CN114351991B - 铺贴机构、铺贴机器人及可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种铺贴机构、铺贴机器人及可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，涉及建筑机器人技术领域。铺贴机构包括基座，基座用于连接机械臂；拾取单元，拾取单元设置于基座的前侧，拾取单元用于取放待铺贴墙砖；移动检测单元，移动检测单元包括驱动模块、第一图像检测模块和第二图像检测模块，驱动模块能够分别驱动第一图像检测模块和第二图像检测模块在预设方向移动，预设方向为待铺贴墙砖的一侧边的延伸方向，第一图像检测模块用于检测待铺贴墙砖的边角的信息，第二图像检测模块用于检测待铺贴墙砖的沿预设方向延伸的边缘的信息。铺贴机构能够完成待铺贴墙砖的准确定位，使得应用该铺贴机构的铺贴机器人，在结合相应可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法后，扩大了自动化铺贴的覆盖率。

Description

铺贴机构、铺贴机器人及可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法

技术领域

本申请涉及建筑机器人技术领域，具体而言，涉及一种铺贴机构、铺贴机器人及可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法。

背景技术

建筑装修需对厨房、卫生间和公共区域的墙面铺贴瓷砖。由机器人替代人来完成墙面瓷砖铺贴是一种较好的解决方案。工程中一般采用600mm×300mm的墙面瓷砖，同时由于户型结构的限制，常常会需要铺贴长度小于600mm的非整砖。机器人对不同尺寸瓷砖的适应能力是提高覆盖率及产生经济效益及提高市场竞争力的一个核心点，比如CN111910894A所提供的一种墙砖铺贴设备，其无法铺贴非整砖，对于不同尺寸瓷砖铺贴的覆盖率不足。

发明内容

本申请的目的在于提供一种铺贴机构，其能够用于改善现有的机器人贴瓷砖时覆盖率不高的问题。

本申请的另外一个目的在于提供一种铺贴机器人，其包括上述铺贴机构，其具有该铺贴机构的全部特性。

本申请的另外一个目的在于提供一种可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，其能够应用于上述铺贴机器人，以实现对不同尺寸的瓷砖的铺贴。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种铺贴机构，包括：

基座，所述基座用于连接机械臂；

拾取单元，所述拾取单元设置于所述基座的前侧，所述拾取单元用于取放待铺贴墙砖；

移动检测单元，所述移动检测单元包括驱动模块、第一图像检测模块和第二图像检测模块，所述驱动模块设置于所述基座上，所述驱动模块能够分别驱动所述第一图像检测模块和所述第二图像检测模块在预设方向移动，所述预设方向为所述待铺贴墙砖的一侧边的延伸方向，所述第一图像检测模块用于检测所述待铺贴墙砖的边角的信息，所述第二图像检测模块用于检测所述待铺贴墙砖的沿所述预设方向延伸的边缘的信息；

其中，所述驱动模块工作时，所述第一图像检测模块识别所述待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角的信息，所述第二图像检测模块识别所述待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边的信息。

在拾取单元将待铺贴墙砖固定后，第一图像检测模块和第二图像检测模块能够分别沿着预设方向移动并检测相应的信息，通过对信息的检测，能够使得外部的使用该铺贴机构的设备能够准确获知待铺贴墙砖的位置信息，以实现铺贴，不仅仅能够铺贴完整的待铺贴墙砖，还能够铺贴尺寸不完整或者尺寸更小的墙砖，提高墙砖自动化铺贴的尺寸覆盖范围。

另外，根据本申请的实施例提供的铺贴机构，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述驱动模块包括第一伸缩模组及第二伸缩模组；

所述第一伸缩模组用于带动所述第一图像检测模块在所述预设方向移动，所述第二伸缩模组用于带动所述第二图像检测模块在所述预设方向移动。

第一伸缩模组及第二伸缩模组分别带动第一图像检测模块和第二图像检测模块在预设方向移动，使得图像检测模块可以根据墙砖的尺寸进行移动并检测关键位置的信息。

在本申请的可选实施例中，每个伸缩模组均包括座体、直线传动组件、驱动件和连接臂，所述座体设置于所述基座，所述驱动件设置于所述座体且通过所述直线传动组件驱动所述连接臂沿着所述预设方向移动，所述连接臂用于连接对应的图像检测模块。

座体可以为其他部件提供安装基础，驱动件则通过直线传动组件带动连接臂做直线运动，以便于根据墙砖的尺寸来调整图像检测模块的位置。

在本申请的可选实施例中，所述直线传动组件包括丝杠和滑块，所述丝杠可转动地设置于所述座体，所述丝杠连接于所述驱动件的输出端，所述驱动件用于驱动所述丝杠旋转，所述滑块套设于所述丝杠且可滑动地设置于所述座体，所述连接臂固定于所述滑块。

丝杠和滑块配合可以使得图像检测模块的位移控制更为精准，以便于提高图像检测的可靠性。

在本申请的可选实施例中，所述第一图像检测模块和/或所述第二图像检测模块为光源集成式相机。

光源集成式相机可以在拍照时进行补光，使得拍摄的清晰度和稳定性更好。

在本申请的可选实施例中，所述铺贴机构还包括倾角传感器，所述倾角传感器设置于所述基座，所述倾角传感器用于获取所述待铺贴墙砖相对于墙面的俯仰角度。

通过检测俯仰角度，使得外部的机械臂可以对待铺贴的墙砖进行俯仰姿态调整。

在本申请的可选实施例中，所述铺贴机构还包括两个位移传感器，两个所述位移传感器固定于所述基座，两个所述位移传感器用于分别测量与已铺贴墙砖的距离。

位移传感器通过测量与已铺贴墙砖的距离，能够机械臂可以调整待铺贴墙砖的左右倾斜的角度，使得待铺贴墙砖可以和已铺贴墙砖的顶面齐平。

在本申请的可选实施例中，所述铺贴机构还包括止位件，所述止位件固定于所述基座且从所述基座的前侧向前凸出。

止位件可以限制待铺贴墙砖的移动，并在铺贴时传导机械臂的作用力，使得待铺贴墙砖可以被稳定且不歪斜地铺贴在墙面上。

本申请的实施例提供了一种铺贴机器人，包括：

底盘；

机械臂，所述机械臂设置于所述底盘；

控制器；

根据上述任一项所述的铺贴机构，所述铺贴机构连接于所述机械臂的末端，所述控制器用于控制所述机械臂和所述铺贴机构工作。

铺贴机器人通过使用该铺贴机构，能够对完整尺寸、不完整尺寸以及小尺寸的墙砖进行铺贴，扩大自动化铺贴的覆盖率，经济效益更好。

本申请的实施例提供了一种可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，使用了机械臂、控制器、拾取单元和移动检测单元，移动检测单元包括第一图像检测模块和第二图像检测模块，所述可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法包括：

通过拾取单元抓取待铺贴墙砖；

机械臂带动待铺贴墙砖移动到待铺贴区域；

移动检测单元工作并向控制器反馈待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角的信息，待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边的信息，控制器根据移动检测单元反馈的信息控制机械臂带动待铺贴墙砖调整位置；

待铺贴墙砖被调整到位时，第一图像检测模块能够识别到待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角形成十字缝，第二图像检测模块能够识别到待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边形成横缝；

机械臂带动待铺贴墙砖向前运动以将待铺贴墙砖铺贴到位。

可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法能够使得铺贴机器人完成对于墙砖的自动化铺贴，提高了铺贴效率且能够铺贴的墙砖的尺寸覆盖率更大。

在本申请的可选实施例中，在所述通过拾取单元抓取待铺贴墙砖的步骤中：

所述基座的中心线的延伸方向垂直于预设方向，所述基座的中心线与所述待铺贴墙砖的中心线平行且在所述预设方向上具有间距，以使得所述基座的处于所述预设方向上的一侧在所述待铺贴墙砖上的投影不超出所述待铺贴墙砖的边缘。

通过偏心固定待铺贴墙砖，能够避免基座与外部环境发生干涉。

在本申请的可选实施例中，在所述移动检测单元工作并向所述控制器反馈所述待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角的信息，所述待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边的信息，所述控制器根据所述移动检测单元反馈的信息控制所述机械臂带动所述待铺贴墙砖调整位置的步骤中：

控制器根据待铺贴墙砖的尺寸，控制驱动模块带动第二图像检测模块移动，以使得第二图像检测模块在待铺贴墙砖上的投影不超出待铺贴墙砖的边缘。

通过偏心固定待铺贴墙砖，能够避免第二图像检测模块与外部环境发生干涉，从而提高铺贴的安全性，避免第二图像检测模块被撞坏。

在本申请的可选实施例中，在所述控制器根据待铺贴墙砖的尺寸，控制驱动模块带动第二图像检测模块移动的步骤中：

所述控制器预置有非整砖的所述待铺贴墙砖的预设尺寸数据，所述移动检测单元能够获取待铺贴墙砖的实际尺寸数据，控制器将实际尺寸数据与预设尺寸数据进行比对分析，并在实际尺寸数据符合预设尺寸数据时直接控制铺砖，在实际尺寸数据不符合预设尺寸数据时控制停止铺砖并报警。

通过对待铺贴墙砖的实际尺寸数据与预设尺寸数据比对分析，能够确认该墙砖是否与墙面的待铺贴区域的大小匹配，以避免铺贴错误。

在本申请的可选实施例中，在所述机械臂带动所述待铺贴墙砖移动到待铺贴区域的步骤中：

所述控制器获取待铺贴墙砖与墙面的倾斜角度，获取待铺贴墙砖与已铺贴墙砖在前后方向的距离，控制机械臂带动待铺贴墙砖调整姿态，以使得待铺贴墙砖与已铺贴墙砖平行。

通过在铺贴之前调整姿态，能够使得铺贴后的墙砖与其他已铺贴墙砖保持齐整，避免返工。

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为本申请的实施例提供的铺贴机构的轴测图；

图2为图1的仰视图；

图3为第一伸缩模组与第一图像检测模块的示意图；

图4为图1的铺贴机构铺贴整砖时的轴测图；

图5为图1的铺贴机构铺贴整砖时的俯视图；

图6为图1的铺贴机构铺贴非整砖时的轴测图；

图7为图1的铺贴机构铺贴非整砖时的俯视图；

图8为可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法的流程图。

图标：100-铺贴机构；10-基座；20-拾取单元；30-移动检测单元；41-第一伸缩模组；42-第二伸缩模组；431-座体；4321-滑块；433-驱动件；434-连接臂；50-第一图像检测模块；60-第二图像检测模块；70-止位件；80-倾角传感器；90-位移传感器；200-待铺贴墙砖；300-已铺贴墙砖。

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。

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，术语“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，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。

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，术语“设置”、“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。

实施例

请参照图1和图2，本申请的实施例提供了一种铺贴机构100，包括：

基座10，基座10用于连接机械臂；

拾取单元20，拾取单元20设置于基座10的前侧，拾取单元20用于取放待铺贴墙砖200；

移动检测单元30，移动检测单元30包括驱动模块、第一图像检测模块50和第二图像检测模块60，驱动模块设置于基座10的后侧，驱动模块能够分别驱动第一图像检测模块50和第二图像检测模块60在预设方向移动，预设方向为待铺贴墙砖200的一侧边的延伸方向(如图4中的X轴方向)，第一图像检测模块50用于检测待铺贴墙砖200的边角的信息，第二图像检测模块60用于检测待铺贴墙砖200的沿预设方向延伸的边缘的信息；

其中，驱动模块工作时，第一图像检测模块50识别待铺贴墙砖200的边角与已铺贴墙砖300的边角的信息，第二图像检测模块60识别待铺贴墙砖200的一侧边与已铺贴墙砖300的一侧边的信息。

其中，本实施例的基座10为法兰主板，能够通过连接法兰与机械臂连接，并通过机械臂来带动拾取单元20所固定的墙砖的位置以及带动墙砖铺贴到墙面上。

简单而言，在拾取单元20将待铺贴墙砖200固定后，第一图像检测模块50和第二图像检测模块60能够分别沿着预设方向移动并检测相应的信息，通过对信息的检测，能够使得外部的使用该铺贴机构100的设备能够准确获知待铺贴墙砖200的位置信息，以实现铺贴，不仅仅能够铺贴完整的待铺贴墙砖200，还能够铺贴尺寸不完整或者尺寸更小的墙砖，提高墙砖自动化铺贴的尺寸覆盖范围。

在本申请中，采用真空吸盘作为拾取单元20，真空吸盘的负压由气路产生，气路所包含的气管、真空发生器、电磁阀、气泵、空气过滤器等可以参考一般的真空吸盘所用的配套部件。在本实施例中，真空吸盘有四个且对称地设置于基座10。本实施例的铺贴机构100还包括止位件70，止位件70固定于基座10且从基座10的前侧向前凸出。

详细的，止位件70呈柱状，六个止位件70分布于四个真空吸盘的附近且对称分布。止位件70可以限制待铺贴墙砖200的移动，并在铺贴时传导机械臂的作用力，使得待铺贴墙砖200可以被稳定且不歪斜地铺贴在墙面上。本实施例的基座10呈平板状，止位件70可以使得墙砖被吸附后，与基座10保持平行，保障每次抓取墙砖后，墙砖与基座10的相对位置一致，减少铺贴机构100所属的机器人的机械臂对墙砖进行姿态调整时的计算量，加快调整速度。

请继续结合图1，本申请的驱动模块包括第一伸缩模组41及第二伸缩模组42；

第一伸缩模组41用于带动第一图像检测模块50在预设方向移动，第二伸缩模组42用于带动第二图像检测模块60在预设方向移动。第一伸缩模组41及第二伸缩模组42分别带动第一图像检测模块50和第二图像检测模块60在预设方向移动，使得图像检测模块可以根据墙砖的尺寸进行移动并检测关键位置的信息。

在本实施例中，将第一伸缩模组41及第二伸缩模组42简称为伸缩模组，第一图像检测模块50和第二图像检测模块60简称为图像检测模块。

请结合图3，每个伸缩模组均包括座体431、直线传动组件、驱动件433和连接臂434，座体431设置于基座10，驱动件433设置于座体431且通过直线传动组件驱动连接臂434沿着预设方向移动，连接臂434用于连接对应的图像检测模块。进一步的，如图1所示，第一伸缩模组41及第二伸缩模组42呈对称布置。

座体431可以为其他部件提供安装基础，驱动件433则通过直线传动组件带动连接臂434做直线运动，以便于根据墙砖的尺寸来调整图像检测模块的位置。本实施例的驱动件433为驱动电机。

详细的，直线传动组件包括丝杠(未示出)和滑块4321，丝杠通过轴承可转动地设置于座体431，丝杠连接于驱动件433的输出端，驱动件433用于驱动丝杠旋转，滑块4321套设于丝杠且可滑动地设置于座体431，连接臂434固定于滑块4321。丝杠和滑块4321配合可以使得图像检测模块的位移控制更为精准，以便于提高图像检测的可靠性。当然，当驱动件433是直线电机时，可以直接将连接臂434安装到直线电机的输出端，以通过直线电机带动图像检测模块进行直线伸缩运动。在其他实施例中，还可以考虑使用气缸、液压缸以及电缸这类能够直线驱动的器件作为驱动件433，并将其配套所需的连接件所谓直线传动组件使用。

在本实施例中，第一图像检测模块50和/或第二图像检测模块60为光源集成式相机。光源集成式相机可以在拍照时进行补光，使得拍摄的清晰度和稳定性更好。可以理解的是，其他的一些工业相机配合工业光源的方案也可以作为图像检测模块并适用于本申请的图像采集工作。工业相机可以连接于连接臂434，工业光源可以设置于座体431也可以一同随工业相机被设置于连接臂434。因此，第一图像检测模块50和第二图像检测模块60可以如本实施例一般一同设计成光源集成式相机，也可以将其中一个设计成光源集成式相机，另一个设计成其他类型的相机，具体可以根据实际需求进行选择。

请继续结合图1，本实施例的铺贴机构100还包括倾角传感器80，倾角传感器80设置于基座10，倾角传感器80用于获取待铺贴墙砖200相对于墙面的俯仰角度。通过检测俯仰角度，使得外部的机械臂可以对待铺贴的墙砖进行俯仰姿态调整。

请继续结合图1和图2，本实施例的铺贴机构100还包括两个位移传感器90，两个位移传感器90固定于基座10，两个位移传感器90用于分别测量与已铺贴墙砖300的距离。位移传感器90通过测量与已铺贴墙砖300的距离，能够机械臂可以调整待铺贴墙砖200的左右倾斜的角度，使得待铺贴墙砖200可以和已铺贴墙砖300的顶面齐平。其中，本实施例采用的是激光位移传感器，其精确度高，能够准确检测与已铺贴墙砖300的距离，方便机械臂对待铺贴墙砖200进行姿态调整。

基于上述铺贴机构100，本申请的实施例提供了一种铺贴机器人，包括：

底盘；

机械臂，机械臂设置于底盘；

控制器；

根据上述的铺贴机构100，铺贴机构100连接于机械臂的末端，控制器用于控制机械臂和铺贴机构100工作。

简单而言，铺贴机器人通过使用该铺贴机构100，能够对完整尺寸、不完整尺寸以及小尺寸的墙砖进行铺贴，扩大自动化铺贴的覆盖率，经济效益更好。

请结合图8，本申请的实施例提供了一种可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，该方法可以采用上述铺贴机器人以及所用的铺贴机构实施，即，下文中关于该方法的步骤中所用的结构部件都可以参考上述的铺贴机器人和铺贴机构的结构部件。

具体的，可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法包括：

S100：通过拾取单元20抓取待铺贴墙砖200；

S200：机械臂带动待铺贴墙砖200移动到待铺贴区域；

S300：移动检测单元30工作并向控制器反馈待铺贴墙砖200的边角与已铺贴墙砖300的边角的信息，待铺贴墙砖200的一侧边与已铺贴墙砖300的一侧边的信息，控制器根据移动检测单元30反馈的信息控制机械臂带动待铺贴墙砖200调整位置；

S400：待铺贴墙砖200被调整到位时，第一图像检测模块50能够识别到待铺贴墙砖200的边角与已铺贴墙砖300的边角形成十字缝，第二图像检测模块60能够识别到待铺贴墙砖200的一侧边与已铺贴墙砖300的一侧边形成横缝；

S500：机械臂带动待铺贴墙砖200向前运动以将待铺贴墙砖200铺贴到位。

其中，图5和图7中的十字缝和横缝示意较宽，并不表示实际铺贴比如要留特别大的缝隙，此处仅为方便参考位置关系和缝隙形状而放大了宽度以作表示。

可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法能够使得铺贴机器人完成对于墙砖的自动化铺贴，提高了铺贴效率且能够铺贴的墙砖的尺寸覆盖率更大。

在通过拾取单元20抓取待铺贴墙砖200的步骤中：

基座10的中心线的延伸方向垂直于预设方向，基座10的中心线与待铺贴墙砖200的中心线平行且在预设方向上具有间距，以使得基座10的处于预设方向上的一侧在待铺贴墙砖200上的投影不超出待铺贴墙砖200的边缘。通过偏心固定待铺贴墙砖200，能够避免基座10与外部环境发生干涉。

在移动检测单元30工作并向控制器反馈待铺贴墙砖200的边角与已铺贴墙砖300的边角的信息，待铺贴墙砖200的一侧边与已铺贴墙砖300的一侧边的信息，控制器根据移动检测单元30反馈的信息控制机械臂带动待铺贴墙砖200调整位置的步骤中：

控制器根据待铺贴墙砖200的尺寸，控制驱动模块带动第二图像检测模块60移动，以使得第二图像检测模块60在待铺贴墙砖200上的投影不超出待铺贴墙砖200的边缘。通过偏心固定待铺贴墙砖200，能够避免第二图像检测模块60与外部环境发生干涉，从而提高铺贴的安全性，避免第二图像检测模块60被撞坏。

在控制器根据待铺贴墙砖200的尺寸，控制驱动模块带动第二图像检测模块60移动的步骤中：

控制器预置有非整砖的待铺贴墙砖200的预设尺寸数据，移动检测单元30能够获取待铺贴墙砖200的实际尺寸数据，控制器将实际尺寸数据与预设尺寸数据进行比对分析，并在实际尺寸数据符合预设尺寸数据时直接控制铺砖，在实际尺寸数据不符合预设尺寸数据时控制停止铺砖并报警。其中，预设尺寸数据可以来源于BIM数据，预设尺寸数据可以是一个范围值，只要实际尺寸数据处于该范围内，则说明待铺贴区域的大小与该块非整砖契合，铺贴后墙砖与侧面墙面的间隙符合预设范围，则该块非整砖可以用于铺贴。

在机械臂带动待铺贴墙砖200移动到待铺贴区域的步骤中：

控制器获取待铺贴墙砖200与墙面的倾斜角度，获取待铺贴墙砖200与已铺贴墙砖300在前后方向的距离，控制机械臂带动待铺贴墙砖200调整姿态，以使得待铺贴墙砖200与已铺贴墙砖300平行。通过在铺贴之前调整姿态，能够使得铺贴后的墙砖与其他已铺贴墙砖300保持齐整，避免返工。

本实施例的原理是：

在现有技术中，能够铺贴瓷砖的机器人只能对完整尺寸的瓷砖进行铺贴，对于长度小于600mm的不完整尺寸的瓷砖或者叫非完整瓷砖而言，铺贴工作仍然需要人工完成。此外，能够适应300×600尺寸的瓷砖的机器人，往往不能用于对尺寸更小的瓷砖的铺贴工作，仍然需要人工来铺贴更小的瓷砖。这就使得一般的机器人的应用范围很小，并不能带来明显的经济效益，也无法提高市场竞争力，仍然需要人工来进行大量的铺贴工作。特别是，在对一面墙铺贴时，比如从左往右铺贴，当铺贴到最右侧时，一般的机器人会与右边的墙面在空间上有干涉，导致不能依靠机器人进行边缘墙砖的铺贴。有鉴于此，本申请提供了一种铺贴机构100，并将之安装于铺贴机器人的机械臂，辅以可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，以改善相应问题。

请结合图4和图5，本申请的铺贴机器人在使用铺贴机构100时，铺贴机构100相对于墙砖是偏心设置(即基座10的中心线偏离墙砖的中心线)，使得第一图像检测模块50的运动范围可以覆盖到被真空吸盘固定的待铺贴墙砖200的边角位置，以获取待铺贴墙砖200的边角的信息。其中，在偏心固定时，也要在保障第一图像检测模块50的运动范围可以覆盖到被真空吸盘固定的待铺贴墙砖200的边角位置的前提下，尽量减少偏心的量，以使得铺贴时待铺贴墙砖200的受力更为均匀。

在将第一图像检测模块50移动到边角后，机械臂带动待铺贴墙砖200运动到待铺贴区域，并可以绕图4所示的Z轴带动待铺贴墙砖200旋转，使得待铺贴墙砖200的左侧边角与已铺贴的墙砖的边角可以形成十字缝的位置。同时，第二图像检测模块60可以识别待铺贴墙砖200的下侧边与下方的已铺贴墙砖300的上侧边之间的信息，并确认是否形成横缝。当十字缝和横缝均出现时，即可确认已经移动到位，此时，可以依靠机械臂直接向前推压待铺贴墙砖200，以完成铺贴工作。

进一步，为了铺贴时待铺贴墙砖200受力更为均匀，即使得待铺贴墙砖200与墙面之间可以保持平行，本申请还设置有倾角传感器80，可以检测待铺贴墙砖200相对于墙面的俯仰角度，并且可以通过机械臂带动待铺贴墙砖200绕图4所示的X轴旋转，以将待铺贴墙砖200调整到与墙面平行的姿态。

为了使得铺贴后的墙砖与下方已铺贴的墙砖的顶面齐平(即图4中的待铺贴墙砖200的上表面能够与图5中的已铺贴墙砖300的上表面齐平)，本实施例设置了两个位移传感器90，位移传感器90可以分别检测相对于已铺贴墙砖300的两个检测点的位移，确定铺贴铺贴前的姿态是否到位，如果两个位移传感器90各自检测的位移数据不对应，则可以通过机械臂带动待铺贴墙砖200绕图4所示的Y轴旋转，以使得两个位移传感器90各自检测的位移数据能够对应，以进一步调整好待铺贴墙砖200的姿态，使得待铺贴墙砖200能够与下方的已铺贴墙砖300平行。

在完成各项位置调整以及姿态调整后，机械臂即可带动待铺贴墙砖200向墙面运动，以完成铺贴。由于第二图像检测模块60与基座10都不会超出待铺贴墙砖200的右侧边缘，则不会与右侧的墙面产生干涉，能够正常完成安装，不需要依靠人工来对边缘处的墙砖进行铺贴。并且由于偏心固定待铺贴墙砖200，第二图像检测模块60不必运动到待铺贴墙砖200的右边角就能够进行信息采集，较之一般的机器人而言减少了抓取时需要保障不偏心而需要进行的定位步骤以及对右侧边角的检测步骤，对于整个铺贴步骤而言，减少了不必要的步骤，缩短了铺贴时间，效率更高。此外，在保障偏心又尽可能减小偏心量的前提下，本实施例采用双相机观察左右两角砖角与相邻砖块对中对齐，减少因上下砖块有偏差时，无法将误差平均到两边带来的美观影响，使砖缝更加美观，基本保持砖缝在1.5mm。

请结合图6和图7，当铺贴不完整尺寸的墙砖时，过程与上述过程一致，主要区别在于右侧的第二伸缩模组42使得第二图像检测模块60的伸出长度不同，以避免与右侧墙面有干涉。第二图像检测模块60具体的运动长度可以根据不完整尺寸墙砖的具体长度尺寸来具体确定。

当要铺贴的墙砖是小尺寸墙砖时，基座10的左侧可以如图7一般伸出墙砖的左侧，从而能够完成对小尺寸墙砖的固定。并重复上述铺贴过程，以变成铺贴，基座10的长度可以设计为300mm左右，使得铺贴机构100基本可以覆盖到300mm以下的墙砖，满足大部分工程的墙砖铺贴工作。

可以理解的是，上述完整尺寸、不完整尺寸以及小尺寸的墙砖的铺贴，是举例的从左往右铺贴时，以左侧的图像检测模块作为第一图像检测模块50，右侧的图像检测模块作为第二图像检测模块60使用。当从右向左铺贴时，最左侧的墙砖的铺贴过程可以参考上述过程，右侧的图像检测模块为第一图像检测模块50，左侧的图像检测模块则为第二图像检测模块60，铺贴过程呈对称关系，因此不再赘述。

综上所述，本申请的铺贴机构100通过驱动模块、第一图像检测模块50和第二图像检测模块60的配合，能够获取被拾取单元20偏心固定的待铺贴墙砖200的边角信息以及侧边信息，并通过与已铺贴墙砖300的边角和侧边进行比对，能够完成待铺贴墙砖200的准确定位，使得应用该铺贴机构100的铺贴机器人，在结合相应可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法后，既能够对完整尺寸墙砖进行铺贴，也可以对非完整尺寸、小尺寸墙砖进行铺贴，扩大了自动化铺贴的覆盖率，具有更高的经济效益和更强的竞争力。

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 (14)

1.一种铺贴机构，其特征在于，包括：

基座，所述基座用于连接机械臂；

拾取单元，所述拾取单元设置于所述基座的前侧，所述拾取单元用于取放待铺贴墙砖；

移动检测单元，所述移动检测单元包括驱动模块、第一图像检测模块和第二图像检测模块，所述驱动模块设置于所述基座上，所述驱动模块能够分别驱动所述第一图像检测模块和所述第二图像检测模块在预设方向移动，所述预设方向为所述待铺贴墙砖的一侧边的延伸方向，所述第一图像检测模块用于检测所述待铺贴墙砖的边角的信息，所述第二图像检测模块用于检测所述待铺贴墙砖的沿所述预设方向延伸的边缘的信息；

其中，所述驱动模块工作时，所述第一图像检测模块识别所述待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角的信息，所述第二图像检测模块识别所述待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边的信息。

2.根据权利要求1所述的铺贴机构，其特征在于，所述驱动模块包括第一伸缩模组及第二伸缩模组；

所述第一伸缩模组用于带动所述第一图像检测模块在所述预设方向移动，所述第二伸缩模组用于带动所述第二图像检测模块在所述预设方向移动。

3.根据权利要求2所述的铺贴机构，其特征在于，每个伸缩模组均包括座体、直线传动组件、驱动件和连接臂，所述座体设置于所述基座，所述驱动件设置于所述座体且通过所述直线传动组件驱动所述连接臂沿着所述预设方向移动，所述连接臂用于连接对应的图像检测模块。

4.根据权利要求3所述的铺贴机构，其特征在于，所述直线传动组件包括丝杠和滑块，所述丝杠可转动地设置于所述座体，所述丝杠连接于所述驱动件的输出端，所述驱动件用于驱动所述丝杠旋转，所述滑块套设于所述丝杠且可滑动地设置于所述座体，所述连接臂固定于所述滑块。

5.根据权利要求1-3任一项所述的铺贴机构，其特征在于，所述第一图像检测模块和/或所述第二图像检测模块为光源集成式相机。

6.根据权利要求1所述的铺贴机构，其特征在于，所述铺贴机构还包括倾角传感器，所述倾角传感器设置于所述基座，所述倾角传感器用于获取所述待铺贴墙砖相对于墙面的俯仰角度。

7.根据权利要求1所述的铺贴机构，其特征在于，所述铺贴机构还包括两个位移传感器，两个所述位移传感器固定于所述基座，两个所述位移传感器用于分别测量与已铺贴墙砖的距离。

8.根据权利要求1所述的铺贴机构，其特征在于，所述铺贴机构还包括止位件，所述止位件固定于所述基座且从所述基座的前侧向前凸出。

9.一种铺贴机器人，其特征在于，包括：

底盘；

机械臂，所述机械臂设置于所述底盘；

控制器；

根据权利要求1-8任一项所述的铺贴机构，所述铺贴机构连接于所述机械臂的末端，所述控制器用于控制所述机械臂和所述铺贴机构工作。

10.一种可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，其特征在于，使用了机械臂、控制器、拾取单元和移动检测单元，所述机械臂与所述拾取单元通过基座连接，移动检测单元包括第一图像检测模块和第二图像检测模块，所述可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法包括：

通过拾取单元抓取待铺贴墙砖；

机械臂带动待铺贴墙砖移动到待铺贴区域；

移动检测单元工作并向控制器反馈待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角的信息，待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边的信息，控制器根据移动检测单元反馈的信息控制机械臂带动待铺贴墙砖调整位置；

待铺贴墙砖被调整到位时，第一图像检测模块能够识别到待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角形成十字缝，第二图像检测模块能够识别到待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边形成横缝；

机械臂带动待铺贴墙砖向前运动以将待铺贴墙砖铺贴到位。

11.根据权利要求10所述的可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，其特征在于，在所述通过拾取单元抓取待铺贴墙砖的步骤中：

所述基座的中心线的延伸方向垂直于预设方向，所述预设方向为所述待铺贴墙砖的一侧边的延伸方向，所述基座的中心线与所述待铺贴墙砖的中心线平行且在所述预设方向上具有间距，以使得所述基座的处于所述预设方向上的一侧在所述待铺贴墙砖上的投影不超出所述待铺贴墙砖的边缘。

12.根据权利要求10所述的可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，其特征在于，在所述移动检测单元工作并向所述控制器反馈所述待铺贴墙砖的边角与已铺贴墙砖的边角的信息，所述待铺贴墙砖的一侧边与已铺贴墙砖的一侧边的信息，所述控制器根据所述移动检测单元反馈的信息控制所述机械臂带动所述待铺贴墙砖调整位置的步骤中：

控制器根据待铺贴墙砖的尺寸，控制驱动模块带动第二图像检测模块移动，以使得第二图像检测模块在待铺贴墙砖上的投影不超出待铺贴墙砖的边缘。

13.根据权利要求12所述的可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，其特征在于，在所述控制器根据待铺贴墙砖的尺寸，控制驱动模块带动第二图像检测模块移动的步骤中：

所述控制器预置有非整砖的所述待铺贴墙砖的预设尺寸数据，所述移动检测单元能够获取所述待铺贴墙砖的实际尺寸数据，控制器将实际尺寸数据与预设尺寸数据进行比对分析，并在实际尺寸数据符合预设尺寸数据时直接控制铺砖，在实际尺寸数据不符合预设尺寸数据时控制停止铺砖并报警。

14.根据权利要求10所述的可兼容不同尺寸墙砖的铺贴方法，其特征在于，在所述机械臂带动所述待铺贴墙砖移动到待铺贴区域的步骤中：

所述控制器获取待铺贴墙砖与墙面的倾斜角度，获取待铺贴墙砖与已铺贴墙砖在前后方向的距离，控制机械臂带动待铺贴墙砖调整姿态，以使得待铺贴墙砖与已铺贴墙砖平行。