專利名稱：高效鋪設建筑面層的自動化智能設備及其鋪設方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑面層鋪設自動化設備技術領域，尤其涉及一種高效、高智能度的鋪設建筑面層的自動化設備及其鋪設方法。
背景技術：
建筑面層主要涉及飾面板(磚)，板塊面層，木、竹面層等建筑用材。傳統(tǒng)的建筑面層的鋪設絕大多數采用人工鋪設。人工鋪設受人為因素影響很大，鋪設的平整度、空鼓率、水平誤差、位置精度、一致性等不容易保證。工人勞動強度大，工作環(huán)境較差。該行業(yè)屬于勞動密集型行業(yè)，而且要求工人掌握一定的技術水平。近年來，建筑面層鋪設工人出現了“用エ荒”，即使エ資開到了白領的水平，也仍然不能解決人員短缺的現象
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種能夠完成自動鋪設板塊面層，具有精度高，智能度高，能夠自動識別地面水平、高度差，自動定位，智能識別建筑面層、自動噴涂粘接層，自動鋪設、精密的鋪設壓カ控制，磨損和故障率低的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備以及鋪設方法。為解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種高效鋪設建筑面層的自動化智能設備，包括機體、底座平臺、多軸運動機構和多功能夾具，底座平臺安裝在機體上，多軸運動機構安裝在底座平臺上，多功能夾具安裝在多軸運動機構上；其中，所述底座平臺上還安裝有水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱，水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱用于自動調平底座平臺；所述機體上還安裝有行走裝置，行走裝置用于水平移動整個設備；所述多軸運動機構，為ニ維以上的運動機構；所述多功能夾具上安裝有取放裝置、噴涂裝置和信息采集模塊；取放裝置用于取放建筑面層；噴涂裝置用于噴涂粘接材料；信息采集模塊包括視覺裝置、測距裝置和測カ裝置，視覺裝置用于采集建筑面層的位置、圖案以及對鋪設區(qū)域進行掃描，測距裝置用于采集鋪設高度信息，測カ裝置用于采集鋪設カ度信息。優(yōu)選的，所述多軸運動機構為六軸的機械臂。優(yōu)選的，所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備還包括噴涂容器，安裝在機體ー側，該噴涂容器內裝有粘接材料并通過管道將粘接材料輸送到噴涂裝置。優(yōu)選的，所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備還包括安全防護裝置，用于安全區(qū)域的檢測，該安全防護裝置安裝在機體上，該安全防護裝置為安全光幕、安全防護傳感器、報警器或防護欄。優(yōu)選的，機體上還安裝有配重，用于平衡機體的重量分布以防止機體側傾。本發(fā)明提供的另ー技術方案是ー種如上所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備的鋪設方法，將整個鋪設區(qū)域分成鋪設區(qū)域I、鋪設區(qū)域2、直至鋪設區(qū)域N，每個鋪設區(qū)域劃分為M塊，所述高效鋪設建筑面層的自動化智能設備的工作步驟是
(O所述高效鋪設建筑面層的自動化智能設備通過行走裝置移動到鋪設區(qū)域I周邊，并通過水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱自動調節(jié)底座平臺到水平狀態(tài)；
(2)多軸運動機構移動到鋪設區(qū)域I上方，通過測距裝置對鋪設區(qū)域I進行高度掃描，以檢測鋪設區(qū)域I是否滿足鋪設高度要求；
(3)多軸運動機構利用視覺裝置對鋪設區(qū)域I的第I塊位置進行定位；
(4)多軸運動機構運動到待鋪設的建筑面層上方，利用視覺裝置對建筑面層進行識別和定位，如果建筑面層滿足鋪設要求，利用取放裝置拾取建筑面層；
(5)多軸運動機構帶動噴涂裝置在已拾取的建筑面層或者鋪設區(qū)域I的第I塊位置噴涂粘接材料；
(6)多軸運動機構帶動取放裝置將已拾取的建筑面層放置在鋪設區(qū)域I的第I塊位置，并進行壓實，同時測距裝置進行鋪設高度測量、測カ裝置進行鋪設カ度測量，以保證鋪設高度和鋪設カ度滿足鋪設要求，從而完成鋪設區(qū)域I的第I塊位置的鋪設；
(7)重復步驟(3)至(6)以對鋪設區(qū)域I的下ー塊位置進行鋪設，直到完成鋪設區(qū)域I的M塊位置全部鋪設完成；
(8)重復步驟(I)至(7)以對下一個鋪設區(qū)域進行鋪設，直到鋪設區(qū)域N鋪設完成。根據上述技術方案描述可知，本發(fā)明采用了視覺裝置作為智能識別，測距裝置掃描待鋪設區(qū)域高度，配合高精度的多維運動機構，可以進行高精度的全自動建筑面層鋪設，配合測カ裝置和精確的噴涂裝置，可以有效控制成本，低空鼓率、保證鋪設質量和一致性。該設備自動化程度高，智能度高，大大減少工人數量和勞動強度。


圖I為本發(fā)明高效鋪設建筑面層的自動化智能設備的整體圖。圖2為本發(fā)明高效鋪設建筑面層的鋪設區(qū)域的順序圖。其中
I水平調節(jié)支柱， 2安全防護傳感器，
3配重，4機體，
5行走裝置，6多軸運動機構第I軸，
7多軸運動機構第2軸，8多軸運動機構第3軸，
9多軸運動機構第4軸，10多軸運動機構第5軸，
11多軸運動機構第6軸，12多功能夾具，
13測カ裝置，14測距裝置，
15噴涂裝置，16視覺裝置，
17取放裝置，18噴涂容器，
19底座平臺。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明高效鋪設建筑面層的自動化智能設備，它包括機體4、底座平臺19、多軸運動機構和多功能夾具12。機體4上安裝有底座平臺19，底座平臺19上安裝有多軸運動機構，多軸運動機構上安裝有多功能夾具12。底座平臺19上安裝有水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱I。水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱1，用于自動調平底座平臺19，即根據水平度測量傳感器反饋的信號，采用液壓、氣動，電機驅動等方式驅動水平調節(jié)支柱1，直至底座平臺19調節(jié)到水平狀態(tài)。機體4上安裝有行走裝置5，用于水平移動整個設備。多軸運動機構為ニ維以上的運動機構，如機械手、機器人、機械臂等。如圖I所述實施例中，多軸運動機構為六軸的機械臂，包括多軸運動機構第I軸6，多軸運動機構第2軸7，多軸運動機構第3軸8，多軸運動機構第4軸9，多軸運動機構第5軸10，多軸運動機構第6軸11。多功能夾具12上安裝有取放裝置17、噴涂裝置15和信號采集模塊。取放裝置17用于拾取建筑面層。噴涂裝置15用于噴涂粘接材料。信息采集模塊包括視覺裝置16、
測距裝置14和測カ裝置，視覺裝置16用于采集建筑面層的位置、圖案以及對鋪設區(qū)域進行定位，測距裝置14用于采集鋪設高度信息，測カ裝置用于采集鋪設カ度信息。如圖I所示實施例中，機體4上較佳的還安裝有配重3，用于平衡機體4的重量分布以防止機體4側傾。如圖I所示實施例中，本發(fā)明高效鋪設建筑面層的自動化智能設備較佳的還包括噴涂容器18，安裝在機體4 ー側，噴涂容器18內裝有粘接材料并通過管道將粘接材料輸送到噴涂裝置15。如圖I所示實施例中，本發(fā)明高效鋪設建筑面層的自動化智能設備較佳的還包括安全防護裝置，用于安全區(qū)域的檢測，安全防護裝置安裝在機體4上。安全防護裝置，可以為安全光幕、安全防護傳感器2 (如圖I中所示)、報警器等電子防護裝置，也可為防護欄等機械防護裝置。依靠自動控制技術和軟件實現，本發(fā)明高效鋪設建筑面層的自動化智能設備可以自動識別鋪設位置，建筑面層種類，實現高智能化和自動化的判別和鋪設，自動化程度高，可鋪設各種飾面板(磚)，板塊面層，木、竹面層等建筑用材。本發(fā)明高效鋪設建筑面層的自動化智能設備的工作過程行走裝置5將設備移動到鋪設區(qū)域周邊，水平調節(jié)支柱I和底座平臺19上裝有的水平度測量傳感器調節(jié)底座平臺19到水平位置(整個設備具備了水平基準從而可以有效保證鋪設精度)，多軸運動機構驅動測距裝置14到鋪設區(qū)域上方進行鋪設區(qū)域高度掃描，如果高度差滿足鋪設要求，多軸運動機構驅動視覺裝置16到待鋪設的建筑面層上方進行識別和定位，如果建筑面層滿足鋪設要求，通過取放裝置17進行拾取，多軸運動機構帶動噴涂裝置15在鋪設區(qū)域(或者在建筑面層)噴涂粘接材料，多軸運動機構帶動取放裝置17將建筑面層放置在鋪設區(qū)域，并進行壓實，同時測距裝置進行鋪設高度測量、測カ裝置進行鋪設カ度測量，保證鋪設要求。下面參照實例對本發(fā)明高效鋪設建筑面層的自動化智能設備的具體工作過程進行具體說明。參照圖2，總需要鋪設30*15=450塊建筑面層。設備每次鋪設15塊，可將鋪設
面積分為鋪設區(qū)域I (1-1，1-2........1-15)，鋪設區(qū)域2 (2-1，2-2........2-15)，直至
鋪設區(qū)域 30 (30-1, 30-2........ 30-15)。( I)高效鋪設建筑面層的自動化智能設備通過行走裝置5移動到鋪設區(qū)域I周邊，并通過水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱I自動調節(jié)底座平臺19到水平狀態(tài)。(2)多軸運動機構移動到鋪設區(qū)域I上方，通過測距裝置14對鋪設區(qū)域I進行高度掃描，以檢測鋪設區(qū)域I是否滿足鋪設高度要求。
(3)多軸運動機構利用視覺裝置16對鋪設區(qū)域1-1 (即鋪設區(qū)域I的第I塊位置)進行定位。(4)多軸運動機構運動到待鋪設的建筑面層上方，利用視覺裝置16對建筑面層進行識別和定位，如果建筑面層滿足鋪設要求，利用取放裝置17拾取建筑面層。(5)多軸運動機構帶動噴涂裝置15在已拾取的建筑面層或者鋪設區(qū)域1-1噴涂粘接材料。(6)多軸運動機構帶動取放裝置17將已拾取的建筑面層放置在鋪設區(qū)域1-1，并進行壓實，同時測距裝置14進行鋪設高度測量，測カ裝置進行鋪設カ度測量，以保證鋪設高度和鋪設カ度滿足鋪設要求，從而完成鋪設區(qū)域1-1的鋪設。(7)重復步驟(3)至(6)以對鋪設區(qū)域I的下ー塊位置進行鋪設，直到鋪設區(qū)域I的15塊位置全部鋪設完成。 (8)重復步驟(I)至(7)以對下一個鋪設區(qū)域進行鋪設，直到鋪設區(qū)域30鋪設完成。在本發(fā)明中，由于設計采用了行走裝置設計，可以使設備在不同的鋪設區(qū)域間自由活動，同時采用精密的多軸運動系統(tǒng)，可保證多自由度運動，使該設備的可鋪設范圍大大増加。該設備有如下優(yōu)點
I.大大減少工人數量，最多只需I名操作人員即可。2.大大減輕工人勞動工作強度以及職業(yè)病風險。3.鋪設速度快，是人工鋪設速度的十幾倍。4.極低的空鼓率，理論上可以完全避免。5.可以有較大的市場空間。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高效鋪設建筑面層的自動化智能設備，其特征在于，包括機體、底座平臺、多軸運動機構和多功能夾具，底座平臺安裝在機體上，多軸運動機構安裝在底座平臺上，多功能夾具安裝在多軸運動機構上； 其中，所述底座平臺上還安裝有水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱，水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱用于自動調平底座平臺； 所述機體上還安裝有行走裝置，行走裝置用于水平移動整個設備； 所述多軸運動機構，為二維以上的運動機構； 所述多功能夾具上安裝有取放裝置、噴涂裝置和信息采集模塊；取放裝置用于取放建筑面層；噴涂裝置用于噴涂粘接材料；信息采集模塊包括視覺裝置、測距裝置和測力裝置，視覺裝置用于采集建筑面層的位置、圖案以及對鋪設區(qū)域進行掃描，測距裝置用于采集鋪設高度信息，測力裝置用于采集鋪設力度信息。
2.根據權利要求I所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備，其特征在于，所述多軸運動機構為六軸的機械臂。
3.根據權利要求I或2所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備，其特征在于，還包括噴涂容器，安裝在機體一側，該噴涂容器內裝有粘接材料并通過管道將粘接材料輸送到噴涂裝置。
4.根據權利要求I或2所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備，其特征在于還包括安全防護裝置，用于安全區(qū)域的檢測，該安全防護裝置安裝在機體上，該安全防護裝置為安全光幕、安全防護傳感器、報警器或防護欄。
5.根據權利要求I或2所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備，其特征在于機體上還安裝有配重，用于平衡機體的重量分布以防止機體側傾。
6.一種如權利要求I至5中任一權利要求所述的高效鋪設建筑面層的自動化智能設備的鋪設方法，其特征在于 整個鋪設區(qū)域分成鋪設區(qū)域I、鋪設區(qū)域2、直至鋪設區(qū)域N，每個鋪設區(qū)域劃分為M塊，所述高效鋪設建筑面層的自動化智能設備的工作步驟是 (1)所述高效鋪設建筑面層的自動化智能設備通過行走裝置移動到鋪設區(qū)域I周邊，并通過水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱自動調節(jié)底座平臺到水平狀態(tài)； (2)多軸運動機構移動到鋪設區(qū)域I上方，通過測距裝置對鋪設區(qū)域I進行高度掃描，以檢測鋪設區(qū)域I是否滿足鋪設高度要求； (3)多軸運動機構利用視覺裝置對鋪設區(qū)域I的第I塊位置進行定位； (4)多軸運動機構運動到待鋪設的建筑面層上方，利用視覺裝置對建筑面層進行識別和定位，如果建筑面層滿足鋪設要求，利用取放裝置拾取建筑面層； (5)多軸運動機構帶動噴涂裝置在已拾取的建筑面層或者鋪設區(qū)域I的第I塊位置噴涂粘接材料； (6)多軸運動機構帶動取放裝置將已拾取的建筑面層放置在鋪設區(qū)域I的第I塊位置，并進行壓實，同時測距裝置進行鋪設高度測量、測力裝置進行鋪設力度測量，以保證鋪設高度和鋪設力度滿足鋪設要求，從而完成鋪設區(qū)域I的第I塊位置的鋪設； (7)重復步驟(3)至(6)以對鋪設區(qū)域I的下一塊位置進行鋪設，直到完成鋪設區(qū)域I的M塊位置全部鋪設完成；(8)重復步驟(I)至(7)以對下一個鋪設區(qū)域進行鋪設，直到鋪設區(qū)域N鋪設完成?！?br> 全文摘要
本發(fā)明一種高效鋪設建筑面層的自動化智能設備及其鋪設方法，該設備包括機體、底座平臺、多軸運動機構和多功能夾具，底座平臺安裝在機體上，多軸運動機構安裝在底座平臺上，多功能夾具安裝在多軸運動機構上；其中，所述底座平臺上還安裝有水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱，水平度測量傳感器和水平調節(jié)支柱用于自動調平底座平臺；所述機體上還安裝有行走裝置，行走裝置用于水平移動整個設備；所述多軸運動機構，為二維以上的運動機構；所述多功能夾具上安裝有取放裝置，噴涂裝置和信息采集模塊。本發(fā)明采用視覺裝置作為智能識別，測距裝置掃描待鋪設區(qū)域高度，配合高精度的多維運動機構，可以進行高精度的全自動建筑面層鋪設。
文檔編號E04F21/18GK102808502SQ201210309289
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權日2012年8月27日
發(fā)明者許威燕 申請人:維和泰隆(北京)科技有限公司