[发明专利]一种砌砖机器人的直线墙体的砌筑算法

说明书

本发明公开了一种砌砖机器人的直线墙体的砌筑算法，包括以下步骤：a.确定基准坐标系；b.计算机器人的站姿位置；c.计算取砖位；d.计算砖的皮数，每皮砖的数量及每块砖的中心点坐标；e.砌筑轨迹计算，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。本发明明确了取砖位与砌砖机器人同步移动，通过构建砌砖机器人站姿坐标、取砖位坐标及墙体每一块墙砖的坐标，使得夹砖、砌砖的位置精准，实现精准计算，提高了整体的砌筑质量及效率。

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体涉及一种砌砖机器人的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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砌砖机器人的直线墙体的砌筑算法，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：

一种砌砖机器人的直线墙体的砌筑算法，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；所述砌砖模块通过一丝杆实现在升降模块上的上下移动，所述的砌砖模块以升降模块为轴通过旋转式移动底盘实现圆周运动，包括以下步骤：

a.确定基准坐标系，在待砌墙的中心线为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.计算机器人的站姿位置，砌砖机器人以沿直线墙体中心线的前方距离J的直线位置为行走路径；沿行走路径计算若干个站姿位置，砌砖机器人以每个站姿位置为一个工位，确定每个站姿的坐标位置；

c.计算取砖位，砖块放置在取砖位上供砌砖机器人抓取，取砖位位于砌砖机器人的砌砖夹具的行程范围内，随着砌砖机器人移动，砌砖机器人的每个站姿对应一个取砖位，确定每个取砖位的坐标位置；

d.计算砖的皮数，每皮砖的数量及每块砖的中心点坐标；

e.砌筑轨迹计算，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。

进一步地，步骤e中砌砖机器人从第1皮墙体的第一个站姿位置开始砌筑，直至第n个站姿结束第1皮墙体的砌筑，然后从第n个站姿开始第2皮墙体的砌筑，直至第1个站姿结束第2皮墙体的砌筑，反复来回砌筑，直至完成整个墙体的砌筑。

其中，步骤b中砌砖机器人沿直线墙体前方距离J按以下公式计算：

其中XC为砌砖夹具在机械臂上的水平行程，A为安全距离，R为旋转式移动底盘直径，B为砖块的厚度。

其中，步骤b中，第一个站姿的坐标位置为(x₁，J)，第n个站姿的坐标位置为(x_n，J)，其中x₁，x_n按以下公式计算：

其中F为砖块的长度；

相邻站姿的距离为x_n＝x₁+(n-1)Z(n≥2)。