CN116696089A - 夹爪、砌砖方法及砌砖设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种夹爪、砌砖方法及砌砖设备。夹爪用于沿左右方向砌筑砖块，工作环境中具有右侧基准面和左侧基准面，右侧基准面和左侧基准面用于控制砖块的砌筑位置，夹爪包括：本体，用于沿前后方向拾取砖块并沿左右方向砌筑砖块；第一距离传感器，设置于本体，用于检测砖块到右侧基准面的距离；第二距离传感器，设置于本体，用于检测砖块到左侧基准面的距离；其中，夹爪被配置为由左向右砌筑并砌筑到末位的砖块时通过第一距离传感器在左右方向上定位砖块；夹爪被配置为由右向左砌筑并砌筑到末位的砖块时通过第二距离传感器在左右方向上定位砖块。本申请技术方案能够解决末位砖块无法自动砌筑的问题，还能够由右向左和由左向右两种方向交替砌筑。

Description

夹爪、砌砖方法及砌砖设备

技术领域

本申请涉及砌筑技术领域，具体而言，涉及一种夹爪、砌砖方法及砌砖设备。

背景技术

砖墙一般采用人工砌筑，占用人工较多，砌筑砖墙的施工工作开始采用自动化设备。砌筑时，一般以前一砖块的端面为基准，以定位并砌筑后一砖块，实现依次砌筑。但，在砌筑到末位时，前一砖块的端面和末位处的柱面(或剪力墙面)之间的末位空间仅能恰好容纳一个砖块，因此砖块必须完全对准末位空间才能向下放入实现砌筑。然而后一砖块高于前砖时，无法以低处的前砖的端面为基准面，因此无法定位末位的砖块，导致机械设备无法自动砌筑末位的砖块。

发明内容

本申请旨在提供一种夹爪、砌砖方法及砌砖设备，以解决末位的砖块无法自动砌筑的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种夹爪，用于沿左右方向砌筑砖块，工作环境中具有右侧基准面和左侧基准面，所述右侧基准面和所述左侧基准面用于控制所述砖块的砌筑位置，所述夹爪包括：

本体，用于拾取砖块并沿左右方向砌筑所述砖块；

第一距离传感器，设置于所述本体，用于检测所述砖块到所述右侧基准面的距离；

第二距离传感器，设置于所述本体，用于检测所述砖块到所述左侧基准面的距离；

其中，所述夹爪被配置为由左向右砌筑并砌筑到末位的所述砖块时通过所述第一距离传感器在所述左右方向上定位所述砖块；所述夹爪被配置为由右向左砌筑并砌筑到末位的所述砖块时通过所述第二距离传感器在所述左右方向上定位所述砖块。

本申请提供的技术方案中，由左向右砌筑时，左侧基准面为左侧的柱面或前砖的右端面，右侧基准面为右侧的柱面，且右侧基准面为末位处的基准面；由右向左砌筑时，右侧基准面为右侧的柱面或前砖的左端面，左侧基准面为左侧的柱面，且左侧基准面为末位处的基准面；通过设置第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器向右测距，第二距离传感器向左测距，砌筑至末位时，通过第一距离传感器和第二距离传感器中的一者朝末位方向检测砖块到末位处基准面的距离，实现定位末位的砖块，解决末位的砖块无法自动砌筑的问题。另外，本申请提供的技术方案，不仅适用于由右向左砌筑，还适用于由左向右砌筑，能够实现交替进行由右向左砌筑和由左向右砌筑，从而一排砖块砌筑完成后，夹爪无需空载返回起点，有效提高砌筑效率。

在本申请的一些实施例中，在所述首位砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测所述砖块到一侧基准面的距离，以定位所述砖块；

在所述首位和所述末位之间砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测后一所述砖块到前一所述砖块的距离，以定位后一所述砖块。

在上述技术方案中，由左向右砌筑时，左侧基准面为左侧的柱面或前砖的右端面，其中左侧的柱面为首位处的基准面，前砖的右端面为中间砖的基准面；由右向左砌筑时，右侧基准面为右侧的柱面或前砖的左端面，其中右侧的柱面为首位处的基准面，前砖的左端面为中间砖的基准面；由首位向末位砌筑过程中，先通过一个距离传感器以首位处的柱面的立面为基准面，实现定位并砌筑首位的砖块，然后通过该距离传感器以前砖的端面为基准面定位并砌筑中位的砖块，再通过另一个距离传感器以末位处的竖向构件的立面为的基准面，实现砌筑末位的砖块，解决无法定位末位的砖块的问题，进而解决末位的砖块无法自动砌筑的问题，实现全自动砌筑。

在本申请的一些实施例中，所述第一距离传感器设置于所述本体的左侧，所述第二距离传感器设置于所述本体的右侧。

在上述技术方案中，通过将第一距离传感器设置在本体的左侧，增大第一距离传感器到右侧基准面的距离，通过将第二距离传感器设置在本体的右侧，增大第二距离传感器到左侧基准面的距离，一方面，能够保证传感器到基准面的距离在传感器的检测范围内，避免传感器距离基准面过近而无法检测。尤其是在砌筑长度较短的首尾砖和末位砖时，通过增大传感器到基准面的距离以使其大于传感器的起始检测距离，能够有效避免传感器到基准面距离过近而定位不准的问题。

在本申请的一些实施例中，所述本体还包括沿上下方向排布的工作区域和避让区域，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器分别沿所述上下方向可移动地设置于所述本体，以在所述避让区域和所述工作区域之间移动；所述第一距离传感器在所述工作区域时检测所述砖块到所述本体的右侧基准面的距离、在所述避让区域时避让所述第二距离传感器，所述第二距离传感器在所述工作区域时检测所述砖块到所述本体的左侧基准面的距离、在所述避让区域时避让所述第一距离传感器。

在上述技术方案中，通过第一距离传感器和第二距离传感器分别沿上下方向可移动地设置于本体，以使第一距离传感器和第二距离传感器中的一者在工作时，另一者能够沿上下方向错开，从而让出空间，以免遮挡。

在本申请的一些实施例中，所述工作区域位于所述避让区域的下方。

在上述技术方案中，通过将工作区域设置在下方，避免砌筑中位砖时第一距离传感器或第二距离传感器的位置高出前砖，进而避免无法检测到前砖的端面。

在本申请的一些实施例中，所述夹爪还包括：第一滑动组件，包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨设置于所述本体的左侧并沿上下方向延伸，所述第一滑块滑动连接于所述第一导轨，所述第一距离传感器连接于所述第一滑块；第二滑动组件，包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨设置于所述本体的右侧并沿上下方向延伸，所述第二滑块滑动连接于所述第二导轨，所述第二距离传感器连接于所述第二滑块。

在上述技术方案中，通过设置第一滑动组件和第二滑动组件，保证第一距离传感器和第二距离传感器的移动稳定性，提高检测精度。通过提高检测精度，进一步保证在砌筑末位的砖块时，砖块能够恰好放入末位空间。

在本申请的一些实施例中，所述夹爪还包括：第一驱动件，设置于所述本体，所述第一驱动件的输出端连接于所述第一滑块，用于驱动所述第一滑块沿所述第一导轨移动；第二驱动件，设置于所述本体，所述第二驱动件的输出端连接于所述第二滑块，用于驱动所述第二滑块沿所述第二导轨移动。

在上述技术方案中，通过第一驱动件和第二驱动件分别驱动第一距离传感器和第二距离传感器传感器，实现自动切换位置，进一步实现自动检测和砌筑。

在本申请的一些实施例中，所述本体包括：基板；第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板分别设置于所述基板且沿前后方向相对设置，以用于夹取和释放砖块；其中，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器相对于所述基板固定设置。

在上述技术方案中，基板、第一夹板和第二夹板配合便于拾取砖块，第一距离传感器和第二距离传感器相对基板固定，能够保证砌筑时第一距离传感器和第二距离传感器的位置不变，降低第一距离传感器和第二距离传感器与基准面错位的风险。

在本申请的一些实施例中，所述第一夹板固定连接于所述基板，所述第二夹板沿前后方向可移动地连接于所述基板，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器设置于所述第一夹板。

在上述技术方案中，通过将第一夹板固定于基板，并将第一距离传感器和第二距离传感器设置在第一夹板，既实现拾取砖块，又实现降低第一距离传感器和第二距离传感器与基准面错位的风险，还无需另外设置用于固定第一距离传感器和第二距离传感器的结构，有效简化夹爪的结构。

在本申请的一些实施例中，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器设置于所述第一夹板背离所述第二夹板的一面。

在上述技术方案中，通过将第一距离传感器和第二距离传感器设置于第一夹板背离第二夹板的一面，使第一距离传感器和第二距离传感器远离砖块，以免第一距离传感器和第二距离传感器在夹取砖块和砌筑的过程中受压损坏。

在本申请的一些实施例中，所述基板设有第三导轨，所述第二夹板设有第三滑块，所述第三滑块连接于所述第三导轨；所述夹爪还包括：第三驱动件，所述第三驱动件设置于所述基板，所述第三驱动件的输出端连接于所述第三滑块。

在上述技术方案中，通过第三驱动件驱动第二夹板移动实现自动拾取，有利于实现自动砌筑。

在本申请的一些实施例中，所述夹爪还包括：定面传感器，设置于所述基板，所述定面传感器包括至少三个检测端，所述至少三个检测端中的任意三个不在同一直线上，每个所述检测端分别用于检测所述基板到所述砖块的上表面的距离，以确定所述砖块的上表面的平面度。

在上述技术方案中，通过设置具有至少三个检测端的定位传感器，以检测基板到砖块的上表面的距离，能够检测出砖块的上表面的平面度，并保证基板和砖块平行，进而使基板的姿态和砖块的姿态一致。

在本申请的一些实施例中，所述夹爪还包括：倾角传感器，设置于所述基板，用于检测所述基板的平面度。

在上述技术方案中，通过设置倾角传感器来检测基板平面度，实现检测砖块的平面度，从而防止夹爪所拾取的砖块倾斜，保证砖块在水平且平稳的姿态下被砌筑。

在本申请的一些实施例中，所述本体被配置为沿激光线限定出的预设路径砌筑所述砖块；所述夹爪还包括：视觉传感器，设置于所述本体，所述视觉传感器预设有基准线；所述视觉传感器用于拍摄所述激光线；所述夹爪被配置为在所述激光线和所述基准线重合时在所述前后方向上定位所述砖块。

在上述技术方案中，通过设置视觉传感器，当视觉传感器检测到的激光线和视觉传感器中设定好的基准线重合时，夹爪所拾取的砖块的姿态是沿左右方向的，且夹爪所拾取的砖块在前后方向上的定位准确，从而实现砖块在前后方向上定位。

第二方面，本申请实施例提供一种砌砖方法，其包括：使用夹爪拾取砖块，所述夹爪设有第一距离传感器和第二距离传感器；沿预设路径由首位向末位砌筑所述砖块，其中，在所述首位砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测所述砖块到所述预设路径的首端的距离，以定位所述砖块；在所述首位和所述末位之间砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测后一所述砖块到前一所述砖块的距离，以定位后一所述砖块；在所述末位砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的另一者检测所述砖块到所述预设路径的末端的距离，以定位所述砖块。

本申请提供的砌砖方法，先通过一个距离传感器以首位处的竖向构件的立面为基准面，实现定位并砌筑首位的砖块，然后通过该距离传感器以前砖的端面为基准面定位并砌筑中位的后砖，最后通过另一个距离传感器以末位处的竖向构件的立面为的基准面，实现砌筑末位的砖块，解决无法定位末位的砖块的问题，进而解决末位的砖块无法自动砌筑的问题，实现全自动砌筑。

第三方面，本申请实施例提供一种砌砖设备，其包括：设备主体；如第一方面任一项所述的夹爪；机械臂，设置于所述设备主体，并连接所述夹爪，用于驱动所述夹爪沿预设路径砌筑砖块。

本申请提供的砌砖设备，能够沿预设路径砌筑首位、中位和末位的砖块，实现全自动砌砖，砌筑效率高。

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砌砖设备的立体图；

图2为本申请实施例提供的砌砖设备的机械臂的立体图；

图3为本申请实施例提供的夹爪的爆炸图；

图4为本申请实施例提供的基板和第二夹板的爆炸图；

图5为本申请实施例提供的第一夹板的立体图；

图6为本申请实施例提供的第一夹板的主视图；

图7为本申请实施例提供的第二距离传感器的工作状态图；

图8为本申请实施例提供的第一距离传感器的工作状态图；

图9为本申请实施例提供的夹爪在首位、中位、末位砌筑砖块的状态图。

图标：1000-设备主体；1001-砖块储存位；2000-升降机构；3000-机械臂；3001-第一部分；3002-第二部分；3003-第三部分；3004-第四部分；3005-第五部分；4000-夹爪；11-基板；111-第三导轨；112-第三滑块；113-第三驱动件；114-直线轨道；1131-伺服电机；1132-主动轮；1133-从动轮；1134-传动带；1135-丝杠；1136-螺母；12-第一夹板；121-工作区域；122-避让区域；13-第二夹板；14-罩体；15-橡胶垫；2-第一距离传感器；21-第一导轨；22-第一滑块；23-第一驱动件；3-第二距离传感器；31-第二导轨；32-第二滑块；24-第二驱动件；4-定面传感器；41-检测端；5-倾角传感器；6-视觉传感器；5000-激光发射器；A-首位；B-中位；C-末位。

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做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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

目前，砖墙一般采用人工砌筑，耗费人工较多，为减少工人负荷，提高施工效率，采用自动化设备砌筑是建筑领域的发展方向。砌筑时，一般以前一砖块(简称前砖)的端面为基准，以定位并砌筑后一砖块(简称后转)，从而实现依次砌筑一排砖块。但，砌筑到一排砖块的末位时，前砖的端面和末位处的柱面(或剪力墙面)之间的末位空间仅能恰好容纳一个砖块，因此末位的砖块必须完全对准末位空间后才能向下放入实现砌筑。

对于，机械设备而言，当后砖高于前砖时，无法以低处的前砖的端面为基准面，因此无法定位末位的砖块，导致无法自动砌筑末位的砖块，进而导致不便于砌筑下一排砖块，必须要人工辅助砌筑末位的砖块，不能实现全自动砌筑，砌筑效率较低。

为解决无法自动砌筑末位砖块导致不能全自动砌筑的问题，本申请实施例提供一种方案，在夹爪上设置分别向两侧测量的两个距离传感器，在沿预设路径由首位向末位砌筑砖块的过程中，在首位砌筑砖块时以及在首位和末位之间砌筑砖块时，通过两个距离传感器中的一个检测砖块到首端的距离(即首位处的柱面或剪力墙面)，或检测砖块到前砖的距离，以定位砖块，实现依次砌砖；并在末位砌筑砖块时，通过两个距离传感器中的另一个检测砖块到末位处柱面或剪力墙面的距离，以定位砖块，解决无法定位和砌筑末位的砖块的问题，从而无需人工辅助即可实现整排砌筑，进而解决无法全自动砌筑的问题。

本申请提供的夹爪不仅适用于砌砖的设备，还能够用于地板铺设的设备、铺瓦的设备等用于依次布设固定材料的设备，本申请实施例以砌砖设备为例进行说明。

如图1所示，本申请实施例提供一种砌砖设备，砌砖设备包括设备主体1000、机械臂3000和夹爪4000，机械臂3000连接于设备主体1000，夹爪4000连接于机械臂3000，机械臂3000用于驱动夹爪4000沿预设路径砌筑砖块。

如图1和图2所示，砌砖设备还包括升降机构2000，机械臂3000的一端连接于升降机构2000的输出端，机械臂3000的另一端连接夹爪4000。

机械臂3000包括第一部分3001、第二部分3002、第三部分3003、第四部分3004和第五部分3005，第二部分3002可转动地连接于第一部分3001，第三部分3003可转动地连接于第二部分3002，第四部分3004可转动地连接于第三部分3003，第五部分3005可转动地连接于第四部分3004，其中，第二部分3002、第三部分3003、第四部分3004的转动轴线沿竖直方向，第五部分3005的转动轴线沿左右方向。夹爪4000可转动地连接于第五部分3005，夹爪4000的转动轴线沿前后方向。

通过转动第二部分3002、第三部分3003和第四部分3004能够带动夹爪4000朝向前方伸出和收起。

可选地，设备主体1000还包括砖块储存位1001，砖块储存位1001设置在升降机构2000背离机械臂3000的一面，用于储存待砌筑的砖块。通过转动第二部分3002、第三部分3003和第四部分3004，还能够带动夹爪4000转动至升降机构2000的背离机械臂3000的一面，以便在升降机构2000的带动下降低并从砖块储存位1001拾取砖块。

通过转动第五部分3005能够调整夹爪4000在前后方向的平面度，通过使夹爪4000相对第五部分3005转动，能够调整夹爪4000在左右方向的平面度。

从而通过机械臂3000，能够实现拾取砖块、使砖块保持水平及利用砖块砌筑砖墙。

砖墙一般设置在两个竖向构件之间，竖向构件一般是指柱体或剪力墙，两个竖向构件之间的距离为砖墙的长度。砌砖设备还包括控制系统，控制系统中根据砖墙的设定长度和高度规划预设路径，并根据砖块的规格规划每个砖块的预设位置。

砌筑时，机械臂3000带动夹爪4000移动至砖块储存位1001拾取砖块，然后带动夹爪4000移动至预设路径，参照前砖的端面确定后砖的位置，使后砖与其预设位置对应，然后带动夹爪4000将砖块放置在预设位置。

砌筑到一排砖块的末位C时，前砖的端面和末位C处的竖向构件的立面之间的末位C空间仅能恰好容纳一个砖块，因此末位C的砖块必须完全对准末位C空间后才能向下放入实现砌筑。然而现有的设备在后砖高于前砖时，无法以低处的前砖的端面为基准面，因此无法定位末位C的砖块，导致无法自动砌筑末位C的砖块，进而影响施工进度，本申请提供的夹爪4000及具有该夹爪4000的砌砖设备能够解决自动定位末位C的砖块的问题，实现自动砌筑末位C的砖块。

如图2和图3所示，夹爪4000包括本体，本体用于连接机械臂3000，以实现沿前后方向拾取砖块并沿左右方向砌筑砖块。

在一些实施例中，本体可以为吸附机构，用于吸附在砖块的表面，实现拾取砖块。

在另一些实施例中，本体可以为夹取机构，用于夹持砖块，以实现拾取砖块。示例性地，本体包括基板11、第一夹板12和第二夹板13，其中，第一夹板12和第二夹板13设置于基板11，且第一夹板12和第二夹板13沿前后方向相对，以用于拾取和释放砖块。

可选地，第一夹板12和第二夹板13均沿前后方向可移动地设置于基板11。

或者可选地，第一夹板12和第二夹板13中的一者固定于基板11，另一者沿前后方向可移动地设置于基板11。如图3和图4所示，基板11上设有第三导轨111，第二夹板13连接有第三滑块112，第三滑块112连接于第三导轨111。夹爪4000还包括第三驱动件113，第三驱动件113设置于基板11，第三驱动件113的输出端连接于第三滑块112，以驱动第二夹板13靠近或远离第一夹板12。

示例性地，第三导轨111包括形成在基板11上的条形孔，第三滑块112穿设于条形孔，且第三滑块112沿条形孔的延伸方向可移动，第三驱动件113设置在基板11的背离第二夹板13的一面(即基板11背离砖块的一面)。

可选地，基板11面向砖块的一面还设有两个平行的直线轨道114，第二夹板13的两侧可活动地连接于两个平行的直线轨道114之间。

第三驱动件113为任意直线驱动机构，如气缸、电缸、液压缸等。本实施例中，第三驱动件113包括伺服电机1131、主动轮1132、传动带1134、从动轮1133、丝杠1135和螺母1136，伺服电机1131固定于基板11，丝杠1135通过轴承座连接于基板11，主动轮1132设置于伺服电机1131的输出端，从动轮1133设置于丝杠1135的一端，传动带1134绕设于主动轮1132和从动轮1133，螺母1136配合于丝杠1135并与第三滑块112连接。从而伺服电机1131转动时，通过主动轮1132、传动带1134、从动轮1133、丝杠1135和螺母1136带动第三滑块112沿第三导轨111移动，进而带动第二夹板13移动。

拾取砖块时，第二夹板13先朝远离第一夹板12的方向移动，增大容纳空间，便于砖块进入第二夹板13和第一夹板12之间。砖块进入容纳空间后，第二夹板13朝靠近第一夹板12的方向移动，以夹紧砖块。

为提高夹紧力，第二夹板13面向第一夹板12的一面设有橡胶垫15，第一夹板12面向第二夹板13的一面也设有橡胶垫15，橡胶垫15受挤压时变形，以保证与砖块的表面完全接触，增大摩擦力，避免出现由于砖块的表面不平整致使接触面积减小，导致夹持不稳定的情况。

可选地，每个橡胶垫15的表面设有花纹，以进一步增大摩擦力。

可选地，本体还包括罩体14，罩体14罩设于基板11背离第二夹板13的一面，以遮蔽第三驱动件113。

另外，砖墙中的砖块有时长度(沿左右方向的尺寸)不一致，尤其是首位A砖和末位C砖容易出现长度较短的情况。可选地，为便于砌筑末位C砖，夹爪4000在左右方向上的宽度小于其所砌筑的墙面中最短的砖块的长度，也即第一夹板12、基板11、第二夹板13在左右方向上的宽度小于最短的砖块的长度。

如图5所示，夹爪4000还包括第一距离传感器2和第二距离传感器3，第一距离传感器2设置于本体，第一距离传感器2用于检测砖块到本体的右侧基准面的距离，第二距离传感器3设置于本体，第二距离传感器3用于检测砖块到本体的左侧基准面的距离。

夹爪4000被配置为并砌筑到末位C的砖块时通过第一距离传感器2在左右方向上定位砖块。也就是说，在沿预设路径由左向右砌筑过程中，砌筑的首位A在最左侧，末位C在最右侧：

在首位A砌筑砖块时，通过第二距离传感器3检测砖块到预设路径的首端的距离，以定位首位A的砖块。此时，预设路径的首端是指位于首位A的左侧的竖向构件的立面。

在首位A和末位C之间(以下简称中位B)砌筑砖块时，此时前砖在后砖的左侧，通过第二距离传感器3向左检测后砖到前砖的距离，以定位后砖。

在末位C砌筑砖块时，通过第一距离传感器2向右检测砖块到预设路径的末端的距离，以定位末位C的砖块。此时，预设路径的末端是指位于末位C的右侧的竖向构件的立面。

同时，夹爪4000被配置为由右向左砌筑并砌筑到末位C的砖块时通过第二距离传感器3在左右方向上定位砖块。也就是说，在沿预设路径由右向左砌筑过程中，砌筑的首位A在最右侧，末位C在最左侧：

在首位A砌筑砖块时，通过第一距离传感器2检测砖块到预设路径的首端的距离，以定位首位A的砖块。此时，预设路径的首端是指位于首位A的右侧的竖向构件的立面。

在中位B砌筑砖块时，此时前砖在后砖的右侧，通过第一距离传感器2向右检测后砖到前砖的距离，以定位后砖。

在末位C砌筑砖块时，通过第二距离传感器3向左检测砖块到预设路径的末端的距离，以定位末位C的砖块。此时，预设路径的末端是指位于末位C的左侧侧的竖向构件的立面。

因此，通过在夹爪4000的左右两侧分别设置第一距离传感器2和第二距离传感器3，第一距离传感器2向右测距，第二距离传感器3向左测距，一方面，实现在砌筑时，先通过一个距离传感器以首位A处的竖向构件的立面为基准面，实现定位并砌筑首位A的砖块，然后通过该距离传感器以前砖的端面为基准面定位并砌筑中位B的后砖，最后通过另一个距离传感器以末位C处的竖向构件的立面为的基准面，实现砌筑末位C的砖块，解决无法定位末位C的砖块的问题，进而解决末位C的砖块无法自动砌筑的问题，实现全自动砌筑。

另外，本申请提供的技术方案不仅适用于由右向左砌筑，还适用于由左向右砌筑，能够实现交替进行由右向左砌筑和由左向右砌筑，从而一排砖块砌筑完成后，夹爪4000无需空载返回起点，能够有效提高砌筑效率。

在第一夹板12和第二夹板13均沿前后方向可移动地设置于基板11的实施例中，第一距离传感器2和第二距离传感器3可被直接设置在基板11上，或者在基板11上设置一个固定板，再将第一距离传感器2和第二距离传感器3安装于固定板。砌筑过程中，通过使第一距离传感器2和第二距离传感器3相对于基板11固定设置，能够保证砌筑时第一距离传感器和第二距离传感器的位置不变，降低第一距离传感器和第二距离传感器与基准面错位的风险。

在第一夹板12固定连接于基板11、第二夹板13沿前后方向可移动地连接于基板11的实施例中，第一距离传感器2和第二距离传感器3设置于第一夹板12。砌筑过程中，不同预设位置的砖块的厚度可能不同，这使得第二夹板13的位置不固定，通过将第一距离传感器2和第二距离传感器3设置于第一夹板12，能够保证第一距离传感器2和第二距离传感器3的位置不变，降低第一距离传感器2和第二距离传感器3与基准面错位的风险。

可选地，如图5所示，第一距离传感器2和第二距离传感器3设置于第一夹板12背离第二夹板13的一面。通过将第一距离传感器2和第二距离传感器3设置于第一夹板12背离第二夹板13的一面，还能够使第一距离传感器2和第二距离传感器3远离砖块，以免第一距离传感器2和第二距离传感器3在夹取砖块和砌筑的过程中受压损坏。

可选地，本体通过第一夹板12连接于机械臂3000的第五部分3005，以使得第一距离传感器2和第二距离传感器3位于第一夹板12和机械臂3000的第五部分3005之间，起到遮蔽和保护第一距离传感器2和第二距离传感器3的作用，并减小空间占用。

可选地，第一距离传感器2设置于本体的左侧，第二距离传感器3设置于本体的右侧。

如图6所示，第一距离传感器设置在第一夹板12的左侧区域，第一距离传感器2的检测部位朝向右方；第二距离传感器3设置在第一夹板12的右侧区域，第二距离传感器3的检测部位朝向左方。

本申请实施例中，第一距离传感器2和第二距离传感器3可选用激光距离传感器。激光距离传感器一般具有一定的检测范围，基准面必须位于激光距离传感器的起始检测距离和最远检测距离之间，如果超出该范围将导致检测不准确。

通过将第一距离传感器2设置在本体的左侧，增大第一距离传感器2到右侧基准面的距离，通过将第二距离传感器3设置在本体的右侧，增大第二距离传感器3到左侧基准面的距离。从而，一方面，能够保证传感器到基准面的距离在传感器的检测范围内，避免传感器距离基准面过近而无法检测。尤其是在砌筑长度较短的首尾砖和末位C砖时，通过增大传感器到基准面的距离以使其大于传感器的起始检测距离，能够有效避免传感器到基准面距离过近而定位不准的问题。

在一些实施例中，第一距离传感器2和第二距离传感器3也可以选用检测范围的起始检测距离较小、精度较高的规格，以满足近距离检测的需求。本申请中，通过将第一距离传感器2设置在本体的左侧，通过将第二距离传感器3设置在本体的右侧，使得传感器能够选用检测范围的起始检测距离相对较大的、成本较低的规格，从而降低成本。

进一步地，第一距离传感器2和第二距离传感器3分别沿上下方向可移动地设置于本体，以使第一距离传感器2和第二距离传感器3中的一者在工作时，另一者能够沿上下方向错开，从而让出空间，以免遮挡。

如图6所示，本体还包括沿上下方向排布的工作区域121和避让区域122，第一距离传感器2和第二距离传感器3分别沿上下方向可移动地设置于本体，以在避让区域122和工作区域121之间移动。结合图7和图8所示，第一距离传感器2在工作区域121时检测砖块到本体的右侧基准面的距离、在避让区域122时避让第二距离传感器3，第二距离传感器3在工作区域121时检测砖块到本体的左侧基准面的距离、在避让区域122时避让第一距离传感器2。

其中，工作区域121位于避让区域122的下方。砖块在移动过程中要高于其预设位置，夹爪4000拾取中位B的砖块移动的过程中会略高于前砖，通过将工作区域121设置在下方，避免砌筑中位B砖时，第一距离传感器2或第二距离传感器3由于较高而无法检测到前砖的端面。

夹爪4000还包括第一滑动组件和第二滑动组件，第一距离传感器2通过第一滑动组件连接于本体，第二距离传感器3通过第二滑动组件连接于本体，以使第一距离传感器2和第二距离传感器3能够在避让区域122和工作区域121之间移动，并保证第一距离传感器2和第二距离传感器3的移动稳定性，提高检测精度。通过提高检测精度，进一步保证在砌筑末位C的砖块时，砖块能够恰好放入末位C空间。

第一滑动组件包括第一导轨21和第一滑块22，第一导轨21设置于本体的左侧并沿上下方向延伸，第一导轨21横跨避让区域122和工作区域121，第一滑块22滑动连接于第一导轨21，第一距离传感器2连接于第一滑块22。

第二滑动组件包括第二导轨31和第二滑块32，第二导轨31设置于本体的右侧并沿上下方向延伸，第二导轨31横跨避让区域122和工作区域121，第二滑块32滑动连接于第二导轨31，第二距离传感器3连接于第二滑块32。

夹爪4000还包括第一驱动件23和第二驱动件24。第一驱动件23设置于本体，第一驱动件23的输出端连接于第一滑块22，用于驱动第一滑块22沿第一导轨21移动；第二驱动件24设置于本体，第二驱动件24的输出端连接于第二滑块32，用于驱动第二滑块32沿第二导轨31移动。

第一驱动件23和第二驱动件24可以是电机丝杠1135螺母1136组件、气缸、电缸中的一种，本申请实施例中，第一驱动件23和第二驱动件24均为电缸，电缸结构紧凑，使得第一驱动件23和第二驱动件24所占用的空间较小。

通过第一驱动件23和第二驱动件24分别驱动第一距离传感器2和第二距离传感器3传感器，实现自动切换位置，进一步实现自动检测和砌筑。

可选地，夹爪4000还包括定面传感器4，如图4所示，定面传感器4设置于基板11，定面传感器4包括至少三个检测端41，至少三个检测端41中的任意三个不在同一直线上，每个检测端41分别用于检测基板11到砖块的上表面的距离，以确定砖块的上表面的平面度。

需要说明的是，平面度是指被检测目标物相对于水平面的倾斜度。例如，砖块的上表面的平面度是指，砖块的上表面相对于水平面的倾斜度。根据三点定面的原理(过不在一条直线上的三点，有且只有一个平面)，因此，当且仅当三个检测端41检测到的距离相等时，基板11与砖块的上表面平行。

通过设置具有至少三个检测端41的定位传感器，以检测基板11到砖块的上表面的距离，根据砖块的上表面的平面度调整基板11的姿态，保证基板11在平行于砖块的上表面的情况下拾取砖块，从而保证夹爪4000平稳地拾取砖块，并且此时基板11的姿态和砖块的姿态一致，便于通过机械臂3000调节夹爪4000的姿态来实现调整砖块的姿态。

可选地，夹爪4000还包括倾角传感器5，如图4所示，倾角传感器5设置于基板11。通过设置倾角传感器5来检测基板11平面度，实现检测砖块的平面度，从而防止夹爪4000所拾取的砖块倾斜，保证砖块在水平且平稳的姿态下被砌筑。

进一步地，前述的机械臂3000的第五部分3005和夹爪4000的本体分别响应于倾角传感器5的检测结果而转动，以调整夹爪4000及其所拾取的砖块在前后方向和左右方向的平面度。

可选地，夹爪4000还包括视觉传感器，视觉传感器设置于本体。如图2和图3所示，视觉传感器连接于基板11且位于第二夹板13背离第一夹板12的一侧。

在砖墙砌筑时，一般会通过激光发射器5000在场地上打出水平的激光线，以确定砌砖的预设路径，便于观测砖块的路径是否偏离砌筑路径。

本申请实施例中，本体被配置为沿激光线限定出的预设路径砌筑砖块。

视觉传感器6用于拍摄激光线，且视觉传感器6中预设有基准线，当视觉传感器6所拍摄的激光线与基准线重合时，本体所拾取的砖块在前后方向上的定位准确，此时再第一距离传感器2或第二距离传感器3定位砖块的左右距离，即可使砖块与其预设位置对应。

通过设置视觉传感器6，当视觉传感器6检测到的激光线和视觉传感器6中设定好的基准线重合时，夹爪4000所拾取的砖块的姿态是沿左右方向的，且夹爪4000所拾取的砖块在前后方向上的定位准确，从而实现砖块在前后方向上定位。

进一步地，前述的机械臂3000的第二部分3002、第三部分3003和第四部分3004响应于视觉传感器6的检测结果而转动，以调整夹爪4000及其所拾取的砖块在前后方向的位置和姿态。

本申请实施例还提供一种砌砖方法，结合图7、图8和图9所示，砌砖方法包括使用前述的夹爪4000拾取砖块，并沿预设路径由首位A向末位C砌筑砖块，其中：

在首位A砌筑砖块时，通过第一距离传感器2和第二距离传感器3中的一者检测砖块到预设路径的首端的距离，以定位首位A的砖块。

在首位A和末位C之间砌筑砖块时，通过第一距离传感器2和第二距离传感器3中的一者检测后一砖块到前一砖块的距离，以定位后一砖块。

在末位C砌筑砖块时，通过第一距离传感器2和第二距离传感器3中的另一者检测砖块到预设路径的末端的距离，以定位末位C的砖块。

示例性地，如图9所示，夹爪4000沿预设路径由左向右砌筑，砌筑的首位A位置在最左侧，末位C位置在最右侧。

在砌筑位于最左侧的首位A的砖块时，第一距离传感器2移动至避让区域122、第二距离传感器3移动至工作区域121(参照图7)，通过第二距离传感器3检测砖块到左侧竖向构件的立面的距离，以定位首位A的砖块。

在中位B砌筑砖块时，第一距离传感器2保持在避让区域122、第二距离传感器3保持在工作区域121(参照图7)，通过第二距离传感器3向左检测后砖到前砖的端面的距离，以定位后砖。

在末位C砌筑砖块时，第一距离传感器2移动至工作区域121、第二距离传感器3移动至避让区域122(参照图8)，通过第一距离传感器2检测砖块到右侧竖向构件的立面的距离，以定位末位C的砖块。末位C的砖块定位好后，沿竖直方向垂直放入末位C的空间，以完成砌筑。

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 (16)

1.一种夹爪，用于沿左右方向砌筑砖块，工作环境中具有右侧基准面和左侧基准面，所述右侧基准面和所述左侧基准面用于控制所述砖块的砌筑位置，其特征在于，所述夹爪包括：

本体，用于拾取砖块并沿左右方向砌筑所述砖块；

第一距离传感器，设置于所述本体，用于检测所述砖块到所述右侧基准面的距离；

第二距离传感器，设置于所述本体，用于检测所述砖块到所述左侧基准面的距离；

其中，所述夹爪被配置为由左向右砌筑并砌筑到末位的所述砖块时通过所述第一距离传感器在所述左右方向上定位所述砖块；所述夹爪被配置为由右向左砌筑并砌筑到末位的所述砖块时通过所述第二距离传感器在所述左右方向上定位所述砖块。

2.根据权利要求1所述的夹爪，其特征在于，在所述首位砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测所述砖块到一侧基准面的距离，以定位所述砖块；

在所述首位和所述末位之间砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测后一所述砖块到前一所述砖块的距离，以定位后一所述砖块。

3.根据权利要求1所述的夹爪，其特征在于，所述第一距离传感器设置于所述本体的左侧，所述第二距离传感器设置于所述本体的右侧。

4.根据权利要求3所述的夹爪，其特征在于，所述本体还包括沿上下方向排布的工作区域和避让区域，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器分别沿所述上下方向可移动地设置于所述本体，以在所述避让区域和所述工作区域之间移动；所述第一距离传感器在所述工作区域时检测所述砖块到所述本体的右侧基准面的距离、在所述避让区域时避让所述第二距离传感器，所述第二距离传感器在所述工作区域时检测所述砖块到所述本体的左侧基准面的距离、在所述避让区域时避让所述第一距离传感器。

5.根据权利要求4所述的夹爪，其特征在于，所述工作区域位于所述避让区域的下方。

6.根据权利要求4所述的夹爪，其特征在于，所述夹爪还包括：

第一滑动组件，包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨设置于所述本体的左侧并沿上下方向延伸，所述第一滑块滑动连接于所述第一导轨，所述第一距离传感器连接于所述第一滑块；

第二滑动组件，包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨设置于所述本体的右侧并沿上下方向延伸，所述第二滑块滑动连接于所述第二导轨，所述第二距离传感器连接于所述第二滑块。

7.根据权利要求6所述的夹爪，其特征在于，所述夹爪还包括：

第一驱动件，设置于所述本体，所述第一驱动件的输出端连接于所述第一滑块，用于驱动所述第一滑块沿所述第一导轨移动；

第二驱动件，设置于所述本体，所述第二驱动件的输出端连接于所述第二滑块，用于驱动所述第二滑块沿所述第二导轨移动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的夹爪，其特征在于，所述本体包括：

基板；

第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板分别设置于所述基板且沿前后方向相对设置，以用于夹取和释放砖块；

其中，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器相对于所述基板固定设置。

9.根据权利要求8所述的夹爪，其特征在于，所述第一夹板固定连接于所述基板，所述第二夹板沿前后方向可移动地连接于所述基板，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器设置于所述第一夹板。

10.根据权利要求9所述的夹爪，其特征在于，所述第一距离传感器和所述第二距离传感器设置于所述第一夹板背离所述第二夹板的一面。

11.根据权利要求9所述的夹爪，其特征在于，所述基板设有第三导轨，所述第二夹板设有第三滑块，所述第三滑块连接于所述第三导轨；

所述夹爪还包括：

第三驱动件，所述第三驱动件设置于所述基板，所述第三驱动件的输出端连接于所述第三滑块。

12.根据权利要求8所述的夹爪，其特征在于，所述夹爪还包括：

定面传感器，设置于所述基板，所述定面传感器包括至少三个检测端，所述至少三个检测端中的任意三个不在同一直线上，每个所述检测端分别用于检测所述基板到所述砖块的上表面的距离，以确定所述砖块的上表面的平面度。

13.根据权利要求8所述的夹爪，其特征在于，所述夹爪还包括：

倾角传感器，设置于所述基板，用于检测所述基板的平面度。

14.根据权利要求1所述的夹爪，其特征在于，所述夹爪被配置为沿激光线限定出的预设路径砌筑所述砖块；

所述夹爪还包括：

视觉传感器，设置于所述本体，所述视觉传感器预设有基准线；所述视觉传感器用于拍摄所述激光线；所述夹爪被配置为在所述激光线和所述基准线重合时在所述前后方向上定位所述砖块。

15.一种砌砖方法，其特征在于，包括：

使用夹爪拾取砖块，所述夹爪设有第一距离传感器和第二距离传感器；

沿预设路径由首位向末位砌筑所述砖块，其中，

在所述首位砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测所述砖块到所述预设路径的首端的距离，以定位所述砖块；

在所述首位和所述末位之间砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的一者检测后一所述砖块到前一所述砖块的距离，以定位后一所述砖块；

在所述末位砌筑所述砖块时，通过所述第一距离传感器和所述第二距离传感器中的另一者检测所述砖块到所述预设路径的末端的距离，以定位所述砖块。

16.一种砌砖设备，其特征在于，包括：

设备主体；

权利要求1-14任一项所述的夹爪；

机械臂，设置于所述设备主体，并连接所述夹爪，用于驱动所述夹爪沿预设路径砌筑砖块。