CN106381990B - 墙地面铺贴机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种墙地面铺贴机器人，属于建筑机械领域。针对墙地面铺贴无法机械化作业的问题，本发明的墙地面铺贴机器人实时保持竖直状态，为铺贴作业提供基准；摄像头用于识别墙地砖，使得吸盘吸取墙地砖中心部位，升降机构垂直升降，并通过编码器的反馈和控制***的控制达到所需高度；工作头在抓取墙地砖后可翻转，便于对墙地砖进行刮浆，即可对地面进行铺贴，也可对墙面进行铺贴，测平装置和振动器的设计保证了施工的精度要求。本发明的墙地面铺贴机器人能解决边角等不容易施工部分的机械化施工问题，机架可以折叠和展开，方便收纳，可同时满足墙面铺贴和地面铺贴的需求。

Description

墙地面铺贴机器人

技术领域

本发明属于建筑机械领域，尤其涉及一种墙地面铺贴工作头和墙地面铺贴机器人。

背景技术

随着机械自动化的不断发展，建筑工程施工作业也在不断的机械化。目前墙地面铺贴还只能依靠人工实施，施工人员的经验和技术直接影响了作业工程的质量，现实中施工人员技术参差不齐，从而造成质量稳定性差，施工进度慢。施工工人必须用很长的时间和消耗很大的体力，劳动强度高耗时长、人力成本高的问题。

地砖和石材铺贴手法有干铺法和湿铺法两种方法，干铺比较容易找平，但是因为结合层的不平整容易产生空鼓。湿铺法因为水泥砂浆稠度较低，施工过程中不容易找平，适合较小尺寸的地砖的铺设，不容易空鼓。

目前墙砖铺贴一般采用湿铺法，地砖铺贴一般采用干铺法，干铺作业流程是半干水泥砂浆铺平>灌存水泥浆‐>铺贴物底面刮存水泥浆‐>铺贴‐>橡皮锤敲实，整个流程尚无有效的机械化设备可以替代人工作业，也没有有效的辅助设备可以辅助干铺法作业。

湿铺法同样面临无有效的机械化设备可以替代人工作业的窘境，干铺法和湿铺法在无机械化作业下，只能依靠人工实施，因此施工人员的经验和技术直接影响了作业工程的质量和效率，而现实中施工人员技术参差不齐，从而造成铺贴质量稳定性差，施工进度慢，并且找平铺贴分项本身劳动强度大，工作环境差，人力成本越来越高。

目前更没有同时适用于干铺法和湿铺法的机械化设备出现。因此若有一种机械设备可以快速改善质量的稳定性，同时适用于干铺法和湿铺法作业，并且不依赖于施工人员的经验和技术，完全靠机械化来满足各个施工环节的质量标准，轻松，快捷完成作业，那将对社会创造很大的效益。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，通过对传统铺贴手法的各个环节进行标准化规整，达到每个环节可机械化作业，本发明提供了一种墙地面铺贴工作头和墙地面铺贴机器人，可以取代传统人工作业，解决诸多弊端。

本发明的技术方案如下：

本发明首先提供了一种墙地面铺贴工作头，包括支杆、旋转头、吸盘固定板、吸盘、所述的支杆一端与旋转头一端铰接，旋转头另一端与吸盘固定板相连，吸盘安装在吸盘固定板上，支杆与旋转头铰接处设有锁紧机构。

吸盘用于产生负压吸取待铺贴地砖或墙砖，吸盘可与外部的抽真空设备相连，如与真空泵、气泵等相连，吸盘也可先与储气罐相连，再由储气罐与外部的抽真空设备相连。

支杆用于连接外部支撑设备，如机架或工作台。将墙地面铺贴工作头固定在支撑设备上即可用于作业，支撑设备优选为可方便移动的设备。

旋转头一端与支杆一端铰接，使得旋转头的另一端可绕铰接点旋转，且支杆与旋转头铰接处设有锁紧机构，可在旋转头绕铰接点旋转到任意角度时进行锁死。优选的，锁紧机构为电动锁紧机构，由控制***通过电驱动控制锁紧。实际应用中，也可以采用机械锁紧机构，如采用螺栓锁紧或类似可折叠自行车锁紧卡扣的结构等。

旋转头在旋转到与支杆呈同一平面时，即与竖直面呈0度，或旋转头旋转到水平位置时可精准的进行锁死，即与竖直面呈90°。旋转头与竖直面呈0度时，可用于吸取待铺贴的墙地砖，与竖直面呈90°时，可对墙地砖进行刮浆和进行墙面的铺贴。

作为优选的，吸盘固定板可绕旋转头另一端轴向旋转，在吸盘吸取待铺贴墙地砖后，即可通过旋转调整角度，以使得墙地砖的角度与待铺贴区域一致。

所述的旋转头上设有可绕旋转头轴向旋转的旋转杆，旋转杆可伸缩，旋转杆可伸缩端连接振动器和测平装置。待工作头吸取地砖或墙砖并且进行铺贴后，振动器紧贴墙地砖，振动器振动取代橡皮锤敲打墙地砖的作业，测平装置用于测量墙地砖与基准墙地砖是否齐平。振动器和测平装置均位于旋转杆可伸缩端上，由于旋转杆可绕旋转头轴向旋转，又由于旋转杆可伸缩，因此振动器和测平装置可以覆盖整块墙地砖的大部分面积(旋转杆不可伸缩部分覆盖的区域主要由吸盘占据)。振动器用于对墙地砖施加振动，其实现方式没有限制，如可采用振动电机带动偏心轮转动的方式实现。

测平装置紧贴待铺贴墙地砖和基准墙地砖，测平装置可以是LED灯、激光灯或激光发射装置。以LED灯为例，测平装置紧贴墙地砖的一面发出线形LED光，若无法观测到LED光，则说明待铺贴墙地砖和基准墙地砖持平，该处的施工精度达到铺贴要求，若观测到LED光，则说明待铺贴墙地砖和基准墙地砖还没有齐平，LED光从测平装置漏出，需要启动振动器继续振动，直到达到施工要求。激光灯或激光发射装置的原理与LED灯类似，基准墙地砖为在待铺贴区域边上的已经铺贴的满足铺贴精度要求的墙地砖。本发明的墙地砖包括铺贴地面的地砖和铺贴墙面的墙砖。

测平装置还可以是激光测平仪、陀螺仪、距离传感器等，测平装置只要能反馈给控制***或者施工人员以相应信号，且相应信号可以用于判定待铺贴墙地砖是否达到施工精度要求即可。

作为优选的，所述的振动装置和测平装置集成为一体构成振动测平装置，所述的振动测平装置包括高度差检测装置、水平滑轨、振动电机和偏心轮；所述的高度差检测装置安装在水平滑轨上可沿水平滑轨滑动，所述的偏心轮与振动电机相连。工作时，水平滑轨横跨待铺贴墙地砖和基准墙地砖，沿水平滑轨移动高度差检测装置，高度差检测装置即反馈其与墙地砖的距离，通过反馈的待铺贴墙地砖和基准墙地砖距离的差值是否满足施工精度要求来决定是否启动振动电机振动。振动电机带动偏心轮转动从而实现振动。

本发明还公开了一种墙地面铺贴机器人，用于全自动或半自动的实现墙地面的铺贴作业。墙地面铺贴机器人包括上述任一方案的墙地面铺贴工作头，还包括墙地面施工辅助***，所述的墙地面施工辅助***包括机架主体、倾斜程度检测传感器、控制***、升降平台、驱动装置、若干升降机构和与升降机构相连的万向轮；所述的倾斜程度检测传感器安装在机架主体上，若干升降机构位于机架主体底部，所述的升降平台安装在机架主体上,通过驱动装置驱动垂直升降，所述的控制***接收倾斜程度检测传感器信号并控制升降机构的升降，所述的控制***与驱动装置连接，所述的支杆通过水平伸缩杆与升降平台相连。

所述的倾斜程度检测传感器用于检测机架主体的倾斜状况，并向控制***发送当下机架主体的倾斜状况，可以是水平陀螺仪、倾角传感器等用来测量相对于水平面的倾角变化量的设备。控制***得到倾斜状况后即判断是否需要进行调整，判断过程可通过与设定阈值比较的形式；当倾斜大于设定阈值时即进行调整。调整方式为控制***控制升降机构的升降，如当机架主体朝某一升降机构倾斜时，控制***即控制该升降机构升起，或控制与该升降机构对应的升降机构下降；经多次调整直到符合控制***的要求。本发明通过上述机制，可以使得机架在移动过程中或发生倾斜时随时调整升降机构，使得机架主体始终保持竖直位置，为施工奠定基础。

升降平台在机架主体上竖直升降，升降平台用于装载墙地面铺贴工作头，由于机架主体始终垂直，升降平台在机架主体上垂直运动，工作头即可被升降平台带动实现垂直方向的施工。

优选的，所述的驱动装置为电机，电机同步驱动两个卷筒，一个卷筒内的钢丝绕过位于升降平台正上方的滑轮后由另一个卷筒收纳，升降平台与钢丝固定连接，滑轮同轴安装有编码器，编码器与控制***相连；

或者所述的驱动装置为电机，电机安装在升降平台上，电机连接齿轮，机架主体上竖直安装有与所述齿轮相配合的齿条，电机同轴安装有编码器，编码器与控制***相连。

或者所述的驱动装置为电机，电机通过链条或同步带使得滑轮转动，滑轮通过钢丝连接升降平台实现升降。

上述钢丝电机或电机同轴安装有编码器，编码器用于获知升降平台的高度位置，编码器与控制***相连，继而可以通过控制***使升降平台移动到指定的高度进行铺贴或对墙地砖刮浆，这在对墙面进行铺贴时尤其重要。

优选的，根据高度需求，可采用多个机架主体在高度方向上叠加组合的方式组装成符合施工高度要求的机架主体。叠加组合的设计可使机架主体在收纳时占用的空间更小，更方便移动和运输。

优选的，所述的万向轮与控制***相连，控制***控制万向轮的锁死和滚动，在需要机架主体不动时，即可通过锁死万向轮实现，在需要机架主体运动时，即可解锁并由控制***驱动万向轮转动从而实现移动。

由于升降平台需要连接工作头，而铺贴工作头还需要抓取墙地砖，力臂较大；或升降平台移动到机架主体最上方时，力臂也较大，因此作为优选的，可以在第一机架上设置可调配重块，可调配重块根据需要调整重量，以使得机架主体稳定。优选的，所述可调配重块安装在第一机架上，如安装在第一机架远离升降平台的一端。可调配重块的设置用于减小升降平台驱动电机的功率，使机架主体更加平衡。

同样为了使机架主体在施工时更加稳固，所述的机架主体下部可设置若干可伸缩的伸长杆，升降机构通过伸长杆与机架主体底部相连，所述的伸长杆一端安装在机架主体底部，伸长杆另一端连接升降机构。在需要增强机架主体稳定性的场合，可以将伸长杆伸长，从而使得机架主体支撑范围增大。

本发明的机架主体包括第一机架、第二机架和第三机架；第二机架和第三机架分别位于第一机架的两侧，并与第一机架的一条侧边铰接，铰接的设计可以使第二机架或第三机架与第一机架进行折叠，减小体积、方便收纳。当使用时，可以使第二机架或第三机架与第一机架呈一定角度，机架主体即可站立在地面上，如使第二机架和第三机架均与第一机架呈90度，使机架主体呈T字形，机架主体即可稳固站立。当在墙面边缘或有阻碍的环境施工时，也可通过机架间的折叠满足施工要求，避免施工死角的出现，以对某一墙面的最右端进行墙砖铺贴为例，位于第一机架右边的机架张开时可能会阻碍升降平台到达墙面的最右端，此时可使位于第一机架右边的机架与第一机架折叠，使机架主体呈L形，升降平台即可到达待施工墙面的最右端，使墙面没有施工死角。

为了便于折叠，在折叠过程中，可以先控制待折叠的那个机架下方的升降机构收起，与其相连的万向轮即会离地，从而实现折叠。优选的，所述升降平台安装在第一机架上，并安装在与第二机架或第三机架铰连的这条侧边上。

优选的，所述的第一机架和第二机架之间以及第一机架和第三机架之间均设有开合装置，开合装置受控制***控制，开合装置用于实现机架之间的自动开闭，并可锁死当面机架之间的位置，如可在第一机架与第二机架或与第三机架的角度为0或90°时锁死。所述的开合装置可以是闭门器。

升降机构分布在机架主体底部，可直接与机架主体底部相连，也可通过伸缩杆与机架主体底部相连。升降机构连接万向轮，升降机构的分布只要使得机架主体在各方向上的倾斜均可调即可。优选的，所述的第一机架底部两端各设有一个升降机构，所述第二机架和第三机架远离铰接侧的机架底部均设有一个升降机构。

所述的机架主体上方安装有用于识别墙地砖的摄像头，摄像头与控制***相连,摄像头识别墙地砖的位置，使吸盘对准墙地砖的中心部位进行吸取；当摄像头识别到吸盘未对准墙地砖的中心部位时，即发出警报或通过控制***驱动万向轮移动，直到吸盘对准墙地砖的中心部位。当采用两个或多个吸盘时，则可使得多个吸盘的几何中心对准墙地砖的中心部位。

所述的水平伸缩杆的可伸缩端上设有激光接收器，激光接收器与控制***相连。激光接收器用于接收激光信号，在水平伸缩杆伸缩过程中，当激光接收器接收到激光信号后即停止伸缩。优选的，所述的墙地面铺贴机器人还包括激光发射装置；所述的激光发射装置发射平行于待铺贴施工面的激光，激光形成激光基准面。当水平伸缩杆伸长进行铺贴时一旦激光接收器接收到激光即停止伸长，表明墙砖已经铺贴到设定区域，可启动振动器进行振动。

所述的控制***可以是STM32F103C系列的芯片，型号为STM32F103C8T6；事实上具备浮点运算能力的单片机芯片、处理器都可以用作本发明的控制***，如支持浮点运算的ARM单片机,西门子、三菱的PLC。控制***驱动电机或其它可执行机构的方式可以有两种：一种是用集成的驱动芯片带动电机,体积小通道多,具体型号为：L298N和LMD18200；另一种是H桥MOS驱动电路驱动能力强，使用的是N沟MOS管及其驱动芯片IR2184。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的墙地面铺贴工作头在抓取墙地砖后可翻转，便于对墙地砖进行刮浆，即可对地面进行铺贴，也可对墙面进行铺贴。

本发明的墙地面铺贴机器人实时保持竖直状态，为铺贴作业提供基准；摄像头用于识别墙地砖，使得吸盘吸取墙地砖中心部位，升降机构垂直升降，并通过编码器的反馈和控制***的控制达到所需高度；墙地砖可翻转，便于刮浆，并可对墙面铺贴。测平装置和振动器的设计保证了施工的精度要求。

本发明的墙地面铺贴机器人能解决边角等不容易施工部分的机械化施工问题，机架可以折叠和展开，方便收纳。可同时满足墙面铺贴和地面铺贴的需求。

附图说明

图1为本发明的铺贴工作头的结构示意图；

图2为本发明的铺贴机器人的结构示意图；

图3为本发明的激光接收器的安装示意图。

图4为本发明的振动测平装置的结构示意图。

图5为本发明的振动测平装置的外部示意图。

支杆1、旋转头2、吸盘固定板3、吸盘4、旋转杆5、振动器6、测平装置7、墙地砖8、可伸缩端9、把手10、倾斜程度检测传感器11、升降平台12、第一机架13、第二机架14、第三机架15、升降机构16、万向轮17、伸长杆18、开合装置19、水平伸缩杆20、摄像头21、驱动装置22、储气罐23、空压机24、可调配重块25、激光接收器26、高度差检测装置71、底座72、振动电机73、外壳74、偏心轮75、电机底座76。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步的说明。需要注意的是，本发明的实施例用于解释本发明，但在不背离本发明的前提下，实施例不限定本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，为本发明的墙地面铺贴工作头的一个具体实施例，在本实施例中墙地面铺贴工作头包括支杆1、旋转头2、吸盘固定板3、吸盘4、所述的支杆1一端与旋转头2一端铰接，旋转头2另一端与吸盘固定板3相连，吸盘4安装在吸盘固定板3上，支杆1与旋转头2铰接处设有锁紧机构，优选的，锁紧机构为电动锁紧机构，由控制***通过电驱动控制锁紧。实际应用中，也可以采用机械锁紧机构，如采用螺栓锁紧或类似可折叠自行车锁紧卡扣的结构等。

吸盘4用于产生负压吸取待铺贴地砖或墙砖，吸盘4可与外部的抽真空设备相连，如与真空泵、气泵、空压机等相连，吸盘4也可先与储气罐相连，再由储气罐与外部的抽真空设备相连。支杆用于连接外部支撑设备，如机架或工作台，从而将墙地面铺贴工作头固定在支撑设备上用于作业，支撑设备优选为可移动的设备。

旋转头2一端与支杆1一端铰接，使得旋转头2的另一端可绕铰接点旋转，且支杆1与旋转头2铰接处设有锁紧机构，可在旋转头2绕铰接点旋转到任意角度时进行锁死。在本实施例中，旋转头2在旋转到与支杆1呈同一平面时，即与竖直面呈0度时可精准的进行锁死，或旋转头2旋转到水平位置时，即与竖直面呈90°时可精准的进行锁死。旋转头2与竖直面呈0度时，可用于吸取待铺贴的墙地砖8，与竖直面呈90°时，可对墙地砖8进行刮浆和进行墙面的铺贴。

实施例2

在实施例1的基础上，吸盘固定板3与绕旋转头2连接处设有轴承，吸盘固定板3可绕旋转头2轴向旋转。在吸盘吸取待铺贴墙地砖后，即可通过旋转调整角度，以使得墙地砖的角度与待铺贴区域一致。

实施例3

在实施例1和2的基础上，所述的旋转头2上设有可绕旋转头2轴向旋转的旋转杆5，旋转杆5与绕旋转头2连接处可设置轴承实现轴向旋转，旋转杆5可伸缩，旋转杆5的可伸缩端9连接振动器6和测平装置7。待工作头吸取地砖或墙砖并且进行铺贴后，振动器紧贴墙地砖8，振动器6振动取代橡皮锤敲打墙地砖8的作业，测平装置7用于测量墙地砖8与基准墙地砖8是否齐平。振动器6和测平装置7均位于旋转杆5可伸缩端9上，由于旋转杆5可绕旋转头2轴向旋转，又由于旋转杆5可伸缩，因此振动器和测平装置7可以覆盖整块墙地砖8的大部分面积(旋转杆5不可伸缩部分覆盖的区域主要由吸盘4占据)。

测平装置7紧贴铺贴的墙地砖和基准墙地砖，测平装置7可以是LED灯，测平装置7紧贴墙地砖的一面发出线形LED光，若观测者无法观测到LED光，则说明铺贴的墙地砖和基准墙地砖持平，该处的施工精度达到铺贴要求，若观测者观测到LED光，则说明铺贴的墙地砖和基准墙地砖还没有齐平，需要启动振动器继续振动，直到达到施工要求。基准墙地砖为在待铺贴区域边上的已经铺贴的满足铺贴精度要求的墙地砖。本发明的墙地砖8包括铺贴地面的地砖和铺贴墙面的墙砖。

实施例4

在本发明的一个实施例中，在实施例1‐3的基础上，所述的吸盘固定板3上安装有把手10，便于施工人员对工作头进行操作，如进行墙地砖的翻转。

实施例5

如图4和5所述，于实施例相比，本实施例将所述的振动装置和测平装置集成为一体构成振动测平装置，所述的振动测平装置包括高度差检测装置、水平滑轨、振动电机和偏心轮；所述的高度差检测装置安装在水平滑轨上可沿水平滑轨滑动，所述的偏心轮与振动电机相连。工作时，水平滑轨横跨待铺贴墙地砖和基准墙地砖，沿水平滑轨移动高度差检测装置，高度差检测装置即反馈其与墙地砖的距离，通过反馈的待铺贴墙地砖和基准墙地砖距离的差值是否满足施工精度要求来决定是否启动振动电机振动。振动电机带动偏心轮转动从而实现振动。

实施例6

如图2所示，为本发明的墙地面铺贴机器人的一个具体实施例，所述的机器人包括所述的墙地面铺贴工作头和墙地面施工辅助***，所述的墙地面施工辅助***包括机架主体、倾斜程度检测传感器11、控制***、升降平台12、驱动装置22、若干升降机构16和与升降机构16相连的万向轮17；所述的倾斜程度检测传感器11安装在机架主体上，若干升降机构16位于机架主体底部，所述的升降平台12安装在机架主体上,通过驱动装置22驱动垂直升降，所述的控制***接收倾斜程度检测传感器11信号并控制升降机构16的升降，所述的控制***与驱动装置22连接。

所述的倾斜程度检测传感器11用于检测机架主体的倾斜状况，并向控制***发送当下机架主体的倾斜状况，可以是水平陀螺仪、倾角传感器等用来测量相对于水平面的倾角变化量的设备。控制***得到倾斜状况后即判断是否需要进行调整，判断过程可通过与设定阈值比较的形式；当倾斜大于设定阈值时即进行调整。调整方式为控制***控制升降机构16的升降，如当机架主体朝某一升降机构倾斜时，控制***即控制该升降机构升起，或控制与该升降机构对应的升降机构下降；经多次调整直到符合控制***的要求。本发明通过上述机制，可以使得机架在移动过程中或发生倾斜时通过调整升降机构16使得机架主体始终保持竖直位置，为铺贴作业奠定基础。

所述的控制***可以是STM32F103C系列的芯片，型号为STM32F103C8T6。控制***驱动电机或其它可执行机构的方式可以有两种：一种是用集成的驱动芯片带动电机,体积小通道多,具体型号为：L298N和LMD18200；另一种是H桥MOS驱动电路驱动能力强，使用的是N沟MOS管及其驱动芯片IR2184。

升降平台12在机架主体上竖直升降，升降平台12用于装载墙地面铺贴工作头，墙地面铺贴工作头的支杆1通过水平伸缩杆20与升降平台12相连。由于机架主体始终垂直，升降平台12在机架主体上垂直运动，工作头即可被升降平台12带动实现垂直方向的施工。

实施例7

在前述实施例的基础上，所述的驱动装置22为电机，电机驱动卷筒，卷筒内的钢丝绕过位于升降平台正上方的滑轮，升降平台与钢丝固定连接，滑轮同轴安装有编码器，编码器与控制***相连。升降平台通过电机驱动实现垂直升降，编码器可向控制***反馈升降平台的高度信息。

实施例8

在实施例7的基础上，为了便于穿过滑轮的钢丝的收纳，所述的机架主体上还设有另一个卷筒，钢丝穿过位于升降平台正上方的滑轮后被另一个卷筒收纳，电机驱动两个卷筒同步运动。

实施例9

在前述实施例6的基础上，所述的驱动装置为电机，电机安装在升降平台上，电机连接齿轮，机架主体上竖直安装有与所述齿轮相配合的齿条，电机同轴安装有编码器，编码器与控制***相连。

实施例10

在前述实施例6的基础上，所述的驱动装置为电机，电机通过链条或同步带使得滑轮转动，滑轮通过钢丝连接升降平台实现升降；

上述实施例7-10的电机均通过编码器可以得知升降平台的位置(高度)。继而可以通过控制***使升降平台12移动到指定的高度进行铺贴或对墙地砖刮浆，这在对墙面进行铺贴时尤其重要。

实施例11

在前述实施例的基础上，在本实施例中，所述的万向轮17与控制***相连，控制***控制万向轮17的锁死和滚动，在需要机架主体不动时，即可通过锁死万向轮17实现，在需要机架主体运动时，即可解锁从而实现移动。

实施例12

由于升降平台12需要连接工作头，而铺贴工作头还需要抓取墙地砖，力臂较大；或升降平台12移动到机架主体最上方时，力臂也较大，因此作为优选的，可以在第一机架13上设置可调配重块，可调配重块根据需要调整重量，以使得机架主体稳定。优选的，所述可调配重块安装在第一机架13上，如安装在第一机架13远离升降平台12的一端。可调配重块的设置用于减小升降平台12驱动电机的功率，使机架主体更加平衡。

实施例13

同样为了使机架主体在施工时更加稳固，所述的机架主体下部可设置若干可伸缩的伸长杆18，升降机构16通过伸长杆18与机架主体底部相连，所述的伸长杆18一端安装在机架主体底部，伸长杆18另一端连接升降机构16。在需要增强机架主体稳定性的场合，可以将伸长杆18伸长，从而使得机架主体支撑范围增大。

实施例14

在实施例6-13的基础上，在本实施例中，机架主体包括第一机架13、第二机架14和第三机架15；第二机架14和第三机架15分别位于第一机架13的两侧，并与第一机架13的一条侧边铰接，铰接的设计可以使第二机架14或第三机架15与第一机架13进行折叠，减小体积、方便收纳。当使用时，可以使第二机架14或第三机架15与第一机架13呈一定角度，机架主体即可站立在地面上，如使第二机架14和第三机架15均与第一机架13呈90度，使机架主体呈T字形，机架主体即可稳固站立。当在墙面边缘或有阻碍的环境施工时，也可通过机架间的折叠满足施工要求，避免施工死角的出现，以对某一墙面的最右端进行墙砖铺贴为例，位于第一机架13右边的机架张开时可能会阻碍升降平台12到达墙面的最右端，此时可使位于第一机架13右边的机架与第一机架13折叠，使机架主体呈L形，升降平台12即可到达待施工墙面的最右端，使墙面没有施工死角。

实施例15

为了便于折叠，在折叠过程中，可以先控制待折叠的那个机架下方的升降机构16收起，与其相连的万向轮17即会离地，从而实现折叠。优选的，所述升降平台12安装在第一机架13上，并安装在与第二机架14或第三机架15铰连的这条侧边上。

实施例16

在前述实施例的基础上，在本实施例中，所述的第一机架13和第二机架14之间以及第一机架13和第三机架15之间均设有开合装置19，开合装置19受控制***控制，开合装置19用于实现机架之间的自动开闭，并可锁死当面机架之间的位置，如可在第一机架13与第二机架14或与第三机架15的角度为0或90°时锁死。所述的开合装置19在本实施例中是闭门器。

实施例17

升降机构16分布在机架主体底部，可直接与机架主体底部相连，也可通过伸缩杆与机架主体底部相连。升降机构16连接万向轮17，升降机构16的分布只要使得机架主体在各方向上的倾斜均可调即可。在前述实施例的基础上，在本实施例中，所述的第一机架13底部两端各设有一个升降机构16，所述第二机架14和第三机架15远离铰接侧的机架底部均设有一个升降机构16。

实施例18

在本实施例中，所述的机架主体上方安装有用于识别墙地砖的摄像头21，摄像头21与控制***相连,摄像头21识别墙地砖，使吸盘对准墙地砖的中心部位进行吸取；当摄像头21识别到吸盘未对准墙地砖的中心部位时，即通过控制***驱动万向轮17移动，直到吸盘对准墙地砖的中心部位，当采用两个或多个吸盘时，尽量使得多个吸盘的几何中心对准墙地砖的中心部位。

实施例19

以图2所示的墙地面铺贴机器人为例介绍本发明机器人铺贴的工作流程，在该例中墙地面铺贴机器人的墙地面铺贴工作头结构如图1所示，驱动装置选择实施例6所述的实现方式，振动和测平装置选择实施例3所述的方式：

A：抓取墙地砖:

将机架主体打开，使第二机架14和第三机架15均与第一机架13呈90度，由自动开合装置19锁死，机架主体呈T字形，机架主体即稳固站立；根据待铺贴的墙地砖8重量设置可调配重块25的重量，作业过程中也可根据实际情况对可调配重块25进行增减。启动机器人，将机器人移动至墙地砖8堆放区域，旋转头2与竖直面呈0度，即吸盘4正对水平地面面，摄像头21启动并识别墙地砖8中心位置，通过水平伸缩杆20的伸缩和升降平台12的升降，使吸盘4最终位于墙地砖8的中心位置，启动空压机24，吸盘4产生吸力牢牢吸住墙地砖8；

B:墙地砖刮浆

将机器人移动至待铺贴区域，升降平台12带动铺贴工作头上升至一定高度，翻转墙地砖8，使旋转头2与竖直面呈90度并锁死旋转头2与支杆1的铰接处；吸盘固定板3绕旋转头2轴向旋转，使墙地砖8调整至两条侧边都竖直的状态；

对墙地砖8底面进行刮浆，刮浆过程可手动刮浆，也可选择其它刮浆辅助设备进行刮浆。

C1：地面铺贴

解锁旋转头2与支杆1铰接处，使旋转头2重新恢复到竖直面并锁死，此时墙地砖8呈水平状态；调整机架主***置，使墙地砖8正对待铺贴区域。驱动装置22缓慢驱动升降平台12下降，墙地砖8铺贴在待铺贴区域上。

C2：墙面铺贴

墙地砖8刮浆完毕后保持竖直状态，调整机架主***置和升降平台12位置，使墙地砖8正对待铺贴区域。伸长水平伸缩杆20，直到墙地砖8位于待铺贴区域。

实施例20

如图3所示，在本实施例中，所述的水平伸缩杆20的可伸缩端上设有激光接收器26，激光接收器26与控制***相连。在铺贴时，通过激光发射器发射与待铺贴的墙面平行的线性激光，激光所在平面作为机器人铺贴时的基准面。当水平伸缩杆20伸长进行铺贴时,一旦水平伸缩杆20上激光接收器接收到激光即认为墙地砖已经到达墙面的设定区域，水平伸缩杆20停止伸长，此时可启动振动器进行振动。

D：振动调整保证铺贴精度

当墙地砖8铺贴在墙面或地面上时，通过旋转旋转杆5、调整可伸出端的长度，使振动器6位于需要振动的墙地砖8区域，对墙地砖8进行振动；并使用测平装置7检测墙地砖8的施工精度，

测平装置7紧贴墙地砖和基准墙地砖，测平装置7紧贴墙地砖的一面发出线形LED光，测量方法为：若观测者无法观测到LED光，则说明铺贴的墙地砖和基准墙地砖持平，该处的施工精度达到铺贴要求，若观测者观测到LED光，则说明铺贴的墙地砖和基准墙地砖还没有齐平，需要启动振动器继续振动，直到达到施工要求。基准墙地砖为在待铺贴区域边上的已经铺贴的满足铺贴精度要求的墙地砖。

移动振动器和测平装置至不同区域，进行振动和测量，直至满足施工要求。铺贴完毕后空压机使吸盘与墙地砖分离，继续下一墙地砖的铺贴。

实施例21

本实施例使用如图4和图5所示的一体式振动测平装置取代实施例20中的振动器和测平装置；所述的振动测平装置包括高度差检测装置、水平滑轨、振动电机和偏心轮；所述的高度差检测装置安装在水平滑轨上可沿水平滑轨滑动，所述的偏心轮与振动电机相连。

当墙地砖8铺贴在墙面或地面上时，通过旋转旋转杆5、调整可伸出端的长度，使振动测平装置的水平滑轨横跨待铺贴墙地砖和基准墙地砖。沿水平滑轨移动高度差检测装置，高度差检测装置即反馈其与墙地砖的距离，通过反馈的待铺贴墙地砖和基准墙地砖距离的差值是否满足施工精度要求来决定是否启动振动电机振动。启动振动电机时，振动电机带动偏心轮转动从而实现振动，直至满足施工要求。

在不背离本发明构思的前提下，结合现有技术对本发明所作的改进或优化，以及所有的实施方式等仍属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种墙地面铺贴工作头，包括吸盘固定板和吸盘，其特征在于还包括支杆和旋转头，所述的支杆一端与旋转头一端铰接，旋转头另一端与吸盘固定板相连，吸盘安装在吸盘固定板上，支杆与旋转头铰接处设有锁紧机构；所述的吸盘固定板可绕旋转头的轴向旋转，旋转头上设有可绕旋转头轴向旋转的旋转杆，旋转杆可伸缩，旋转杆可伸缩端设置有振动装置和测平装置；所述的振动装置和测平装置集成为一体构成振动测平装置，所述的振动测平装置包括高度差检测装置、水平滑轨、振动电机和偏心轮；所述的高度差检测装置安装在水平滑轨上可沿水平滑轨滑动，所述的偏心轮与振动电机相连。

2.一种墙地面铺贴机器人，其特征在于包括墙地面施工辅助***和权利要求1所述的墙地面铺贴工作头，所述的墙地面施工辅助***包括机架主体、倾斜程度检测传感器、控制***、升降平台、驱动装置、若干升降机构和与升降机构相连的万向轮；所述的倾斜程度检测传感器安装在机架主体上，若干升降机构位于机架主体底部，所述的升降平台安装在机架主体上,通过驱动装置驱动垂直升降，所述的控制***接收倾斜程度检测传感器信号并控制升降机构的升降，所述的控制***与驱动装置连接，所述的支杆与升降平台之间通过水平伸缩杆相连。

3.根据权利要求2所述的墙地面铺贴机器人，其特征在于所述的机架主体包括第一机架、第二机架和第三机架；第二机架和第三机架分别位于第一机架的两侧，并与第一机架的一条侧边铰接，所述升降平台安装在第一机架的该侧边上，所述的第一机架和第二机架之间以及第一机架和第三机架之间均设有开合装置，开合装置与控制***相连，开合装置控制第二机架和第三机架相对于第一机架的打开与折叠，并可在任意角度锁死。

4.根据权利要求2所述的墙地面铺贴机器人，其特征在于所述的驱动装置为电机，电机同步驱动两个卷筒，一个卷筒内的钢丝绕过位于升降平台正上方的滑轮后由另一个卷筒收纳，升降平台与钢丝固定连接，滑轮同轴安装有编码器，编码器与控制***相连；

或者所述的驱动装置为电机，电机安装在升降平台上，电机连接齿轮，机架主体上竖直安装有与所述齿轮相配合的齿条，电机同轴安装有编码器，编码器与控制***相连。

5.根据权利要求2所述的墙地面铺贴机器人，其特征在于所述的机架主体下部设有若干可伸缩的伸长杆，升降机构通过伸长杆与机架主体底部相连，所述的伸长杆一端安装在机架主体底部，伸长杆另一端连接升降机构。

6.根据权利要求3所述的墙地面铺贴机器人，其特征在于所述的机架主体上设有可调配重块，所述可调配重块安装在第一机架远离升降平台的一端。

7.根据权利要求2所述的墙地面铺贴机器人，其特征在于所述的机架主体上方安装有用于识别墙地砖位置的摄像头，摄像头与控制***相连。

8.根据权利要求2所述的墙地面铺贴机器人，其特征在于所述的水平伸缩杆的可伸缩端上设有激光接收器，激光接收器与控制***相连。

9.根据权利要求8所述的墙地面铺贴机器人，其特征在于所述的铺贴机器人还包括激光发射装置；所述的激光发射装置发射平行于待铺贴施工面的激光基准面。