瓷砖铺地机器人系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及瓷砖铺设技术领域，特别是一种瓷砖铺地机器人系统及其使用方法。
背景技术
现有瓷砖铺设工作主要由人工完成，采用人工的方式，一页一页的搬运和铺设瓷砖，瓷砖在铺设的过程中，需要对铺设位置进行定位，铺设过程中，还要注意瓷砖是否水平铺设，具体劳动强度大，准确度底、对工人经验要求高等缺点，无法满足日益增长的铺设任务，因此出现了瓷砖铺设机器人。现有的瓷砖铺设机器人，采用如下方法，机器人抓取瓷砖，然后机器人经过计算分析后，移动到铺设位置，再铺设瓷砖。该过程需要机器人采用大量的计算分析，并且，考虑到地面不平整等因素，需要机器人调整瓷砖在垂直方向的角度，往往需要六轴机器人，造价相当的高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提高铺设瓷砖的速度，降低铺设成本，设计了一种瓷砖铺地机器人系统及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种瓷砖铺地机器人系统，包括定位机器人和铺放机器人，其中，所述定位机器人包括：行走定位底盘，所述行走定位底盘被配置为驱动定位机器人移动；升降定位器，所述升降定位器设置在所述行走定位底盘上；水平定位器，所述水平定位器包括固定板，连接定位杆，定位板和至少两个定位伸缩器，所述固定板设置在所述升降定位器上，所述连接定位杆的顶端与所述固定板球连接，所述定位板设置在所述连接定位杆的底端，所述定位伸缩器设置在所述定位板上，所述定位伸缩器的伸缩端与所述固定板的底面对应，用于保持所述固定板和定位板相对位置的稳定；定位连接架，所述定位连接架设置在所述定位板的下方；定位模盘，所述定位模盘设置在所述定位连接架的下方，用于瓷砖的铺地前定位；定位测量器，所述定位测量器设置在所述行走定位底盘或水平定位器或定位模盘上，所述定位测量器用于测量待铺地面信息；定位控制处理器，所述定位控制处理器设置在所述行走定位底盘或升降定位器上，所述定位控制处理器接收所述定位测量器的测量信息后，通过处理后，控制所述行走定位底盘移动，使所述定位模盘到达指定位置上方，通过控制所述升降定位器使得定位模盘下降到瓷砖铺设位置的外围；所述铺放机器人包括：行走铺放底盘，所述行走铺放底盘被配置为驱动铺放机器人移动；升降铺放器，所述升降铺放器设置在所述行走铺放底盘上；抓取器，所述抓取器设置在所述升降铺放器上，用于抓取瓷砖并铺到所述定位模盘定位的待铺地面上；铺放控制处理器，所述铺放控制处理器设置在所述行走铺放底盘或升降铺放器上，所述铺放控制处理器与所述定位控制处理器无线连接，并控制所述行走铺放底盘移动，使带有瓷砖的所述抓取器通过所述定位连接架到达所述定位模盘的上方，再控制所述升降铺放器使瓷砖到达到铺设位置。
进一步的，所述定位模盘包括四根定位架，定位夹板和锁扣，所述定位架环形设置成周状，所述定位架的侧面设有滑槽，所述定位夹板滑动设置在所述定位架的滑槽内并通过锁扣固定。
进一步的，相邻两根所述定位架分别与其相连接定位架拆卸式设置。
进一步的，所述定位模盘包括两根定位架，定位夹板和锁扣，两所述定位架垂直设置，所述定位架的侧面设有滑槽，所述定位夹板滑动设置在所述定位架的滑槽内并通过锁扣固定。
进一步的，所述定位夹板的顶端向外翻。
进一步的，所述定位夹板的底端设有凹槽，所述定位夹板的凹槽内固定设置压簧，所述压簧的底端固定连接垫板。
进一步的，所述升降铺放器上设置软质敲击件，所述软质敲击件用于垂直敲击铺设在地面上的瓷砖。
进一步的，所述升降铺放器和抓取器之间设置水平定位器或者所述升降铺放器和抓取器球连接。
上述瓷砖铺地机器人系统的使用方法，包括以下步骤：
A、所述定位控制处理器获得铺设信息，所述定位控制处理器接收定位测量器传递的待铺地面信息，所述定位控制处理器控制行走定位底盘移动，使所述定位模盘到达铺设位置上方，然后控制所述升降定位器使得定位模盘下降到瓷砖铺设位置的外围；
B、所述铺放控制处理器与定位控制处理器无线连接，所述铺放控制处理器控制抓取器抓取瓷砖，控制所述行走铺放底盘移动，使带有瓷砖的所述抓取器通过所述定位连接架到达所述定位模盘的上方，再控制所述升降铺放器使瓷砖到达到铺设位置；
C、所述铺放机器人重新抓取下一块瓷砖，所述定位机器人与铺放机器人分离时，所述定位机器人的定位模盘定位到下一个瓷砖铺设位置，所述铺放机器人抓取下一块瓷砖后并将该瓷砖铺放到定位模盘内，重复本步骤，直至完成瓷砖铺设。
进一步的，所述定位机器人控制定位模盘下降到瓷砖铺设位置的外围之前，还包括如下步骤：静置至所述水平定位器不晃动，所述定位控制处理器控制定位伸缩器伸长，使定位伸缩器的端部均与固定板的下底面贴合。
本发明的有益效果是：采用两个机器人组合的方式进行铺设瓷砖，当铺放机器人取瓷砖时，定位机器人去完成定位，然后铺放机器人通过定位机器人的定位模盘将瓷砖放好，将原本单一计算系统分割成两部分，大大提高了计算速度，也避免了单一机器人频繁行走和定位，从而实现瓷砖铺贴的自动化进行，提高整体铺贴效率。水平定位器的设计，能够避免凹凸地面的影响，即使定位机器人在不平整的地面行走，也能够保证定位模盘垂直向下放置，从而保证瓷砖铺设质量。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是定位机器人的结构示意图；
图2是铺放机器人的结构示意图；
图3是水平定位器的结构示意图；
图4是定位模盘的俯视结构示意图，定位架有四根；
图5是图4中A-A处的剖视结构示意图；
图6是定位模盘的俯视结构示意图，定位架有两根；
图7是瓷砖铺地机器人系统的铺设状态示意图。
以上各图中，1、定位机器人；
101、行走定位底盘；
102、升降定位器；
103、水平定位器；1031、固定板；1032、连接定位杆；1033、定位板；1034、定位伸缩器；104、定位连接架；
105、定位模盘；1051、定位架；1052、定位夹板；1053、锁扣；1054、压簧；1055、垫板；
106、定位测量器；
107、定位控制处理器；
2、铺放机器人；201、行走铺放底盘；202、升降铺放器；203、抓取器；204、铺放控制处理器。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
一种瓷砖铺地机器人系统，如图1和图2所示，包括定位机器人1和铺放机器人2，该系统由两个机器人组合使用，缺一不可。
定位机器人1包括行走定位底盘101，升降定位器102，水平定位器103，定位连接架104，定位模盘105，定位测量器106和定位控制处理器107。
行走定位底盘101被配置为驱动定位机器人1移动，行走定位底盘101带动该驱动定位机器人1整体移动，使其到达作业工位。
升降定位器102设置在行走定位底盘101上，水平定位器103设置在升降定位器102上，定位连接架104设置在水平定位器103的下方。水平定位器103连接升降定位器102和定位连接架104，水平定位器103的作用是保持定位连接架104始终处于平衡位置。具体的，参考图1和图3，水平定位器103包括固定板1031，连接定位杆1032，定位板1033和至少两个定位伸缩器1034，固定板1031设置在升降定位器102上，连接定位杆1032的顶端与固定板1031球连接，定位板1033设置在连接定位杆1032的底端，定位伸缩器1034设置在定位板1033上，定位伸缩器1034的伸缩端与固定板1031的底面对应，用于保持固定板1031和定位板1033相对位置的稳定。由于连接定位杆1032的顶端与固定板1031球连接，且连接定位杆1032的下方连接着多个重力部件，在重力的作用下，连接定位杆1032会垂直向下，然后控制定位伸缩器1034伸长，使其端部顶到固定板1031的下底面，从而起到固定固定板1031和定位伸缩器1034之间位置的作用，进而避免了由于行走定位底盘101的非水平状态影响定位连接架104的水平状态。
定位连接架104设置在定位板1033的下方；定位模盘105设置在定位连接架104的下方，用于瓷砖的铺地前定位。关于瓷砖的铺地前定位，本申请提供了一种方案：如图4和图5所示，定位模盘105包括四根定位架1051，定位夹板1052和锁扣1053，定位架1051环形设置成周状，定位架1051的侧面设有滑槽，定位夹板1052滑动设置在定位架1051的滑槽内并通过锁扣1053固定。定位模盘105的组装定位，是在其具体使用之前就完成定位。由于定位夹板1052在定位架1051内可以调节，故两相对的定位夹板1052之间的距离是可以调整的，故多个定位夹板1052形成的槽正好可以放置不同型号的瓷砖。容易想到，该定位模盘105无法对墙脚处的瓷砖进行定位，因此，对定位架1051进行了优化设计，相邻两根定位架1051分别与其相连接定位架1051拆卸式设置。也就是说，剩下两根相互垂直的定位架1051，通过这两根定位架1051，瓷砖的一角与两根定位架1051贴合，就可以定位四方瓷砖的位置。
通过上面的描述，可以发现，两个定位架1051也可以完成定位，故本申请提供了另外一种替代方案：如图6所示，定位模盘105包括两根定位架1051，定位夹板1052和锁扣1053，两定位架1051垂直设置，定位架1051的侧面设有滑槽，定位夹板1052滑动设置在定位架1051的滑槽内并通过锁扣1053固定。
在铺设瓷砖时，地面总会有土块或者石块等杂物，如果定位模盘105直接和杂物接触，必定影响定位模盘105的使用寿命。优选的，定位夹板1052的底端设有凹槽，定位夹板1052的凹槽内固定设置压簧1054，压簧1054的底端固定连接垫板1055。定位模盘105下降到瓷砖铺设位置的外围时，即使定位模盘105触地，也是垫板1055先触地，避免了定位夹板1052受到强大的碰撞力，从而损坏定位模盘105。由于瓷砖是通过定位夹板1052形成的槽来定位待铺地面上的，故瓷砖存在着和定位模盘105边缘碰撞的可能性，将定位夹板1052的顶端向外翻。
定位测量器106设置在行走定位底盘101或水平定位器103或定位模盘105上，定位测量器106用于测量待铺地面信息。定位控制处理器107设置在行走定位底盘101或升降定位器102上，定位控制处理器107接收定位测量器106的测量信息后，通过处理后，控制行走定位底盘101移动，使定位模盘105到达指定位置上方，通过控制升降定位器102使得定位模盘105下降到瓷砖铺设位置的外围。关于瓷砖铺设位置的外围，以图6为例进行说明，定位模盘105正好位于实际瓷砖铺设位置的外侧，将瓷砖铺设位置围城一圈。如图7所示，定位模盘105在定位的过程中，会遮挡部分已经铺设好的瓷砖或者尚未铺设瓷砖的位置。
如图2所示，铺放机器人2包括行走铺放底盘201，升降铺放器202，抓取器203和铺放控制处理器204。
行走铺放底盘201被配置为驱动铺放机器人2移动；升降铺放器202设置在行走铺放底盘201上；抓取器203设置在升降铺放器202上，用于抓取瓷砖并铺到定位模盘105定位的待铺地面上；铺放控制处理器204设置在行走铺放底盘201或升降铺放器202上，铺放控制处理器204与定位控制处理器107无线连接，并控制行走铺放底盘201移动，使带有瓷砖的抓取器203通过定位连接架104到达定位模盘105的上方，再控制升降铺放器202使瓷砖到达到铺设位置。
铺放控制处理器204与定位控制处理器107连接后，能够接收定位机器人1的位置信息、定位模盘105的位置信息以及铺设信息等，铺放控制处理器204控制行走铺放底盘201行走，以便于铺放机器人2与定位机器人1配合铺设瓷砖。优先的，升降铺放器202上设置软质敲击件，软质敲击件用于垂直敲击铺设在地面上的瓷砖。软质敲击件309垂直敲击瓷砖，不会对瓷砖施加切向力，使得瓷砖发生平面位移，避免瓷砖与定位模盘105碰撞，提升瓷砖铺设质量。另外，为了降低成本，适应铺设地面不均匀性，升降铺放器202和抓取器203之间设置水平定位器103或者升降铺放器202和抓取器203球连接(图未示)。
上述瓷砖铺地机器人系统，在使用时，包括以下步骤：
A、定位控制处理器107获得铺设信息，定位控制处理器107接收定位测量器106传递的待铺地面信息，定位控制处理器107控制行走定位底盘101移动，使定位模盘105到达铺设位置上方，然后控制升降定位器102使得定位模盘105下降到瓷砖铺设位置的外围。
定位机器人1可根据实际情况，通过测量待铺地面自行计算得到待铺地面信息，或者通过人工输入的方式获得。
B、铺放控制处理器204与定位控制处理器107无线连接，铺放控制处理器204控制抓取器203抓取瓷砖，控制行走铺放底盘201移动，使带有瓷砖的抓取器203通过定位连接架104到达定位模盘105的上方，再控制升降铺放器202使瓷砖到达到铺设位置。
定位机器人1与铺放机器人2均设有接收和发射模块。铺放机器人2接收定位机器人1的位置信息和铺设信息等。
C、铺放机器人2重新抓取下一块瓷砖，定位机器人1与铺放机器人2分离时，定位机器人1的定位模盘105定位到下一个瓷砖铺设位置，铺放机器人2抓取下一块瓷砖后并将该瓷砖铺放到定位模盘105内，重复本步骤，直至完成瓷砖铺设。
定位机器人1与铺放机器人2同步运动铺设。
当铺设地面有凹坑或者机器人重量较大时，在定位机器人1控制定位模盘105下降到瓷砖铺设位置的外围之前，还包括如下步骤：静置至水平定位器103不晃动，定位控制处理器107控制定位伸缩器1034伸长，使定位伸缩器1034的端部均与固定板1031的下底面贴合。
以上参考了优选实施例对本发明进行了描述，但本发明的保护范围并不限制于此，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，且不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。因此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本发明的保护范围内。
