和瓷砖取放组件35，机械臂2的一端与移动底盘1连接，机械臂2的另一端与末端执行装置3连接，控制器分别与移动底盘1、多维传感系统、摊铺浇浆组件34和机械臂2通讯连接；

方法包括：

步骤100，瓷砖铺贴机器人根据导航指令行走至指定位置；

步骤102，响应于基于多维传感系统、控制器和机械臂2将末端执行装置3调整至第一位姿，以利用摊铺浇浆组件34将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油；其中，在第一位姿，末端执行装置3与水平面平行且满足砂浆摊铺的预设位置要求和预设高度要求；

步骤104，响应于基于多维传感系统、控制器和机械臂2将末端执行装置3调整至第二位姿，以利用瓷砖铺贴组件将待铺贴的瓷砖铺贴至已经喷淋好水泥油的作业面上；其中，在第二位姿，末端执行装置3与水平面平行且满足瓷砖铺贴的预设位置要求和预设高度要求。

在该实施例中，由于调整末端执行装置3的第一位姿、第二位姿、砂浆摊平、喷淋水泥油和瓷砖铺贴等工序均是通过瓷砖铺贴机器人预设的程序完成的，因此各项工序的完成质量和完成速度均高于人工铺砖的方法。由此可知，本发明方法能够降低瓷砖铺贴的成本以及提高瓷砖铺贴的效率和质量。

在该实施例中，移动底盘1通过舵轮移动，机械臂2为六轴机械臂2，其具有六个自由度，可以调整末端执行装置3六个方向的位姿。舵轮和六轴机械臂2属于本领域的常规设置，本申请不再赘述其具体结构。

针对步骤102，如图5和图6所示，在一些实施方式中，多维传感系统包括平面视觉系统31、倾角传感系统32和高度传感系统33；

基于多维传感系统、控制器和机械臂2将末端执行装置3调整至第一位姿，包括：

利用倾角传感系统32以预设的时间间隔检测当前时刻末端执行装置3与水平面的夹角，并将夹角传输至控制器，控制器根据夹角控制机械臂2调整末端执行装置3的姿态，直至末端执行装置3与水平面平行；

利用平面视觉系统31以第一帧率对参考砖的砖角位置以及当前时刻末端执行装置3的位置信息进行采集和数据解析，并将解析结果同步传输至控制器，控制器根据解析结果与砂浆摊铺的预设位置的差值控制机械臂2调整末端执行装置3的姿态，直至末端执行装置3的位置满足砂浆摊铺的预设位置要求；

利用高度传感系统33以第二帧率检测第一基准激光线与当前时刻末端执行装置3的高度差，并将高度差传输至控制器，控制器根据高度差和砂浆摊铺的预设高度要求调整末端执行装置3的姿态，直至末端执行装置3的高度满足砂浆摊铺的预设高度要求。

在该实施例中，多维传感系统为六维传感系统，可实现X、Y、Z、Roll、Pitch以及Yaw方向六个自由度的位姿补偿。此外，末端执行装置3还包括架体37，该架体37包括顶板、底板372和设置于顶板和底板372之间的支撑柱373。倾角传感系统32包括倾角传感器，设置于底板372靠近作业面的一侧，倾角传感器用于感知末端执行装置3在Roll方向和Pitch方向相对于大地水平坐标的误差，即末端执行装置3与水平面的夹角。当机器人停稳后，展开机械臂2并到达示教点位后，倾角传感器以预设的时间间隔对当前时刻末端执行装置3的姿态进行感知并传输给机器人控制器，通过机械臂2控制系统在机械臂2运动过程中对末端执行装置3的姿态进行实时调整，当末端执行装置3到达设定位置后，保证末端执行装置3与大地绝对水平方向平行。同时，平面视觉系统31包括两个二维相机，每个相机分别设置于顶板的两侧，每个相机用于拍摄参考砖的边角、作业面的边角和末端执行装置3的边角(即末端执行装置3中刮板342的边角)，并将拍摄到的信息传输至控制器，控制器通过机械臂2调整末端执行装置3的边角与参考砖或作业面的边角的相对位置关系，直至末端执行装置3的边角与参考砖或作业面的边角平行且两者之间的间距满足预设间距，该平面视觉系统31主要负责末端执行装置3在X方向、Y方向以及Yaw方向三个自由度的位姿补偿。

另外，高度传感系统33包括一个二维相机和遮光板，二维相机设置在底板372靠近作业面的一侧，根据二维相机的轴线高度可以确定出末端执行装置3相对于大地的绝对高度，该系统用于补偿Z方向的误差。遮光板可用于接收水平仪发射的激光线。在该实施例中，为了保证砂浆的摊铺高度准确，首先需要用激光水平仪发射一条第一基准激光线，用于标定砂浆摊铺的预设高度。然后，高度传感系统33根据该第一基准激光线在遮光板上的投影，计算出当前时刻末端执行装置3的高度相较于地面的绝对高度，并与砂浆摊铺的预设高度做差值，并将差值反馈给机器人的控制器，控制器根据该差值采集的时钟周期和滤波算法计算出每个控制周期的补偿量，控制机械臂2以8ms的标准同步周期对末端执行装置3的位姿进行调整，保证机器人干砂浆摊铺垂直位置的精确性，不仅能够保证砂浆摊铺的高度精确，又不会碰倒已经做好的完成面以及保证待铺贴的区域不存在缺料情况。

如图4～6所示，在一些实施方式中，摊铺浇浆组件34包括支撑板341、刮板342和喷淋管343，刮板342和喷淋管343分别设置于支撑板341的两侧，喷淋管343上设置有多个等间隔分布的进料口和多个等间隔分布的出料口，每个进料口均与水泥油供给装置连接；

利用摊铺浇浆组件34将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油，包括：

开启水泥油供给装置，通过移动机械臂2带动刮板342移动，以将待处理作业面上的砂浆摊平，同时通过出料口将喷淋管343内的水泥油均匀地喷洒至已经刮平的砂浆上。

在该实施例中，摊铺浇浆组件34既能完成砂浆摊铺，又能在砂浆摊铺平整后紧接着在其表面喷淋水泥油，一次性完成先刮后喷两道工序，因此完成质量和效率均较高。

还需要说明的是，在砂浆摊铺和喷淋水泥油的过程中，高度传感系统33和倾角传感系统32仍旧在实时反馈当前时刻末端执行装置3的位姿因运动而产生的误差，并通过控制器对其位姿进行实时补偿，保证摊铺的全局高度一致性和水泥油淋撒的均匀性。此外，利用六维传感系统数据的同步补偿，实现了整个铺砖精补偿过程的连续性和高效性，实验结论证明，在40mm的误差范围内进行误差补偿，非同步补偿时间为8-12s，而六维同步补偿时间为2.5s，且不会产生超调。

在一些实施方式中，摊铺浇浆组件34还包括驱动装置344和框架345，框架345的一端与末端执行装置3的底板372铰接，框架345的另一端与支撑板341连接，驱动装置344与框架345连接，驱动装置344驱动框架345沿底板372做俯仰运动，以使摊铺浇浆组件34在工作状态和收拢状态之间切换；

在利用摊铺浇浆组件34将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油之后，还包括：

利用驱动装置344将摊铺浇浆组件34翻转至收拢状态；

利用瓷砖铺贴组件拾取待铺贴的瓷砖。

在该实施例中，驱动装置344为气缸，当需要摊铺砂浆时，驱动装置344通过驱动框架345将摊铺浇浆组件34翻转至底部，当需要铺贴瓷砖时，驱动装置344通过驱动框架345将摊铺浇浆组件34翻转至顶部，然后通过控制器驱动机械臂2，带动瓷砖铺贴组件移动至待铺贴瓷砖处，并抓取瓷砖后再回到待铺贴位置。

如图7和图8所示，在一些实施例方式中，支撑板341和喷淋管343之间还设置有关断装置36，关断装置36包括舵机361、第一连杆362、第二连杆363、第三连杆364和阀板365；

舵机361固定于框架345的顶端，第一连杆362的一端与舵机361铰接，第一连杆362的另一端与第二连杆363的一端铰接，第二连杆363的另一端与第三连杆364的一端铰接，第三连杆364的另一端与喷淋管343固定连接，阀板365的一侧与支撑板341靠近喷淋管343的一侧固定连接，阀板365的另一侧设置有圆弧形的凹槽，喷淋管343的外壁与凹槽抵接。

在一些实施例方式中，开启水泥油供给装置后，还包括：利用舵机361驱动喷淋管343转动，使每个出料口均裸露在凹槽的外部，如此，可以使进入喷淋管343内的水泥油均匀地从出料口流出。当无需喷淋水泥油时，利用舵机361驱动喷淋管343转动，使每个出料口均抵接在凹槽的内部，从而关断水泥油，避免浪费材料以及影响铺贴质量。

在一些实施方式中，为了保证是水泥油关断的严密性，在阀板365和喷淋管343之间还设置有弹性密封板366。弹性密封板366设置于凹槽和喷淋管343之间，以通过喷淋管343和弹性密封板366之间的弹性挤压力阻止水泥油外漏。

当然，该关断装置36还可以包括用于防止弹性密封板366移位的限位块和用于防止喷淋管343移位的限位块等，本申请不对其结构做具体限定。

针对步骤104，在一些实施方式中，基于多维传感系统、控制器和机械臂2将末端执行装置3调整至第二位姿，包括：

利用倾角传感系统32以预设的时间间隔检测当前时刻末端执行装置3与水平面的夹角，并将夹角传输至控制器，控制器根据夹角控制机械臂2调整末端执行装置3的姿态，直至末端执行装置3与水平面平行；

利用平面视觉系统31以第一帧率对参考砖的砖角位置以及当前时刻末端执行装置3的姿态信息进行采集和数据解析，并将解析结果同步传输至控制器，控制器根据解析结果与瓷砖铺贴的预设位置的差值控制机械臂2调整末端执行装置3的姿态，直至末端执行装置3的位置满足瓷砖铺贴的预设位置要求；

利用高度传感系统33以第二帧率检测第二基准激光线与当前时刻末端执行装置3的高度差，并将高度差传输至控制器，控制器根据高度差和瓷砖铺贴的预设高度要求调整末端执行装置3的姿态，直至末端执行装置3的高度满足瓷砖铺贴的预设高度要求。

在该实施例中，机器人会根据之前干砂浆精摊铺反馈的数据确定瓷砖铺贴的初始位姿并精准移动到此处。完成该过程后，机器人会再次启动倾角传感系统32，每20ms对机器人当前时刻末端执行装置3的姿态进行感知并传输给机器人控制器，通过机械臂2控制系统在机械臂2运动过程中对末端执行装置3的姿态进行实时调整，当到指定位姿后，保证末端执行装置3与大地绝对水平方向平行。同时平面视觉系统31，以第一帧率对参考砖的砖角位置及姿态信息进行采集和数据解析，并同步回传给控制器，控制器通过将数据与瓷砖铺贴的预设位置的数据做对比，计算补偿值并通过通信总线下发给机械臂2的驱动器，进而调整末端执行装置3的位姿，在该实施例中，瓷砖铺贴的预设位置可以是与参考砖的间隙为2mm。同时，高度传感系统33以第二帧率观测激光水平仪发射的第二基准激光线的高度，第二基准激光线用于标定瓷砖铺贴的预设高度。高度传感系统33根据第二基准激光线在遮光板上面的投影，计算出当前时刻末端执行装置3相较于地面的绝对高度，并与瓷砖铺贴的预设高度做差值，并将该差值反馈给机器人控制器，控制器根据该差值采集的时钟周期和滤波算法计算出每个控制周期的补偿量，控制机械臂2以8ms的标准同步周期对末端执行装置3的位姿进行调整，保证机器人瓷砖铺贴垂直高度的精确性，上述过程持续直至地砖铺贴的六个维度误差均达到了给定的误差范围内，机械臂2会停止运动，瓷砖铺贴组件会放开瓷砖，并移动回待命位。

在一些实施方式中，第一帧率和第二帧率均为60fps。在该帧率下，检测的准确性和检测效率均较高。同样地，倾角传感系统32检测的预设的时间间隔为20ms，也是为了在保证精度的同时提高计算效率。当然，用户也可以选用其它帧率或时间间隔，本申请并不以此为限。

在上述实施例中，利用瓷砖铺贴机器人完成干砂浆精摊平、水泥油均匀涂抹、铺砖调平及调节砖缝，只需要1分钟时间，而传统人工作业大概需要3～5分钟。可见，该方法极大地提高了工作效率。

如图2和图3所示，在一些实施方式中，移动底座的底端设置有多个高度可调的支腿；

在瓷砖铺贴机器人根据导航指令行走至指定位置之后，还包括：

利用倾角系统检测末端执行装置3是否与水平面平行，若否，调整每个支腿的高度，直至末端执行装置3与水平面平行并支撑稳定。

如图3和图9所示，在一些实施方式中，瓷砖铺贴机器人还包括供砖装置4，供砖装置4包括至少一个可滑动的料仓41，每个料仓41上均形成有多个间隔分布的空腔，每个待铺贴瓷砖竖直地放置于每个空腔内；

利用瓷砖铺贴组件拾取待铺贴的瓷砖，包括：

将供砖装置4中的一个料仓41滑动至靠近末端执行装置3的位置；

利用所述机械臂2带动所述瓷砖取放组件35抓取所述料仓内的瓷砖，并在抓取瓷砖后移动至待铺贴位置；

收回料仓41，以防止影响瓷砖铺贴。

在该实施例中，供砖装置4可拆卸地设置于移动底盘1的一端，当需要用砖时，推出一组料仓41，当无需用砖时，收回料仓41，如此可增加取砖和上砖的灵活性。当然，该供砖装置4装置还可以包括气缸、设置于每个料仓41底部的滑轨、滑块和底座等部件，本申请不做具体限定。

如图2所示，在一些实施方式中，还包括设置于舵轮之间的伸缩机构5，伸缩机构5的一端设置于移动底盘1的导轨上，另一端与机械臂2连接。伸缩机构5可以从移动底盘1上滑出或收回。当需要摊铺较远处的砂浆或铺贴较远处的瓷砖时，先将机械臂2移动至施工点附件，然后将伸缩机构5滑出，以增加施工距离。当完成作业后，再将伸缩机构5收回。如此，可避免频繁挪动机器人移动底盘1的位置，提高作业效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种瓷砖铺贴机器人的铺砖方法，其特征在于，所述瓷砖铺贴机器人包括移动底盘(1)、控制器、机械臂(2)和末端执行装置(3)，所述末端执行装置(3)上设置有多维传感系统、摊铺浇浆组件(34)和瓷砖取放组件(35)，所述机械臂(2)的一端与所述移动底盘(1)连接，所述机械臂(2)的另一端与所述末端执行装置(3)连接，所述控制器分别与所述移动底盘(1)、所述多维传感系统、所述摊铺浇浆组件(34)和所述机械臂(2)通讯连接；

所述方法包括：

瓷砖铺贴机器人根据导航指令行走至指定位置；

响应于基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂(2)将所述末端执行装置(3)调整至第一位姿，利用所述摊铺浇浆组件(34)将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油；其中，在所述第一位姿，所述末端执行装置(3)与水平面平行且满足砂浆摊铺的预设位置要求和预设高度要求；

响应于基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂(2)将所述末端执行装置(3)调整至第二位姿，利用所述瓷砖铺贴组件将待铺贴的瓷砖铺贴至已经喷淋好水泥油的作业面上；其中，在所述第二位姿，所述末端执行装置(3)与水平面平行且满足瓷砖铺贴的预设位置要求和预设高度要求。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多维传感系统包括平面视觉系统(31)、倾角传感系统(32)和高度传感系统(33)；

所述基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂(2)将所述末端执行装置(3)调整至第一位姿，包括：

利用所述倾角传感系统(32)以预设的时间间隔检测当前时刻末端执行装置(3)与水平面的夹角，并将所述夹角传输至所述控制器，所述控制器根据所述夹角控制所述机械臂(2)调整所述末端执行装置(3)的姿态，直至所述末端执行装置(3)与水平面平行；

利用所述平面视觉系统(31)以第一帧率对参考砖的砖角位置以及当前时刻末端执行装置(3)的位置信息进行采集和数据解析，并将解析结果同步传输至所述控制器，所述控制器根据所述解析结果与砂浆摊铺的预设位置的差值控制所述机械臂(2)调整所述末端执行装置(3)的姿态，直至所述末端执行装置(3)的位置满足砂浆摊铺的预设位置要求；

利用所述高度传感系统(33)以第二帧率检测第一基准激光线与当前时刻末端执行装置(3)的高度差，并将所述高度差传输至所述控制器，所述控制器根据所述高度差和砂浆摊铺的预设高度要求调整所述末端执行装置(3)的姿态，直至所述末端执行装置(3)的高度满足砂浆摊铺的预设高度要求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述摊铺浇浆组件(34)包括支撑板(341)、刮板(342)和喷淋管(343)，所述刮板(342)和所述喷淋管(343)分别设置于所述支撑板(341)的两侧，所述喷淋管(343)上设置有多个等间隔分布的进料口和多个等间隔分布的出料口，每个所述进料口均与水泥油供给装置连接；

所述利用所述摊铺浇浆组件(34)将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油，包括：

开启所述水泥油供给装置，通过移动所述机械臂(2)带动所述刮板(342)移动，以将待处理作业面上的砂浆摊平，同时通过所述出料口将所述喷淋管(343)内的水泥油均匀地喷洒至已经刮平的砂浆上。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述摊铺浇浆组件(34)还包括驱动装置(344)和框架(345)，所述框架(345)的一端与所述末端执行装置(3)的底板(372)铰接，所述框架(345)的另一端与所述支撑板(341)连接，所述驱动装置(344)与所述框架(345)连接，所述驱动装置(344)驱动所述框架(345)沿所述底板(372)做俯仰运动，以使所述摊铺浇浆组件(34)在工作状态和收拢状态之间切换；

在所述利用所述摊铺浇浆组件(34)将待处理作业面上的砂浆刮平，并在已经刮平的砂浆上喷淋水泥油之后，还包括：

利用所述驱动装置(344)将所述摊铺浇浆组件(34)翻转至收拢状态；

利用所述瓷砖铺贴组件拾取待铺贴的瓷砖。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述多维传感系统、所述控制器和所述机械臂(2)将所述末端执行装置(3)调整至第二位姿，包括：

利用所述倾角传感系统(32)以所述预设的时间间隔检测当前时刻末端执行装置(3)与水平面的夹角，并将所述夹角传输至所述控制器，所述控制器根据所述夹角控制所述机械臂(2)调整所述末端执行装置(3)的姿态，直至所述末端执行装置(3)与水平面平行；

利用所述平面视觉系统(31)以所述第一帧率对参考砖的砖角位置以及当前时刻末端执行装置(3)的姿态信息进行采集和数据解析，并将解析结果同步传输至所述控制器，所述控制器根据所述解析结果与瓷砖铺贴的预设位置的差值控制所述机械臂(2)调整所述末端执行装置(3)的姿态，直至所述末端执行装置(3)的位置满足瓷砖铺贴的预设位置要求；

利用所述高度传感系统(33)以所述第二帧率检测第二基准激光线与当前时刻末端执行装置(3)的高度差，并将所述高度差传输至所述控制器，所述控制器根据所述高度差和瓷砖铺贴的预设高度要求调整所述末端执行装置(3)的姿态，直至所述末端执行装置(3)的高度满足瓷砖铺贴的预设高度要求。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一帧率为60fps。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二帧率为60fps。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的时间间隔为20ms。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动底座的底端设置有多个高度可调的支腿；

在所述瓷砖铺贴机器人根据导航指令行走至指定位置之后，还包括：

利用所述倾角系统检测所述末端执行装置(3)是否与水平面平行，若否，调整每个所述支腿的高度，直至所述末端执行装置(3)与水平面平行并支撑稳定。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述瓷砖铺贴机器人还包括供砖装置，所述供砖装置包括至少一个可滑动的料仓，每个所述料仓上均形成有多个间隔分布的空腔，每个待铺贴瓷砖竖直地放置于每个空腔内；

所述利用所述瓷砖铺贴组件拾取待铺贴的瓷砖，包括：

将所述供砖装置中的一个料仓滑动至靠近所述末端执行装置(3)的位置；

利用所述机械臂(2)带动所述瓷砖取放组件(35)抓取所述料仓内的瓷砖，并在抓取瓷砖后移动至待铺贴位置；

收回所述料仓，以防止影响所述瓷砖铺贴。

Images