CN117605249A - 一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人 - Google Patents

Abstract

一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，本发明涉及一种建筑机器人，本发明为了解决传统手工铺贴地砖存在施工周期长、劳动强度大且工作效率低的问题，本发明包括电控子系统、六自由度机械手、移动子系统、供胶子系统和铺砖子系统，所述供胶子系统和铺砖子系统均与所述移动子系统连接，六自由度机械手安装在移动子系统上，且六自由度机械手的执行端与铺砖子系统连接；所述电控子系统用于连接和统筹移动子系统、供胶子系统、铺砖子系统的分控机，使移动子系统、供胶子系统、铺砖子系统形成统一的有机整体，进而完成地砖薄贴作业。可针对不同尺寸的地砖进行智能化地面布局和薄贴作业，能够根据施工原始地面的高低起伏调节自身的姿态，保证与作业标高的水平精度。本发明属于建筑技术领域。

Description

一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人

技术领域

本发明涉及一种建筑机器人，具体涉及一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，本发明属于建筑技术领域。

背景技术

随着人工智能技术、传感器技术和BIM技术的不断进步，用于现场施工的建筑机器人技术逐渐兴起。所谓建筑机器人，是指应用于建筑行业建设施工领域的机器人系统，能够依照计算机预设程序或操作人员的指令自动执行重复性高强度施工任务，可按具体职责分为主体结构、装修、其他新型施工三大类型。在装修施工领域，地砖铺贴作业需求量大、质量要求高，传统手工铺贴地砖存在施工周期长、劳动强度大、工作效率低等问题，若能采用可进行地砖铺贴作业的建筑机器人替代人工作业，则不但可以减少劳动力，还可以通过自动化施工保证地砖铺贴的质量和效率，具有极大的应用价值。

发明内容

本发明为了解决传统手工铺贴地砖存在施工周期长、劳动强度大且工作效率低的问题，进而提出一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明包括电控子系统、六自由度机械手、移动子系统、供胶子系统和铺砖子系统，所述供胶子系统和铺砖子系统均与所述移动子系统连接，六自由度机械手安装在移动子系统上，且六自由度机械手的执行端与铺砖子系统连接；所述电控子系统用于连接和统筹移动子系统、供胶子系统、铺砖子系统的分控机，使移动子系统、供胶子系统、铺砖子系统形成统一的有机整体，进而完成地砖薄贴作业。

本发明的有益效果是：

1、本发明涉及一种适用于多尺寸地砖薄贴工艺的装修类建筑机器人，可针对不同尺寸的地砖进行智能化地面布局和薄贴作业，能够根据施工原始地面的高低起伏调节自身的姿态，保证与作业标高的水平精度；

2、本发明能够采集地面特征点的高度值大小，并为之供应相适量的地砖胶；

3、本发明还能够对铺贴地砖的上表面进行水平方向的找正和高度方向的找平，从而确保铺贴地砖上表面的总体平整度以及铺贴空鼓率满足工艺要求。

4、采用本发明替代人工作业，不但可以减少劳动力，还可以通过自动化施工保证地砖铺贴的质量，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是移动子系统的结构示意图；

图3是移动子系统车轮机构的结构示意图(视角A)；

图4是移动子系统车轮机构的结构示意图(视角B)；

图5是供胶子系统的整体结构示意图；

图6是供胶子系统的局部结构示意图；

图7是铺砖子系统的结构示意图；

图8是铺砖子系统地砖夹具组件的结构示意图A；

图9是铺砖子系统地砖夹具组件的结构示意图B(无承载盖板)；

图10是铺砖子系统地砖取放组件的结构示意图(视角A)；

图11是铺砖子系统地砖取放组件的结构示意图(视角B)；

图12是移动子系统的悬架机构可抵消因地面起伏而产生的标高与水平度偏差的场景示意图；

图13是多尺寸地砖薄贴机器人铺贴地砖的场景示意图。

其中：1-移动子系统；2-供胶子系统；3-铺砖子系统；

1.1-标高基准发生器；1.2-供胶料仓导轨；1.3-标高基准接收器；1.4-承载平台；1.5-悬架连杆基座B；1.6-车身主体；1.7-悬架上连杆B；1.8-悬架连杆基座A；1.9-悬架上连杆A；1.10-悬架长连杆A；1.11-探头机架；1.12-激光SLAM雷达；1.13-RGBD视觉相机；1.14-下支臂；1.15-减震器；1.16-上支臂；1.17-悬架下连杆A；1.18-悬架下连杆B；1.19-轮轴支架；1.20-悬架长连杆B；1.21-轮毂电机车轮；1.22-悬架下连杆C；1.23-悬架上连杆C；1.24-悬架长连杆C；1.25-框型结构；

2.1-线激光发生器；2.2-线激光发生器安装板；2.3-RGB相机；2.4-供胶料仓丝杠；2.5-供胶料仓丝杠螺母；2.6-供胶料仓滑块组件；2.7-伺服减速电机；2.8-供胶料仓；2.9-螺旋进料器；2.10-伺服供胶电机；2.11-供胶通道；2.12-丝杠下支座；2.13-丝杠螺母支座；2.14-丝杠上支座；

3.1-地砖夹具组件；3.2-地砖取放组件；3.3-六自由度机械手；3.1.1-夹具底座；3.1.2-承载盖板；3.1.3-曲柄转盘；3.1.4-夹爪滑道；3.1.5-支承柱体；3.1.6-滑块式夹爪；3.1.7-转盘电机；3.1.8-转盘电机支架；3.1.9-带传动；3.1.10-转盘连杆；3.2.1-相机支承臂；3.2.2-相机伺服电机；3.2.3-白光相机支架；3.2.4-白光相机；3.2.5-线激光传感器；3.2.6-传感器伺服电机A；3.2.7-齿轮齿条传动A；3.2.8-传感器支架A；3.2.9-传感器支承臂A；3.2.10-真空吸盘；3.2.11-吸盘支承臂；3.2.12-电磁伸缩杆；3.2.13-取放结构体；3.2.14-回转中心轴体；3.2.15-传感器支承臂B；3.2.16-传感器支架B；3.2.17-传感器伺服电机B；3.2.18-齿轮齿条传动B；3.2.19-传感器支架C；3.2.20-接触式传感器；3.2.21-齿轮齿条传动C。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括电控子系统、六自由度机械手3.3、移动子系统1、供胶子系统2和铺砖子系统3，所述供胶子系统2和铺砖子系统3均与所述移动子系统1连接，六自由度机械手3.3安装在移动子系统1上，且六自由度机械手3.3的执行端与铺砖子系统3连接；所述电控子系统用于连接和统筹移动子系统1、供胶子系统2、铺砖子系统3的分控机，使移动子系统1、供胶子系统2、铺砖子系统3形成统一的有机整体，进而完成地砖薄贴作业。

(1)移动子系统1是多尺寸地砖薄贴机器人的底盘系统，负责安装和承载其他三个子系统并按照电控子系统或自身分控机的预设程序以及操作人员实时发送的上位机指令在地面上进行行驶，具有感知周围环境、构建地图和定位功能，其悬架机构可根据地面的高低起伏调节自身的姿态，保证其承载平台相对于作业标高的水平精度。

(2)供胶子系统2负责盛放铺贴地砖所需的地砖胶并按照自身分控机的预设程序通过供胶机构向地面铺设地砖胶，其地面检测组件可采集地面特征点的高度值大小，经自身分控机的参数换算后可为供胶通道提供与地面特征点高度值相适应的供胶补偿量。

(3)铺砖子系统3负责安放待铺贴的地砖并通过自身分控机操控六自由度机械手3.3和地砖取放组件对地砖进行搬运和铺贴，其地砖夹具组件可对不同尺寸的地砖进行自适应固定，安装在地砖取放组件上的白光相机、线激光传感器以及接触式传感器用于对铺贴地砖的上表面进行水平方向的找正和高度方向的找平。

(4)电控子系统负责连接和统筹移动子系统1、供胶子系统2、铺砖子系统3的分控机，令后三者形成统一的有机整体，进而完成各种形式的多尺寸地砖薄贴作业。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述移动子系统1包括车身主体1.6、承载平台1.4、两个前悬架机构、两个后悬架机构、车轮机构、供胶料仓导轨1.2、定位导航组件和标高基准组件，承载平台1.4安装在车身主体1.6的上部，所述铺砖子系统3安装在承载平台1.4的上表面；所述两个前悬架机构对称安装在车身主体1.6车头端的左、右两侧，所述每个前悬架机构与两个车轮机构连接；所述两个后悬架机构对称安装在车身主体1.6车尾端的左、右两侧，所述每个后悬架机构与一个车轮机构连接；定位导航组件安装在车身主体1.6车头方向的前端，所述标高基准组件位于车身主体1.6的车尾端，用于为移动子系统1分控机提供多尺寸地砖薄贴机器人在进行地砖薄贴作业时承载平台1.4距离地面基准平面的高度信息，两个供胶料仓导轨1.2分别安装在车身主体1.6车尾端的侧壁上并与供胶子系统2连接。

(1)车身主体1.6的壳体横截面呈T型对称结构，是移动子系统1的结构主体和装配基准，其他零部件组合而成的各种机构或组件的基座均与车身主体1.6固定连接，进而形成完整的运动链以实现对应的功能。

(2)承载平台1.4为矩形平板结构，通过定位销和螺栓固定安装在车身主体1.6的顶部，用于承载和安装铺砖子系统3。

(3)供胶料仓导轨1.2成对使用，通过螺栓固定安装在车身主体1.6车尾端后方的对应孔位上，用于安装供胶子系统2的供胶机构并与之形成滑动副。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述每个前悬架机构包括悬架连杆基座A1.8、悬架上连杆A1.9、悬架下连杆A1.17、悬架长连杆A1.10、悬架上连杆B1.7、悬架下连杆B1.18和悬架长连杆B1.20，悬架连杆基座A1.8安装在车身主体1.6的车头端的侧壁上，悬架上连杆A1.9的一端通过销轴与悬架连杆基座A1.8上部的对应孔位连接并形成转动副，悬架上连杆A1.9的另一端通过销轴与悬架长连杆A1.10的上端转动连接，悬架下连杆A1.17的一端通过销轴与悬架连杆基座A1.8下部的对应孔位连接并形成转动副，悬架下连杆A1.17的另一端通过销轴与悬架长连杆A1.10的中部转动连接；悬架上连杆B1.7的一端通过销轴与悬架连杆基座A1.8上部的对应孔位连接并形成转动副，悬架上连杆B1.7的另一端通过销轴与悬架长连杆B1.20的上端转动连接，悬架下连杆B1.18的一端通过销轴与悬架连杆基座A1.8下部的对应孔位连接并形成转动副，悬架下连杆B1.18的另一端通过销轴与悬架长连杆B1.20的中部转动连接。

前悬架机构共有两套，对称布置在车身主体1.6车头端的左右两侧，具体而言有：

①悬架连杆基座A1.8呈H型对称结构，是移动子系统1前悬架机构的基座，为其他零部件提供安装基准，可利用自身H型对称结构中部的四个孔位通过螺栓固定安装在车身主体1.6左右两侧的对应孔位上。

②悬架上连杆A1.9与悬架上连杆B1.7的一端分别通过销轴与悬架连杆基座A1.8的H型对称结构上部的对应孔位相连并形成转动副，悬架上连杆A1.9与悬架上连杆B1.7的另一端分别通过销轴与悬架长连杆A1.10和悬架长连杆B1.20顶部的孔位相连并形成转动副。

③悬架下连杆A1.17与悬架下连杆B1.18的一端分别通过销轴与悬架连杆基座A1.8的H型对称结构下部的对应孔位相连并形成转动副，悬架下连杆A1.17与悬架下连杆B1.18的另一端分别通过销轴与悬架长连杆A1.10和悬架长连杆B1.20中部的孔位相连并形成转动副。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述后悬架机构包括悬架连杆基座B1.5、悬架上连杆C1.23、悬架下连杆C1.22和悬架长连杆C1.24，悬架连杆基座B1.5安装在车身主体1.6车尾端的侧壁上，悬架上连杆C1.23的一端通过销轴与悬架连杆基座B1.5上部的对应孔位相连并形成转动副，悬架上连杆C1.23的另一端通过销轴与悬架长连杆C1.24的上端转动连接；悬架下连杆C1.22的一端通过销轴与悬架连杆基座B1.5下部的对应孔位相连并形成转动副，悬架下连杆C1.22的另一端通过销轴与悬架长连杆C1.24中部转动连接；悬架长连杆A1.10、悬架长连杆B1.20和悬架长连杆C1.24的下端均设有框型结构1.25，每个框型结构1.25分别与一个车轮机构连接。框型结构1.25用于安装上支臂1.16、下支臂1.14、减震器1.15等零部件，负责连接移动子系统1的悬架机构与车轮机构。

后悬架机构共有两套，对称布置在车身主体1.6车尾端的左右两侧，具体而言有：

①悬架连杆基座B1.5呈I型对称结构，是移动子系统1后悬架机构的基座，为其他零部件提供安装基准，可利用自身I型对称结构中部的四个孔位通过螺栓固定安装在车身主体1.6左右两侧的对应孔位上。

②悬架上连杆C1.23的一端通过销轴与悬架连杆基座B1.5的I型对称结构上部的对应孔位相连并形成转动副，悬架上连杆C1.23的另一端通过销轴与悬架长连杆C1.24顶部的孔位相连并形成转动副。

③悬架下连杆C1.22的一端通过销轴与悬架连杆基座B1.5的I型对称结构下部的对应孔位相连并形成转动副，悬架下连杆C1.22的另一端通过销轴与悬架长连杆C1.24中部的孔位相连并形成转动副。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图3至图4说明本实施方式，本实施方式所述车轮机构包括轮毂电机车轮1.21、轮轴支架1.19、上支臂1.16、下支臂1.14和减震器1.15，所述上支臂1.16和下支臂1.14均为U形结构，上支臂1.16的两端分别通过销轴与框型结构1.25上部的两侧内壁转动连接，下支臂1.14的两端分别通过销轴与框型结构1.25下部的两侧外壁转动连接，轮轴支架1.19的上端通过销轴与上支臂1.16的中部转动连接，轮轴支架1.19的下端通过销轴与下支臂1.14的中部转动连接，轮轴支架1.19的中部与轮毂电机车轮1.21的中心轴固定连接；减震器1.15的上端通过销轴与框型结构1.25的上板内壁转动连接，另一端通过销轴与下支臂1.14中部的对应孔位转动连接。

车轮机构是移动子系统1能够在地面上进行移动并保持位姿的驱动机构，接受移动子系统1分控机的控制，具体而言有：

①上支臂1.16与下支臂1.14成对使用，二者均呈U形结构，且在两端和中部设有安装孔位。其中，上支臂1.16利用自身两端的孔位通过销轴与对应悬架长连杆A1.10或悬架长连杆B1.20或悬架长连杆C1.24底部的框型结构1.25上端两侧的孔位相连并形成转动副；下支臂1.14利用自身两端的孔位通过销轴与对应悬架长连杆A1.10或悬架长连杆B1.20或悬架长连杆C1.24底部的框型结构1.25下端两侧的孔位相连并形成转动副。

②轮轴支架1.19呈T型结构，可利用自身上端的孔位通过销轴与上支臂1.16中部的孔位相连并形成转动副，也可利用自身下端的孔位通过销轴与下支臂1.14中部的对应孔位相连并形成转动副，还可利用自身中部的孔位与轮毂电机车轮1.21的中心轴固定相连。

③轮毂电机车轮1.21负责为移动子系统1的车轮机构提供动力和转矩，其车轮胎面与地面直接接触并为整个多尺寸地砖薄贴机器人提供支承力和抓地力，可在多尺寸地砖薄贴机器人电控子系统或移动子系统1分控机的控制下绕自身中心轴旋转。

④减震器1.15负责为移动子系统1的车轮机构提供力封闭，其一端通过销轴与对应悬架长连杆A1.10或悬架长连杆B1.20或悬架长连杆C1.24底部的框型结构1.25上端中间的孔位相连并形成转动副，另一端通过销轴与下支臂1.14中部的对应孔位相连并形成转动副。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述定位导航组件包括探头机架1.11、激光SLAM雷达1.12、RGBD视觉相机1.13、惯性测量单元IMU，探头机架1.11位于车身主体1.6车头方向的前端，通过螺栓与车身主体1.6固定连接；激光SLAM雷达1.12固定安装在探头机架1.11的上表面；RGBD视觉相机1.13固定安装在探头机架1.11的下表面；惯性测量单元IMU通过螺栓水平固定安装在车身主体1.6内部的对应孔位上；所述标高基准组件包括标高基准发生器1.1和标高基准接收器1.3，标高基准接收器1.3为两个，分别通过螺栓固定安装在车身主体1.6车尾端左右两侧的对应孔位上，标高基准发生器1.1安放于地面的基准平面之上。

定位导航组件负责感知车身主体1.6的位姿信息以及移动子系统1所在的周围环境信息并将之发送至移动子系统1分控机，构建所在环境的地图并定位自身的相对位置，具体而言有：

①探头机架1.11是移动子系统1定位导航组件的安装结构体，负责安装激光SLAM雷达1.12与RGBD视觉相机1.13，其位于车身主体1.6车头端的前方，通过螺栓与车身主体1.6的对应孔位固定相连。

②激光SLAM雷达1.12通过螺栓固定安装在探头机架1.11的上表面，负责通过激光扫描的方式探测移动子系统1与所在环境中墙体及其他物体间的距离和相对位置。

③RGBD视觉相机1.13通过螺栓固定安装在探头机架1.11的下表面，可基于飞行时间法获得移动子系统1与周围环境的实时深度图。

④惯性测量单元IMU通过螺栓水平固定安装在车身主体1.6内部的对应孔位上，负责感知并测量车身主体1.6在三维空间中的六个自由度参数值。

标高基准组件负责为移动子系统1分控机提供多尺寸地砖薄贴机器人在进行地砖薄贴作业时承载平台1.4距离地面基准平面的高度信息，具体而言有：

①标高基准接收器1.3成对使用，分别通过螺栓固定安装在车身主体1.6车尾端左右两侧的对应孔位上，负责接收来自标高基准发生器1.1发出的标高激光信息并判断与标高激光控制平面间的高度差值。

②标高基准发生器1.1安放于地面的基准平面之上，可通过调整自身发射标高激光控制平面高度的方式为标高基准接收器1.3匹配合适的接收标高激光信号的高度值，之后持续发射标高激光从而形成标高激光控制平面。

具体实施方式七：结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式所述移动子系统1分控机是移动子系统1各机构和组件的控制中枢，其功能主要有以下三个方面：

①负责接收来自标高基准组件中标高基准接收器1.3发送的承载平台1.4高度值信息以及来自定位导航组件中惯性测量单元IMU发送的车身主体1.6在三维空间中的六个自由度参数值信息，从而控制车轮机构中轮毂电机车轮1.21的转向和转速，使得悬架机构能够调整自身姿态，确保承载平台1.4相对于标高基准发生器1.1发射标高激光控制平面的水平精度。

②负责根据自身预设程序结合定位导航组件中激光SLAM雷达1.12与RGBD视觉相机1.13构建的地图及位置信息，规划出移动子系统1的行驶路径并控制车轮机构中轮毂电机车轮1.21的转向和转速以按照行驶路径进行行驶。

③负责接收来自操作人员实时发送的上位机指令，并按照指令要求选择是否接收来自标高基准组件中标高基准接收器1.3以及定位导航组件中惯性测量单元IMU、激光SLAM雷达1.12、RGBD视觉相机1.13发送的参数信息，之后对车轮机构中轮毂电机车轮1.21的转向和转速进行控制。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图5至图6说明本实施方式，本实施方式所述供胶子系统2包括地面检测组件和供胶机构，所述地面检测组件包括线激光发生器2.1、线激光发生器安装板2.2和RGB相机2.3，线激光发生器安装板2.2固定安装在车身主体1.6的底部，线激光发生器2.1以十字型排列的方式固定安装在线激光发生器安装板2.2上，RGB相机2.3利用自身的支架固定安装在车身主体1.6车尾端的底部；所述供胶机构包括供胶料仓丝杠2.4、供胶料仓丝杠螺母2.5、供胶料仓滑块组件2.6、伺服减速电机2.7、供胶料仓2.8、螺旋进料器2.9、伺服供胶电机2.10、供胶通道2.11、丝杠下支座2.12、丝杠螺母支座2.13和丝杠上支座2.14，供胶料仓2.8为楔形壳体结构，供胶料仓2.8的一侧设有与供胶料仓导轨1.2配合滑动的供胶料仓滑块组件2.6，丝杠上支座2.14与丝杠下支座2.12固定安装在供胶料仓2.8上并位于两个供胶料仓滑块组件2.6之间，供胶料仓丝杠2.4的两端分别通过轴承与丝杠上支座2.14和丝杠下支座2.12转动连接，伺服减速电机2.7安装在丝杠上支座2.14上，伺服减速电机2.7的输出轴与供胶料仓丝杠2.4的输入轴固定连接，供胶料仓丝杠螺母2.5套装在供胶料仓丝杠2.4上并与之形成螺旋传动副，供胶料仓丝杠螺母2.5的外侧壁通过螺栓固定安装在丝杠螺母支座2.13的对应孔位中，丝杠螺母支座2.13固定安装在车身主体1.6车尾端的对应孔位中；供胶料仓2.8面向车头方向的一侧外壁为上下竖直的平面；面向车尾方向的一侧外壁为上宽下窄的斜面，且下部设有矩形开口，所述多个供胶通道2.11呈直线型排列并安装在其矩形开口处；每个供胶通道2.11的上部设有一个伺服供胶电机2.10，其输出轴通过联轴器与一个螺旋进料器2.9的输入轴共轴线固定安装，每个螺旋进料器2.9位于一个供胶通道2.11内，且每个螺旋进料器2.9输入轴与其对应的供胶通道2.1上端的对应孔位通过轴承转动连接。

供胶子系统2从整体上沿车头方向至车尾方向呈左右对称布局形式，各零部件的结构特点和功能如下：

(1)线激光发生器安装板2.2、线激光发生器2.1、RGB相机2.3组成了供胶子系统2的地面检测组件，负责投射和采集地面特征点的网格状线激光图像信息并将之发送至供胶子系统2分控机，由后者计算出地面特征点的相对高度值大小，具体而言有：

①线激光发生器安装板2.2为正方形平板结构，通过螺栓固定安装在车身主体1.6底部的对应方形开口处，沿着线激光发生器安装板2.2的两条对称轴线设置有呈十字型排列的孔位，用于固定安装线激光发生器2.1。

②线激光发生器2.1以十字型排列的方式通过螺纹卡扣固定安装在线激光发生器安装板2.2对应的孔位上，可向地面投射正方形网格状线激光。

③RGB相机2.3利用自身的支架通过螺栓固定安装在车身主体1.6底部的对应孔位上，负责采集线激光发生器2.1投射到地面上的网格状线激光，并将相应的图像信息传递至供胶子系统2分控机。

(2)供胶料仓2.8、供胶料仓滑块组件2.6、伺服减速电机2.7、丝杠上支座2.14、供胶料仓丝杠2.4、供胶料仓丝杠螺母2.5、丝杠螺母支座2.13、丝杠下支座2.12、伺服供胶电机2.10、供胶通道2.11、螺旋进料器2.9组成了供胶子系统2的供胶机构，负责盛放铺贴地砖所需的地砖胶并按照供胶子系统2分控机的控制指令向地面铺设地砖胶，具体而言有：

①供胶料仓2.8是一种沿车头方向至车尾方向呈左右对称布局的楔形壳体结构，其面向车头方向一侧的外壁为上下竖直平面，面向车尾方向一侧的外壁为上宽下窄斜面，且靠下一侧设有矩形开口，是供胶子系统2供胶机构的结构主体，负责安装供胶机构的其他零部件并盛放待铺设的地砖胶。

②供胶料仓滑块组件2.6成对使用，通过螺栓固定安装在供胶料仓2.8上下竖直平面的对应孔位上，可与移动子系统1的供胶料仓导轨1.2配合使用并形成滑动副。

③丝杠上支座2.14与丝杠下支座2.12成对使用，二者通过螺栓固定安装在供胶料仓2.8上下竖直平面的对应孔位上，位于供胶料仓滑块组件2.6的中间，用于安装供胶料仓丝杠2.4以及伺服减速电机2.7。

④供胶料仓丝杠2.4的输入轴一端通过轴承与丝杠上支座2.14的中心孔位配合形成转动副，另一端通过轴承与丝杠下支座2.12的中心孔位配合形成转动副。

⑤伺服减速电机2.7通过螺栓固定安装在丝杠上支座2.14的对应孔位上，其动力输出轴与供胶料仓丝杠2.4的输入轴配合并通过键连接固定，可在供胶子系统2分控机的控制下带动供胶料仓丝杠2.4绕其轴线旋转。

⑥供胶料仓丝杠螺母2.5一方面通过螺旋连接安装在供胶料仓丝杠2.4上并与之形成螺旋传动副，另一方面通过螺栓固定安装在丝杠螺母支座2.13的对应孔位中。

⑦丝杠螺母支座2.13一方面通过自身内部的对应孔位与供胶料仓丝杠螺母2.5固定连接，另一方面通过螺栓固定连接在车身主体1.6车尾端后方的对应孔位上。

⑧供胶通道2.11呈半圆柱壳体结构，通过螺栓固定安装在供胶料仓2.8上宽下窄斜面的矩形开口附近处的对应孔位上，呈直线型排列，其负责安装伺服供胶电机2.10与螺旋进料器2.9，并可在伺服供胶电机2.10与螺旋进料器2.9的带动下从供胶料仓2.8中输送地砖胶至地面。

⑨螺旋进料器2.9与供胶通道2.11共轴线安装，其输入轴端通过轴承组与供胶通道2.11上端的对应孔位配合并形成转动副。

⑩伺服供胶电机2.10通过螺栓固定安装在供胶通道2.11上部的对应孔位上，其输出轴通过联轴器与螺旋进料器2.9的输入轴共轴线固定安装，并可带动螺旋进料器2.9在供胶子系统2分控机的控制下绕其轴线旋转。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图5至图6说明本实施方式，本实施方式所述供胶子系统2分控机是供胶子系统2各机构和组件的控制中枢，其功能主要有以下两个方面：

①负责接收来自地面检测组件中RGB相机2.3发送的网格状线激光图像，将之换算为对应地面特征点的相对高度值，进而转换成伺服供胶电机2.10的转速控制信号，确保供胶通道2.11向地面铺设的地砖胶量与地面特征点的相对高度值相互匹配。

②负责在多尺寸地砖薄贴机器人电控子系统的连接和统筹下与移动子系统1分控机进行通讯，获取承载平台1.4的高度值信息，将之换算为伺服减速电机2.7的转速控制信号，确保供胶机构中供胶通道2.11的出胶口与地面间保持合理间距。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

具体实施方式十：结合图7说明本实施方式，本实施方式所述铺砖子系统3包括地砖夹具组件3.1、地砖取放组件3.2和六自由度机械手3.3，地砖夹具组件3.1与承载平台1.4连接，六自由度机械手3.3安装在承载平台1.4上靠近车尾方向并与地砖取放组件3.2连接。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式十一：结合图8至图9说明本实施方式，本实施方式所述地砖夹具组件3.1包括夹具底座3.1.1、转盘电机支架3.1.8、转盘电机3.1.7、带传动3.1.9、曲柄转盘3.1.3、转盘连杆3.1.10、滑块式夹爪3.1.6、夹爪滑道3.1.4、支承柱体3.1.5和承载盖板3.1.2，夹具底座3.1.1为矩形平板结构，与承载平台1.4固定连接，曲柄转盘3.1.3的下端的转轴通过轴承与夹具底座3.1.1的中心孔位转动连接，曲柄转盘3.1.3的外端面设有四个曲柄，四个曲柄呈十字型对称布置，每个转盘连杆3.1.10的一端与其对应一个曲柄的端部转动连接，每个转盘连杆3.1.10的另一端与一个滑块式夹爪3.1.6的凸轴转动连接；每个滑块式夹爪3.1.6与其相对应的夹爪滑道3.1.4滑动连接；转盘电机3.1.7通过转盘电机支架3.1.8固定安装在夹具底座3.1.1上，其输出端通过带传动3.1.9与曲柄转盘3.1.3的转轴相连并在铺砖子系统3分控机的控制下带动曲柄转盘3.1.3进行转动；承载盖板3.1.2为正方形平板结构，共有四块，分别沿着夹具底座3.1.1和夹爪滑道3.1.4的边缘布置，每个承载盖板3.1.2通过支承柱体3.1.5与夹具底座3.1.1固定连接。

地砖夹具组件主要由夹具底座3.1.1、转盘电机支架3.1.8、转盘电机3.1.7、带传动3.1.9、曲柄转盘3.1.3、转盘连杆3.1.10、滑块式夹爪3.1.6、夹爪滑道3.1.4、支承柱体3.1.5、承载盖板3.1.2等零部件组成，负责承载待铺贴的地砖并按照铺砖子系统3分控机的程序指令对不同尺寸的地砖进行自适应固定，具体而言有：

①夹具底座3.1.1呈正方形平板结构，是地砖夹具组件3.1的结构主体和安装基准，可利用自身的支腿通过螺栓固定连接在承载平台1.4的对应孔位上。

②曲柄转盘3.1.3是一种转轴结构，其一端具有四个呈十字型对称布局的曲柄，另一端可通过轴承安装在夹具底座3.1.1位于中心的对应孔位上并与之形成转动副。

③转盘连杆3.1.10共有四个，分别与曲柄转盘3.1.3的四个曲柄一一对应，其一端通过销轴与曲柄的对应孔位相连并形成转动副，另一端通过轴承与滑块式夹爪3.1.6的凸轴相连并形成转动副。

④滑块式夹爪3.1.6呈L型结构，共有四个，分别与四个转盘连杆3.1.10一一对应，其竖直长边部分用于夹持和固定地砖且配置有力传感器，可感知与地砖间的接触力信号并将之反馈至铺砖子系统3分控机；其水平短边部分既可利用上表面设置的凸轴与转盘连杆3.1.10的对应孔位相连并形成转动副，也可通过侧面和底面与夹爪滑道3.1.4配合形成滑动副。

⑤夹爪滑道3.1.4的横截面呈U型对称结构，共有四个，分别与四个滑块式夹爪3.1.6一一对应。四个夹爪滑道3.1.4依次沿夹具底座3.1.1的两条对称轴线对称布置，通过螺栓固定安装在夹具底座3.1.1的对应孔位上，负责安装滑块式夹爪3.1.6并与其水平短边部分形成滑动副。夹爪滑道3.1.4配置有一对接近开关，可检测滑块式夹爪3.1.6的位置信号并将之反馈至铺砖子系统3分控机。

⑥转盘电机3.1.7借助转盘电机支架3.1.8和螺栓固定安装在夹具底座3.1.1的对应孔位上，其输出端通过带传动3.1.9与曲柄转盘3.1.3的转轴相连并在铺砖子系统3分控机的控制下带动曲柄转盘3.1.3进行转动。随着曲柄转盘3.1.3的转动，四个滑块式夹爪3.1.6可沿各自的夹爪滑道3.1.4进行滑动。

⑦支承柱体3.1.5呈柱形结构，通过螺栓固定安装在夹具底座3.1.1的对应孔位上，用于支承和固定位于其上的承载盖板3.1.2。

⑧承载盖板3.1.2为正方形平板结构，共有四块，分别沿着夹具底座3.1.1和夹爪滑道3.1.4的边缘布置，通过螺栓固定安装在相应支承柱体3.1.5的上表面，负责承载待铺贴的地砖。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式十二：结合图10至图11说明本实施方式，本实施方式所述地砖取放组件3.2包括取放结构体3.2.13、回转中心轴体3.2.14、相机支承臂3.2.1、白光相机支架3.2.3、白光相机3.2.4、相机伺服电机3.2.2、齿轮齿条传动C3.2.21、传感器支承臂A3.2.9、传感器支架A3.2.8、线激光传感器3.2.5、传感器伺服电机A3.2.6、齿轮齿条传动A3.2.7、传感器支承臂B3.2.15、传感器支架B3.2.16、传感器伺服电机B3.2.17、齿轮齿条传动B3.2.18、传感器支架C3.2.19、接触式传感器3.2.20、吸盘支承臂3.2.11、电磁伸缩杆3.2.12和真空吸盘3.2.10，

取放结构体3.2.13为矩形框体，回转中心轴体3.2.14的下端穿过上板插装在取放结构体3.2.13的下板中部，回转中心轴体3.2.14的上端与六自由度机械手3.3的执行端固定连接；相机支承臂3.2.1的一端与取放结构体3.2.13的上表面中部固定连接，白光相机3.2.4通过白光相机支架3.2.3安装在相机支承臂3.2.1上，白光相机支架3.2.3可延相机支承臂3.2.1的长度方向滑动运动；相机伺服电机3.2.2与白光相机支架3.2.3的侧壁连接，相机伺服电机3.2.2的输出轴与齿轮齿条传动C3.2.21的齿轮中心孔固定连接，齿轮齿条传动C3.2.21的齿条固定安装在相机支承臂3.2.1上并与齿轮啮合；传感器支承臂A3.2.9的端部固定安装在取放结构体3.2.13的上板侧壁，线激光传感器3.2.5通过传感器支架A3.2.8与传感器支承臂A3.2.9滑动连接，传感器伺服电机A3.2.6固定安装在传感器支架A3.2.8的侧壁上，其输出轴与齿轮齿条传动A3.2.7中的齿轮中心孔固定连接，齿轮齿条传动A3.2.7中的齿条栓固定安装在传感器支承臂A3.2.9上并与齿轮啮合；

传感器支承臂B3.2.15的端部与取放结构体3.2.13的上板侧壁连接，线激光传感器3.2.5通过传感器支架B3.2.16与传感器支承臂B3.2.15滑动连接；传感器支架C3.2.19安装在传感器支承臂B3.2.15的端部底面，其竖直短边部分的底部设置有Y型支架，用于安装三个接触式传感器3.2.20；传感器伺服电机B3.2.17固定安装在传感器支架B3.2.16上部中间侧壁上，其输出轴与齿轮齿条传动B3.2.18中的齿轮中心孔固定连接，齿轮齿条传动B3.2.18中的齿条固定安装在传感器支承臂B3.2.15上并与齿轮啮合；

吸盘支承臂3.2.11呈梁型结构，共有四根，对称布置在取放结构体3.2.13的下板侧壁，每个吸盘支承臂3.2.11通过一个电磁伸缩杆3.2.12与真空吸盘3.2.10连接；取放结构体3.2.13的下板的底部连接有两个电磁伸缩杆3.2.12，每个电磁伸缩杆3.2.12与一个真空吸盘3.2.10连接。

地砖取放组件3.2负责在铺砖子系统3分控机的调控下与六自由度机械手3.3相互配合对地砖进行搬运和铺贴，具体而言有：

①取放结构体3.2.13呈框型对称结构，具有上、下两层框架，是地砖取放组件3.2的结构主体，组件的其他零部件均安装其上。

②回转中心轴体3.2.14呈圆柱形结构，通过螺栓固定安装在取放结构体3.2.13上层框架的中心位置，用于借助螺栓与六自由度机械手3.3的执行端固定连接。

③相机支承臂3.2.1呈梁型结构，其一端通过螺栓固定安装在取放结构体3.2.13上层框架的对应孔位上，用于安装白光相机3.2.4、白光相机支架3.2.3、相机伺服电机3.2.2、齿轮齿条传动C3.2.21等零部件。此外，相机支承臂3.2.1还配置有一对接近开关，可检测白光相机支架3.2.3的位置信号并将之反馈至铺砖子系统3分控机。

④白光相机3.2.4用于在铺贴地砖时采集地面位置信息，初步确定铺贴地砖水平面的横纵边缘信息，并将之传递至铺砖子系统3分控机，可通过螺栓固定安装在白光相机支架3.2.3底面的对应孔位上。

⑤白光相机支架3.2.3呈框型结构，其底面设置有用于安装白光相机3.2.4的孔位，侧面设置有用于安装相机伺服电机3.2.2的孔位，内表面可与相机支承臂3.2.1配合形成滑动副。

⑥相机伺服电机3.2.2通过螺栓固定安装在白光相机支架3.2.3侧面的对应孔位上，其输出轴与齿轮齿条传动C3.2.21中的齿轮中心孔配合并借助键连接固定，齿轮齿条传动C3.2.21中的齿条则通过螺栓固定安装在相机支承臂3.2.1的对应孔位上。相机伺服电机3.2.2负责在铺砖子系统3分控机的控制下进行旋转，并通过齿轮齿条传动C3.2.21带动白光相机支架3.2.3以及白光相机3.2.4沿相机支承臂3.2.1移动指定的距离。

⑦传感器支承臂A3.2.9呈梁型结构，其一端通过螺栓固定安装在取放结构体3.2.13上层框架的对应孔位上，用于安装线激光传感器3.2.5、传感器支架A3.2.8、传感器伺服电机A3.2.6、齿轮齿条传动A3.2.7等零部件。此外，传感器支承臂A3.2.9还配置有一对接近开关，可检测传感器支架A3.2.8的位置信号并将之反馈至铺砖子系统3分控机。

⑧线激光传感器3.2.5用于在白光相机3.2.4初步确定铺贴地砖水平面横纵边缘信息的基础上，精确确定待铺贴地砖边缘与已铺贴地砖边缘在水平面上的横纵缝隙值，并将之传递至铺砖子系统3分控机。线激光传感器3.2.5共有四个，两两一组成对使用，其中一组通过螺栓固定安装在传感器支架A3.2.8的对应孔位上，另一组通过螺栓固定安装在传感器支架B3.2.16的对应孔位上。两组线激光传感器3.2.5分别采集铺贴地砖边缘间在水平面上的横缝隙值与纵缝隙值。

⑨传感器支架A3.2.8呈框型对称结构，其底面对称设置有用于安装两个线激光传感器3.2.5的孔位，其上部中间侧面设置有用于安装传感器伺服电机A3.2.6的孔位，内表面可与传感器支承臂A3.2.9配合形成滑动副。

⑩传感器伺服电机A3.2.6通过螺栓固定安装在传感器支架A3.2.8上部中间侧面的对应孔位上，其输出轴与齿轮齿条传动A3.2.7中的齿轮中心孔配合并借助键连接固定，齿轮齿条传动A3.2.7中的齿条则通过螺栓固定安装在传感器支承臂A3.2.9的对应孔位上。传感器伺服电机A3.2.6负责在铺砖子系统3分控机的控制下进行旋转，并通过齿轮齿条传动A3.2.7带动传感器支架A3.2.8以及线激光传感器3.2.5沿传感器支承臂A3.2.9移动指定的距离。

传感器支承臂B3.2.15呈梁型结构，其一端通过螺栓固定安装在取放结构体3.2.13上层框架的对应孔位上，用于安装线激光传感器3.2.5、传感器支架B3.2.16、传感器伺服电机B3.2.17、齿轮齿条传动B3.2.18、传感器支架C3.2.19、接触式传感器3.2.20等零部件。此外，传感器支承臂B3.2.15还配置有一对接近开关，可检测传感器支架B3.2.16的位置信号并将之反馈至铺砖子系统3分控机。

传感器支架B3.2.16呈框型对称结构，其底面对称设置有用于安装两个线激光传感器3.2.5的孔位，同时还设置有用于安装传感器支架C3.2.19的孔位，其上部中间侧面设置有用于安装传感器伺服电机B3.2.17的孔位，内表面可与传感器支承臂B3.2.15配合形成滑动副。

传感器支架C3.2.19呈L型结构，其水平长边部分通过螺栓固定安装在传感器支架B3.2.16底面中间的对应孔位上，其竖直短边部分的底部设置有Y型支架，用于安装三个接触式传感器3.2.20。

接触式传感器3.2.20用于在铺贴地砖时检测地砖上表面与已铺贴地砖上表面在上下竖直方向上的距离值，并将之传递至铺砖子系统3分控机。接触式传感器3.2.20共有三个，分别与传感器支架C3.2.19竖直短边部分底部的Y型支架一一对应，并可通过螺纹卡扣固定安装在对应孔位上。

传感器伺服电机B3.2.17通过螺栓固定安装在传感器支架B3.2.16上部中间侧面的对应孔位上，其输出轴与齿轮齿条传动B3.2.18中的齿轮中心孔配合并借助键连接固定，齿轮齿条传动B3.2.18中的齿条则通过螺栓固定安装在传感器支承臂B3.2.15的对应孔位上。传感器伺服电机B3.2.17负责在铺砖子系统3分控机的控制下进行旋转，并通过齿轮齿条传动B3.2.18带动传感器支架B3.2.16、线激光传感器3.2.5、传感器支架C3.2.19以及接触式传感器3.2.20沿传感器支承臂B3.2.15移动指定的距离。

吸盘支承臂3.2.11呈梁型结构，共有四根，对称布置在取放结构体3.2.13的下层框架上并通过螺栓固定安装于对应孔位，用于安装电磁伸缩杆3.2.12、真空吸盘3.2.10等零部件。

电磁伸缩杆3.2.12共有六个，分别通过螺纹卡扣固定安装在吸盘支承臂3.2.11与取放结构体3.2.13下层框架的对应孔位上，用于连接真空吸盘3.2.10并在铺砖子系统3分控机的控制下带动真空吸盘3.2.10上下移动。

真空吸盘3.2.10共有六个，分别与六个电磁伸缩杆3.2.12一一对应，可通过螺纹卡扣固定安装在电磁伸缩杆3.2.12的输出端，并随着电磁伸缩杆3.2.12输出端上下移动，负责在铺砖子系统3分控机的控制下利用真空负压拾取或安放地砖。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或十一相同。

具体实施方式十三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述六自由度机械手3.3是搬运地砖的主驱动部件，具有六个自由度，其执行端可通过螺栓与地砖取放组件3.2的回转中心轴体3.2.14固定相连并带动地砖取放组件3.2进行运动，其控制板可与铺砖子系统3分控机进行通讯，接收或发送必要的数据和信号。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一或十二相同。

具体实施方式十四：结合图7至图11说明本实施方式，本实施方式铺砖子系统3分控机是铺砖子系统3各组件和部件的控制中枢，其功能主要有以下七方面：

①负责根据待铺贴地砖的实际尺寸，结合来自地砖夹具组件3.1中滑块式夹爪3.1.6上的力传感器以及夹爪滑道3.1.4上的接近开关信号值，控制转盘电机3.1.7转动，以实现地砖夹具组件3.1对不同尺寸地砖的自适应固定。

②负责根据待铺贴地砖的实际尺寸，结合来自地砖取放组件3.2中相机支承臂3.2.1、传感器支承臂A3.2.9、传感器支承臂B3.2.15上的接近开关信号值，控制相机伺服电机3.2.2、传感器伺服电机A3.2.6、传感器伺服电机B3.2.17转动，以确保白光相机3.2.4、线激光传感器3.2.5、接触式传感器3.2.20位于合理位置以检测待铺贴地砖的相关信息。

③负责接收来自白光相机3.2.4初步确定的铺贴地砖水平面的横纵边缘信息，将之换算为六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息并传递至六自由度机械手3.3的控制板，以便于六自由度机械手3.3能够带动地砖取放组件3.2运动至合理位置。

④负责接收来自线激光传感器3.2.5精确确定的待铺贴地砖边缘与已铺贴地砖边缘在水平面上的横纵缝隙值，将之换算为六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息并传递至六自由度机械手3.3的控制板，以便于六自由度机械手3.3带动地砖取放组件3.2运动至准确位置，实现对铺贴地砖上表面的水平找正。

⑤负责接收来自接触式传感器3.2.20检测的待铺贴地砖上表面与已铺贴地砖上表面在上下竖直方向上的距离值，将之换算为六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息并传递至六自由度机械手3.3的控制板，以便于六自由度机械手3.3带动地砖取放组件3.2进行角度微调，实现对铺贴地砖上表面的高度找平。

⑥负责根据待铺贴地砖的实际尺寸，控制电磁伸缩杆3.2.12的通断电，以对地砖配置与之相适应的真空吸盘3.2.10数量和布局。

⑦负责控制真空吸盘3.2.10气动管线的通断，以准确实施真空负压作业。

本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二或十三相同。

工作原理：

一、本发明涉及的多尺寸地砖薄贴机器人的移动子系统1悬架机构可在移动子系统1分控机的控制以及对应车轮机构的带动下，根据地面的高低起伏调节自身的形状姿态，以保证承载平台1.4相对于作业标高的水平精度。结合前文所述移动子系统1的结构特点，进一步有：

(1)移动子系统1悬架机构由前悬架机构和后悬架机构两部分组成，分别通过悬架连杆基座A1.8、悬架连杆基座B1.5以及螺栓安装在车身主体1.6的对应孔位上，并通过配套的悬架长连杆A1.10或悬架长连杆B1.20或悬架长连杆C1.24的底部框型结构1.25，连接所对应的移动子系统1车轮机构。当移动子系统1在地面上行走时，车轮机构可驱动悬架机构改变自身的形状姿态，从而使得车身主体1.6连同承载平台1.4相对于地面的水平度和高度发生改变。

(2)移动子系统1车轮机构是多尺寸地砖薄贴机器人能够在地面上进行移动并保持位姿的驱动机构，其接受移动子系统1分控机的控制，具体执行部件为轮毂电机车轮1.21，保持位姿的信号源自移动子系统1定位导航组件中惯性测量单元IMU测得的车身主体1.6的六个自由度参数值。

(3)图12展示了多尺寸地砖薄贴机器人在施工现场原始地面上行走时，由于地面隆起的原因，造成沿车头方向的右侧悬架机构与车轮机构高于沿车头方向的左侧悬架机构与车轮机构的情况示意。为保持车身主体1.6连同承载平台1.4相对于地面的标高基准H不发生改变，需要在不调整沿车头方向左侧悬架机构与车轮机构形状姿态的前提下，适当并及时调整沿车头方向右侧悬架机构与车轮机构的形状姿态，令其度量值变为自适应位姿H’，以和标高基准H相适应。

(4)移动子系统1保持承载平台1.4相对于作业标高的高度和水平度的思路是：

①标高基准发生器1.1安放于地面的基准平面之上，调整自身发射标高激光控制平面的高度以便于标高基准接收器1.3接收标高激光信号，之后持续发射标高激光形成标高激光控制平面，其度量值即为标高基准H。

②标高基准接收器1.3接收来自标高基准发生器1.1发出的标高激光信息并判断承载平台1.4与标高激光控制平面间的高度差值，之后将高度差值信号传递至移动子系统1分控机。

③移动子系统1分控机接收来自标高基准接收器1.3发送的承载平台1.4高度差值信息，同时接收来自定位导航组件中惯性测量单元IMU发送的车身主体1.6在三维空间中的六个自由度参数值信息，将这些参数值信息与事先设定的几种情景数据进行比对，综合判断承载平台1.4当前的所在高度以及倾斜角度，给出相应的轮毂电机车轮1.21控制决策，并将控制决策信息传递至轮毂电机车轮1.21。

④轮毂电机车轮1.21根据移动子系统1分控机提供的控制决策信息实时调整自身的转向和转速，以在正常行驶转速的基础上，做出针对抵消承载平台1.4高度偏差和倾斜角度的补偿性调整，从而改变与之相连悬架机构的形状位姿，产生自适应位姿H’，最终令承载平台1.4满足标高基准H的高度和水平度要求。

二、本发明涉及的多尺寸地砖薄贴机器人的供胶子系统2地面检测组件可采集地面特征点的高度值大小，经供胶子系统2分控机换算后可为供胶子系统2供胶机构提供与地面特征点高度值相适应的供胶补偿量，令供胶机构能在标准铺胶量的基础上根据地面的高低起伏调整对应的实际铺胶量。结合前文所述供胶子系统2的结构特点，进一步有：

(1)供胶子系统2地面检测组件中呈十字型排列的线激光发生器2.1的安装间距应与供胶子系统2供胶机构中呈直线型排列的供胶通道2.11的安装间距相适应，以确保地面特征点高度值与实际铺胶量相互匹配。

(2)盛放在供胶料仓2.8中的地砖胶可通过供胶料仓2.8的矩形开口进入供胶通道2.11，并可在螺旋进料器2.9的带动下在供胶通道2.11中流动，最终输送至地面指定位置。

(3)供胶子系统2根据地面的高低起伏调整对应的实际铺胶量的思路是：

①供胶子系统2分控机在多尺寸地砖薄贴机器人电控子系统的连接和统筹下与移动子系统1分控机进行通讯，获取承载平台1.4的高度值信息，将之换算为伺服减速电机2.7的转速控制信号，并将转速控制信号传递至伺服减速电机2.7。

②伺服减速电机2.7根据供胶子系统2分控机提供的转速控制信号调整自身的转向和转速，带动供胶料仓丝杠2.4旋转并借助供胶料仓丝杠2.4与供胶料仓丝杠螺母2.5的相互作用和相对运动，驱动供胶料仓2.8下降至距离地面的合适位置。

③线激光发生器2.1向地面投射正方形网格状线激光，这些投射到地面的正方形网格状线激光所呈现的图像会由于地面的高低起伏而发生符合一定规律的形变。

④RGB相机2.3采集线激光发生器2.1投射到地面上的网格状线激光形变图像并判断图像的形变信息，之后将形变信息信号传递至供胶子系统2分控机。

⑤供胶子系统2分控机接收来自RGB相机2.3发送的网格状线激光图像形变信息，将这些图像形变信息与事先设定的几种情景数据进行比对，判断对应的地面特征点高度值大小，给出相应的伺服供胶电机2.10控制决策，并将控制决策信息传递至对应的伺服供胶电机2.10。

⑥伺服供胶电机2.10根据供胶子系统2分控机提供的控制决策信息适时调整自身的转速，以在标准铺胶量的基础上，做出针对弥补地面高低起伏的补偿性供胶量调整并向地面铺设地砖胶。

三、本发明涉及的多尺寸地砖薄贴机器人的铺砖子系统3的地砖夹具组件3.1可在铺砖子系统3分控机的控制下对不同尺寸的地砖进行自适应固定，铺砖子系统3的六自由度机械手3.3和地砖取放组件3.2可在铺砖子系统3分控机的控制下对地砖进行搬运并在铺贴的同时完成地砖的水平找正以及高度找平。结合前文所述铺砖子系统3的结构特点，进一步有：

(1)地砖夹具组件3.1承载和固定不同尺寸地砖的思路是：

①铺砖子系统3分控机控制转盘电机3.1.7正向转动，带动四个滑块式夹爪3.1.6向对应夹爪滑道3.1.4的边缘端滑动，直至夹爪滑道3.1.4边缘端的接近开关向铺砖子系统3分控机发送到位信号。

②将某种适用尺寸的待铺贴地砖放置在地砖夹具组件3.1的承载盖板3.1.2上。

③铺砖子系统3分控机控制转盘电机3.1.7反向转动，带动四个滑块式夹爪3.1.6向对应夹爪滑道3.1.4的中心端滑动，之后滑块式夹爪3.1.6的竖直长边部分将与待铺贴地砖接触并将待铺贴地砖摆放整齐，直至位于四个滑块式夹爪3.1.6竖直长边部分的力传感器的读数都达到预设值。

(2)六自由度机械手3.3和地砖取放组件3.2配合进行地砖铺贴的思路是：

①铺砖子系统3分控机控制相机伺服电机3.2.2、传感器伺服电机A3.2.6、传感器伺服电机B3.2.17正向转动，令三者分别带动对应的白光相机3.2.4、线激光传感器3.2.5、接触式传感器3.2.20向各自对应的相机支承臂3.2.1、传感器支承臂A3.2.9、传感器支承臂B3.2.15的边缘端移动，直至相机支承臂3.2.1、传感器支承臂A3.2.9、传感器支承臂B3.2.15边缘端的接近开关向铺砖子系统3分控机发送到位信号。

②铺砖子系统3分控机根据待铺贴地砖的实际尺寸，计算相机伺服电机3.2.2、传感器伺服电机A3.2.6、传感器伺服电机B3.2.17的转速控制信号，并将三个转速控制信号分别传递至对应的伺服电机。

③相机伺服电机3.2.2、传感器伺服电机A3.2.6、传感器伺服电机B3.2.17根据铺砖子系统3分控机提供的转速控制信号调整自身的转向和转速，分别带动对应的白光相机3.2.4、线激光传感器3.2.5、接触式传感器3.2.20向各自对应的相机支承臂3.2.1、传感器支承臂A3.2.9、传感器支承臂B3.2.15的中心端移动指定距离。

④铺砖子系统3分控机根据待铺贴地砖的实际尺寸，计算六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息，并将之传递至六自由度机械手3.3的控制板。

⑤六自由度机械手3.3的控制板接收来自铺砖子系统3分控机的关于六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息，并将之换算为六自由度机械手3.3各关节的电机驱动信号，以控制六自由度机械手3.3连同地砖取放组件3.2运动至待铺贴地砖上方的合适位置。

⑥铺砖子系统3分控机根据待铺贴地砖的实际尺寸，控制电磁伸缩杆3.2.12的通断电，配置与待铺贴地砖实际尺寸相适应的真空吸盘3.2.10数量和布局。

⑦六自由度机械手3.3在自身控制板的控制下，连同地砖取放组件3.2下探至待铺贴地砖上表面，使得与待铺贴地砖实际尺寸相适应的真空吸盘3.2.10可以吸取待铺贴地砖。

⑧铺砖子系统3分控机控制相关真空吸盘3.2.10的气动管线接通，对待铺贴地砖进行真空负压吸取。

⑨六自由度机械手3.3在自身控制板的控制下，连同地砖取放组件3.2以及吸取的待铺贴地砖按照规划好的六自由度机械手3.3空间位置节点坐标进行运动，到达待铺贴地砖作业点上方的合适位置，如图13所示。

⑩铺砖子系统3分控机接收来自白光相机3.2.4初步确定的已铺贴地砖水平面的横纵边缘信息，将之换算为六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息并传递至六自由度机械手3.3的控制板。

六自由度机械手3.3的控制板接收来自铺砖子系统3分控机的关于六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息，并将之换算为六自由度机械手3.3各关节的电机驱动信号，以控制六自由度机械手3.3带动地砖取放组件3.2以及吸取的待铺贴地砖运动至合理位置。

铺砖子系统3分控机接收来自线激光传感器3.2.5精确确定的待铺贴地砖边缘与已铺贴地砖边缘在水平面上的横纵缝隙值，将之换算为六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息并传递至六自由度机械手3.3的控制板。

六自由度机械手3.3的控制板接收来自铺砖子系统3分控机的关于六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息，并将之换算为六自由度机械手3.3各关节的电机驱动信号，以控制六自由度机械手3.3带动地砖取放组件3.2以及吸取的待铺贴地砖运动至准确位置，实现对铺贴地砖上表面的水平找正。

铺砖子系统3分控机接收来自接触式传感器3.2.20检测的待铺贴地砖上表面与已铺贴地砖上表面在上下竖直方向上的距离值，将之换算为六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息并传递至六自由度机械手3.3的控制板。

六自由度机械手3.3的控制板接收来自铺砖子系统3分控机的关于六自由度机械手3.3的空间位置节点坐标信息，并将之换算为六自由度机械手3.3各关节的电机驱动信号，以控制六自由度机械手3.3带动地砖取放组件3.2以及吸取的待铺贴地砖进行角度微调，实现对铺贴地砖上表面的高度找平。

铺砖子系统3分控机控制相关真空吸盘3.2.10的气动管线断开，结束对地砖的真空负压吸取。

六自由度机械手3.3在自身控制板的控制下，连同地砖取放组件3.2上升至所铺贴地砖上方的合适位置，随后铺砖子系统3分控机控制电磁伸缩杆3.2.12的通断电，使所有电磁伸缩杆3.2.12恢复至初始状态。

六自由度机械手3.3在自身控制板的控制下，连同地砖取放组件3.2运动至初始待命位置，等待下一次地砖铺贴任务指令。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，它包括电控子系统和六自由度机械手(3.3)，其特征在于：所述一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人包括移动子系统(1)、供胶子系统(2)和铺砖子系统(3)，所述供胶子系统(2)和铺砖子系统(3)均与所述移动子系统(1)连接，六自由度机械手(3.3)安装在移动子系统(1)上，且六自由度机械手(3.3)的执行端与铺砖子系统(3)连接；所述电控子系统用于连接和统筹移动子系统(1)、供胶子系统(2)、铺砖子系统(3)的分控机，使移动子系统(1)、供胶子系统(2)、铺砖子系统(3)形成统一的有机整体，进而完成地砖薄贴作业。

2.根据权利要求1所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述移动子系统(1)包括车身主体(1.6)、承载平台(1.4)、两个前悬架机构、两个后悬架机构、车轮机构、供胶料仓导轨(1.2)、定位导航组件和标高基准组件，承载平台(1.4)安装在车身主体(1.6)的上部，所述铺砖子系统(3)安装在承载平台(1.4)的上表面；所述两个前悬架机构对称安装在车身主体(1.6)车头端的左、右两侧，所述每个前悬架机构与两个车轮机构连接；所述两个后悬架机构对称安装在车身主体(1.6)车尾端的左、右两侧，所述每个后悬架机构与一个车轮机构连接；定位导航组件安装在车身主体(1.6)车头方向的前端，所述标高基准组件位于车身主体(1.6)的车尾端，用于为移动子系统(1)分控机提供多尺寸地砖薄贴机器人在进行地砖薄贴作业时承载平台(1.4)距离地面基准平面的高度信息，两个供胶料仓导轨(1.2)分别安装在车身主体(1.6)车尾端的侧壁上并与供胶子系统(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述每个前悬架机构包括悬架连杆基座A(1.8)、悬架上连杆A(1.9)、悬架下连杆A(1.17)、悬架长连杆A(1.10)、悬架上连杆B(1.7)、悬架下连杆B(1.18)和悬架长连杆B(1.20)，悬架连杆基座A(1.8)安装在车身主体(1.6)的车头端的侧壁上，悬架上连杆A(1.9)的一端通过销轴与悬架连杆基座A(1.8)上部的对应孔位连接并形成转动副，悬架上连杆A(1.9)的另一端通过销轴与悬架长连杆A(1.10)的上端转动连接，悬架下连杆A(1.17)的一端通过销轴与悬架连杆基座A(1.8)下部的对应孔位连接并形成转动副，悬架下连杆A(1.17)的另一端通过销轴与悬架长连杆A(1.10)的中部转动连接；悬架上连杆B(1.7)的一端通过销轴与悬架连杆基座A(1.8)上部的对应孔位连接并形成转动副，悬架上连杆B(1.7)的另一端通过销轴与悬架长连杆B(1.20)的上端转动连接，悬架下连杆B(1.18)的一端通过销轴与悬架连杆基座A(1.8)下部的对应孔位连接并形成转动副，悬架下连杆B(1.18)的另一端通过销轴与悬架长连杆B(1.20)的中部转动连接，悬架长连杆A(1.10)和悬架长连杆B(1.20)的下端均设有框型结构(1.25)，每个框型结构(1.25)与其对应的一个车轮机构连接。

4.根据权利要求2所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述后悬架机构包括悬架连杆基座B(1.5)、悬架上连杆C(1.23)、悬架下连杆C(1.22)和悬架长连杆C(1.24)，悬架连杆基座B(1.5)安装在车身主体(1.6)车尾端的侧壁上，悬架上连杆C(1.23)的一端通过销轴与悬架连杆基座B(1.5)上部的对应孔位相连并形成转动副，悬架上连杆C(1.23)的另一端通过销轴与悬架长连杆C(1.24)的上端转动连接；悬架下连杆C(1.22)的一端通过销轴与悬架连杆基座B(1.5)下部的对应孔位相连并形成转动副，悬架下连杆C(1.22)的另一端通过销轴与悬架长连杆C(1.24)的中部转动连接；悬架长连杆C(1.24)的下端设有框型结构(1.25)，框型结构(1.25)与一个车轮机构连接。

5.根据权利要求2所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述车轮机构包括轮毂电机车轮(1.21)、轮轴支架(1.19)、上支臂(1.16)、下支臂(1.14)和减震器(1.15)，所述上支臂(1.16)和下支臂(1.14)均为U形结构，上支臂(1.16)的两端分别通过销轴与框型结构(1.25)上部的两侧内壁转动连接，下支臂(1.14)的两端分别通过销轴与框型结构(1.25)下部的两侧外壁转动连接，轮轴支架(1.19)的上端通过销轴与上支臂(1.16)的中部转动连接，轮轴支架(1.19)的下端通过销轴与下支臂(1.14)的中部转动连接，轮轴支架(1.19)的中部与轮毂电机车轮(1.21)的中心轴固定连接；减震器(1.15)的上端通过销轴与框型结构(1.25)的上板内壁转动连接，另一端通过销轴与下支臂(1.14)中部的对应孔位转动连接。

6.根据权利要求2所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述定位导航组件包括探头机架(1.11)、激光SLAM雷达(1.12)、RGBD视觉相机(1.13)、惯性测量单元IMU，探头机架(1.11)位于车身主体(1.6)车头方向的前端，通过螺栓与车身主体(1.6)固定连接；激光SLAM雷达(1.12)固定安装在探头机架(1.11)的上表面；RGBD视觉相机(1.13)固定安装在探头机架(1.11)的下表面；惯性测量单元IMU通过螺栓水平固定安装在车身主体(1.6)内部的对应孔位上；

所述标高基准组件包括标高基准发生器(1.1)和标高基准接收器(1.3)，标高基准接收器(1.3)为两个，分别通过螺栓固定安装在车身主体(1.6)车尾端左右两侧的对应孔位上，标高基准发生器(1.1)安放于地面的基准平面之上。

7.根据权利要求2所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述供胶子系统(2)包括地面检测组件和供胶机构，所述地面检测组件包括线激光发生器(2.1)、线激光发生器安装板(2.2)和RGB相机(2.3)，线激光发生器安装板(2.2)固定安装在车身主体(1.6)的底部，线激光发生器(2.1)以十字型排列的方式固定安装在线激光发生器安装板(2.2)上，RGB相机(2.3)利用自身的支架固定安装在车身主体(1.6)车尾端的底部；

所述供胶机构包括：供胶料仓丝杠(2.4)、供胶料仓丝杠螺母(2.5)、供胶料仓滑块组件(2.6)、伺服减速电机(2.7)、供胶料仓(2.8)、螺旋进料器(2.9)、伺服供胶电机(2.10)、供胶通道(2.11)、丝杠下支座(2.12)、丝杠螺母支座(2.13)和丝杠上支座(2.14)，供胶料仓(2.8)为楔形壳体结构，供胶料仓(2.8)的一侧设有与供胶料仓导轨(1.2)配合滑动的供胶料仓滑块组件(2.6)，丝杠上支座(2.14)与丝杠下支座(2.12)固定安装在供胶料仓(2.8)上并位于两个供胶料仓滑块组件(2.6)之间，供胶料仓丝杠(2.4)的两端分别通过轴承与丝杠上支座(2.14)和丝杠下支座(2.12)转动连接，伺服减速电机(2.7)安装在丝杠上支座(2.14)上，伺服减速电机(2.7)的输出轴与供胶料仓丝杠(2.4)的输入轴固定连接，供胶料仓丝杠螺母(2.5)套装在供胶料仓丝杠(2.4)上并与之形成螺旋传动副，供胶料仓丝杠螺母(2.5)的外侧壁通过螺栓固定安装在丝杠螺母支座(2.13)的对应孔位中，丝杠螺母支座(2.13)固定安装在车身主体(1.6)车尾端的对应孔位中；供胶料仓(2.8)面向车头方向的一侧外壁为上下竖直的平面；面向车尾方向的一侧外壁为上宽下窄的斜面，且下部设有矩形开口，所述多个供胶通道(2.11)呈直线型排列并安装在其矩形开口处；每个供胶通道(2.11)的上部设有一个伺服供胶电机(2.10)，其输出轴通过联轴器与一个螺旋进料器(2.9)的输入轴共轴线固定安装，每个螺旋进料器(2.9)位于一个供胶通道(2.11)内，且每个螺旋进料器(2.9)输入轴与其对应的供胶通道(2.1)上端的对应孔位通过轴承转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述铺砖子系统(3)包括地砖夹具组件(3.1)和地砖取放组件(3.2)，地砖夹具组件(3.1)与移动子系统(1)连接，地砖取放组件(3.2)与六自由度机械手(3.3)的执行端连接。

9.根据权利要求8所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述地砖夹具组件(3.1)包括夹具底座(3.1.1)、转盘电机支架(3.1.8)、转盘电机(3.1.7)、带传动(3.1.9)、曲柄转盘(3.1.3)、转盘连杆(3.1.10)、滑块式夹爪(3.1.6)、夹爪滑道(3.1.4)、支承柱体(3.1.5)和承载盖板(3.1.2)，

夹具底座(3.1.1)为矩形平板结构，与承载平台(1.4)固定连接，曲柄转盘(3.1.3)的下端的转轴通过轴承与夹具底座(3.1.1)的中心孔位转动连接，曲柄转盘(3.1.3)的外端面设有四个曲柄，四个曲柄呈十字型对称布置，每个转盘连杆(3.1.10)的一端与其对应一个曲柄的端部转动连接，每个转盘连杆(3.1.10)的另一端与一个滑块式夹爪(3.1.6)的凸轴转动连接；每个滑块式夹爪(3.1.6)与其相对应的夹爪滑道(3.1.4)滑动连接；转盘电机(3.1.7)通过转盘电机支架(3.1.8)固定安装在夹具底座(3.1.1)上，其输出端通过带传动(3.1.9)与曲柄转盘(3.1.3)的转轴相连并在铺砖子系统(3)分控机的控制下带动曲柄转盘(3.1.3)进行转动；承载盖板(3.1.2)为正方形平板结构，共有四块，分别沿着夹具底座(3.1.1)和夹爪滑道(3.1.4)的边缘布置，每个承载盖板(3.1.2)通过支承柱体(3.1.5)与夹具底座(3.1.1)固定连接。

10.根据权利要求8所述的一种适用于多尺寸地砖薄贴作业的建筑机器人，其特征在于：所述地砖取放组件(3.2)包括取放结构体(3.2.13)、回转中心轴体(3.2.14)、相机支承臂(3.2.1)、白光相机支架(3.2.3)、白光相机(3.2.4)、相机伺服电机(3.2.2)、齿轮齿条传动C(3.2.21)、传感器支承臂A(3.2.9)、传感器支架A(3.2.8)、线激光传感器(3.2.5)、传感器伺服电机A(3.2.6)、齿轮齿条传动A(3.2.7)、传感器支承臂B(3.2.15)、传感器支架B(3.2.16)、传感器伺服电机B(3.2.17)、齿轮齿条传动B(3.2.18)、传感器支架C(3.2.19)、接触式传感器(3.2.20)、吸盘支承臂(3.2.11)、电磁伸缩杆(3.2.12)和真空吸盘(3.2.10)，

取放结构体(3.2.13)为矩形框体，回转中心轴体(3.2.14)的下端穿过上板插装在取放结构体(3.2.13)的下板中部，回转中心轴体(3.2.14)的上端与六自由度机械手(3.3)的执行端固定连接；相机支承臂(3.2.1)的一端与取放结构体(3.2.13)的上表面中部固定连接，白光相机(3.2.4)通过白光相机支架(3.2.3)安装在相机支承臂(3.2.1)上，白光相机支架(3.2.3)可延相机支承臂(3.2.1)的长度方向滑动运动；相机伺服电机(3.2.2)与白光相机支架(3.2.3)的侧壁连接，相机伺服电机(3.2.2)的输出轴与齿轮齿条传动C(3.2.21)的齿轮中心孔固定连接，齿轮齿条传动C(3.2.21)的齿条固定安装在相机支承臂(3.2.1)上并与齿轮啮合；传感器支承臂A(3.2.9)的端部固定安装在取放结构体(3.2.13)的上板侧壁，线激光传感器(3.2.5)通过传感器支架A(3.2.8)与传感器支承臂A(3.2.9)滑动连接，传感器伺服电机A(3.2.6)固定安装在传感器支架A(3.2.8)的侧壁上，其输出轴与齿轮齿条传动A(3.2.7)中的齿轮中心孔固定连接，齿轮齿条传动A(3.2.7)中的齿条固定安装在传感器支承臂A(3.2.9)上并与齿轮啮合；

传感器支承臂B(3.2.15)的端部与取放结构体(3.2.13)的上板侧壁连接，线激光传感器(3.2.5)通过传感器支架B(3.2.16)与传感器支承臂B(3.2.15)滑动连接；传感器支架C(3.2.19)安装在传感器支承臂B(3.2.15)的端部底面，其竖直短边部分的底部设置有Y型支架，用于安装三个接触式传感器(3.2.20)；传感器伺服电机B(3.2.17)固定安装在传感器支架B(3.2.16)上部中间侧壁上，其输出轴与齿轮齿条传动B(3.2.18)中的齿轮中心孔固定连接，齿轮齿条传动B3.2.18中的齿条固定安装在传感器支承臂B(3.2.15)上并与齿轮啮合；

吸盘支承臂(3.2.11)呈梁型结构，共有四根，对称布置在取放结构体(3.2.13)的下板侧壁，每个吸盘支承臂(3.2.11)通过一个电磁伸缩杆(3.2.12)与真空吸盘(3.2.10)连接；取放结构体(3.2.13)的下板的底部连接有两个电磁伸缩杆(3.2.12)，每个电磁伸缩杆(3.2.12)与一个真空吸盘(3.2.10)连接。