[发明专利]砌砖机器人直角墙体砌筑方法

说明书

本发明公开了砌砖机器人直角墙体砌筑方法，包括以下步骤：a.确定基准坐标系；b.计算砖的皮数，模拟每皮砖的排列，计算每块砖的坐标位置；c.在墙体的附近投放若干台砌砖机器人；d.确定转角位砌砖机器人的坐标位置，各直线砌砖机器人的站姿数量及各站姿的坐标位置；e.创建砌砖机器人在每个位置从取砖位夹砖，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角墙体的砌筑。本发明采用砌砖机器人进行直角墙体砌筑，通过建立坐标系，模拟每皮砖的排列，确定砌砖机器人的站姿位置，使得砌砖机器人根据控制指令自动进行直角墙体的砌筑，横墙咬合砌筑，整体性强，墙体牢固。

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角墙体的砌筑方法。

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。直角墙体包括横墙及纵墙，直角位置应满足横平竖直、砂浆咬合、避免出现通缝等基本原则，每排列一层砖则称为一皮砖。现有的直角墙体通过人工砌筑，劳动时间长，劳动强度大，对正困难、且经常偏差超标，质量无法得到保证。

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的行程范围内移动和旋转；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砌筑直角墙体，实现智能化砌砖至关重要，因此有必要对其砌筑方法进行进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砌砖机器人直角墙体砌筑方法，以实现直角墙体的自动化砌筑，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

砌砖机器人直角墙体砌筑方法，所述的砌砖机器人包括依次相连接的旋转式移动底盘、升降模块、砌砖模块和编程控制系统，所述的砌砖模块包括机械臂和砌砖夹具，所述的砌砖夹具在机械臂行程范围内移动和旋转；所述砌砖模块通过一丝杆实现在升降模块上的上下移动，所述的旋转式移动底盘可在地面移动和圆周式旋转，包括以下步骤：

a.确定基准坐标系，待砌直角墙体的两直角边分别为横墙和纵墙，设置横墙所在中心线为X轴，纵墙所在中心线为Y轴，墙的高度方向为Z轴，墙体水平地面上X轴、Y轴、Z轴的交叉点为原点。

b.计算砖的皮数，模拟每皮砖的排列，计算每块砖的坐标位置。

c.在墙体的附近投放若干台砌砖机器人，其中，一台砌砖机器人设置在墙体转角处的转角位砌砖机器人，用于砌筑转角墙体位置；其余为设置在横墙或纵墙前沿平行于横墙或纵墙的直线轨道行走的直线砌砖机器人；所述的转角位砌砖机器人及直线砌砖机器人上设置有取砖位。

d.确定转角位砌砖机器人的坐标位置，各直线砌砖机器人的站姿数量及各站姿的坐标位置。

e.构建砌砖机器人在每个站姿位置从取砖位夹砖，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角墙体的砌筑。

其中，步骤b中砖的总皮数P_总，按以下公式计算，H为直角墙体的总高度，h为整砖的高度，r为灰缝的厚度。

步骤b中，横墙由若干横砖搭接缝排列组成，纵墙由若干竖砖搭接缝排列组成；墙体转角处的横砖及竖砖为整砖，F为整砖的长度，B为整砖的厚度，h为整砖的高度；直角转折位置靠近原点的横砖为第一横砖，靠近原点的竖砖为第一竖砖，砖块的排列方式为以下两种：

方式一，直角转折位置第一竖砖中心的X、Y轴坐标为第一横砖的宽度方向端部与第一竖砖粘结，第一横砖的中心的X、Y轴坐标为