[发明专利]考虑砂浆可塑性的砌砖机器人直线墙体的砌筑算法

说明书

本发明公开了考虑砂浆可塑性的砌砖机器人直线墙体的砌筑算法，包括以下步骤：a.确定基准坐标系；b.计算砖的皮数，每块砖的排列方式；c.计算每块砖的坐标位置；d.直线轨道与墙中心线的距离J；e.砂浆可塑时间计算所需砌砖机器人的台数N_机，计算每台机器人每个站姿的砌砖数量为N_S，相邻站姿的距离S_距；f.根据砂浆可塑时间计算所需砌砖机器人的台数N_机；g.设定各台机器人砌砖顺序，将动作指令发送到编程控制系统上，使其执行对应的动作进行直线墙体的砌筑。本发明通过考虑砂浆可塑性状况，使用多台机器人进行砌筑，确定每台机器人的砌砖数量，使得夹砖、砌砖的过程均在砂浆可塑性时间内完成，实用性强，提高了整体的砌筑效率。

技术领域

本发明涉及建筑自动化技术领域，具体涉及一种砌砖机器人直线墙体的砌筑算法。

背景技术

传统的人工砌筑建造楼房施工进度慢，劳动强度大，且人工成本越来越高，随着经济的快速增长和城市化，越来越多的砌砖机器人被研发出来，用以替代人工砌墙，实现人工智能化。

申请号为2016110695716的发明专利公开了一种轻型、可移动的砌砖机器人，如图1所示，包括依次相连接的旋转式移动底盘1、升降模块2、砌砖模块3和编程控制系统，砌砖模块3包括机械臂4和砌砖夹具5，砌砖夹具5在机械臂4的行程范围内移动；砌砖模块3通过一丝杆实现在升降模块2上的上下移动，砌砖模块3以升降模块2为轴通过旋转式移动底盘1实现圆周运动。该砌砖机器人结构简单，但是如何通过编程算法控制其分布砌砖，实现智能化砌砖至关重要，因此有必要对其砌筑过程的算法控制进行进一步研究。

砂浆的可塑性是指在外力作用下材料发生变形，并能塑成任何形状的性能。砂浆是由水泥、复合缓凝剂、砂和水按一定的比例掺配形成的，一般在一定的时间内具有良好的好塑性。可塑性能反映了砂浆中水泥的水化程度，水泥水化程度的大小直接影响砂浆硬化后的强度。砌砖机器人在砌筑墙体的时候，需要考虑砂浆的可塑性，在砂浆可塑性时间内完成上层砖体的粘结操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑砂浆可塑性的砌砖机器人直线墙体的砌筑算法，根据砂浆可塑时间计算所需的砌砖机器人的台数，以实现直线墙体的智能化砌筑。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

考虑砂浆可塑性的砌砖机器人直线墙体的砌筑算法，包括以下步骤：

a.确定基准坐标系，设置待砌墙的中心线为X轴，垂直于墙中心线为Y轴，墙的高度方向为Z轴，墙一侧底端部X、Y、Z交叉点为原点；

b.计算砖的皮数，计算每皮砖的排列方式；

c.计算每块砖的坐标位置；

d.砌砖机器人沿一平行于墙中心线的直线轨道行走，取砖位设置在砌砖机器人后侧，计算直线轨道与墙中心线的距离J；

e.确定砌砖机器人从左往右第一个站姿的坐标位置，计算每台机器人每个站姿的砌砖数量为N_S，相邻站姿的距离S_距；

f.根据砂浆可塑时间计算所需砌砖机器人的台数N_机，各台机器人的工作面划分；

g.设定各台机器人砌砖顺序，各机器人由左往右完成工作面范围内同皮砖砌筑，然后从右往左完成工作面范围同皮砖砌筑，计算砌砖机器人在每个站姿从取砖位夹砖，逐块逐层砖块砌筑的动作指令；将动作指令发送到编程控制系统上，使其执行对应的动作进行直线墙体的砌筑。

其中，步骤b中砖的总皮数P_总，在第P皮上砖的数量为M＇，按以下公式计算，

H为直线墙体的总高度，h为砖块的高度，r为灰缝的厚度；M＝L/(F+r)，M取整数，小数点后的值为△，L为直线墙体的总长度，F为整块砖块的长度，F_n为第n块砖块的长度；