一种大空间机器人模块隔断吊顶装修方法及设备技术

一种大空间机器人模块隔断吊顶装修方法及设备。一种大空间机器人隔断装修方法及设备，其特征是所述的设备包括隔断装配机器人，采用组装式结构，主要由行走升降底盘，上下附件安装框和隔板安装架组成，每个部分具有独立的控制系统，通过整合按键（限位板/隔板）触发相应自动化操作程序，完成半自动安装。本发明专利技术能提高装备效率，减少用工成本，降低装修成本。

【技术实现步骤摘要】
一种大空间机器人模块隔断吊顶装修方法及设备
本专利技术涉及一种建筑装修技术，尤其是一种层高较大的建筑毛坯的隔断装修技术，具体地说是一种大空间机器人模块隔断吊顶装修方法及相应的机械人技术。
技术介绍
目前在建筑装修
用工成本大量增加，装修要求和安装性要求也与日俱增，为此，利用机器人技术实现少无人装修是一种趋势，但现有的机器人技术方案并没有针对性，全面性的解决方案。特别是对于在装修施工中至关重要隔断装配，目前还没有可以完全替代人工的解决方案。另一方面随着我国企业走出国门，国外出台劳动保护政策对我国施工人员人数进行限制，以此来带动当地人员的就业。导致国内企业雇佣成本过高。同时延长了工期的交付时间。因此，利用三维激光扫描仪获取需要进行隔断作业的实际数据利用现有的通用的BIM数据处理技术，进行有针对性地设计相应的隔断结构，进行后台生产，再利用机器人进行隔断作业是提高装修效率，减少装修成本的当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的建筑隔断施工中存在的测量、画线和安装不能满足生产需要的问题，专利技术一种大空间机器人隔断装修方法，同时提供相应的设备。本专利技术的技术方案之一是：一种大空间机器人模块隔断吊顶装修方法，其特征是，它包括以下步骤：第一步，在对待装修建筑进行楼面数据测量前，随机布置一系列的色彩半圆球于楼层屋顶上，形成网络状定位场供光学定位使用；第二步，用3d激光扫描仪扫描完成楼面及屋顶的数据收集，并生成点云数据，传输至后端设计软件，并传给工厂下料、制作成模块，包括墙面、顶面的水电、通风；开关插座的预埋管线、暗盒；墙顶面安装物的预埋件，以及吊顶跟墙面的面层腻子与底漆；完成设计方案，并生成cad数据，cad数据包含划线的规划图，包含直线段，折线，辅助线，同时需将定位钉的坐标位置融合标注；第三步，将融合后的cad平面图导入划线机器人，并将划线机器人置于初始定位点处；第四步，启动划线机器人，机器人根据给定的初始坐标方位，通过立体光学的测量并映射到二维平面上，移动机器人，使自身定位精度控制在2mm左右的范围内并且行进方向与待喷画的标志线方向一致，完成类似于图标的初始定位；第五步，启动自动工作模式，划线机器人启动自身三立柱调平程序，使自身工作平面保持水平和铅直，之后旋转水平后的转盘使伸出杆的方向与待喷画线的方向保持一致，再根据光学定位数据平移转盘上的十字托盘，完成坐标原点的精确定位，定位精度控制在1mm以内；第六步，精确定位后，划线机器人根据图纸线型，在伸出杆的轴线方向五米范围内喷画，通过左右平移喷画出平行的多线段，通过喷头底部额舵机旋转喷画相应的折线，转角线；初始定位点一般位置两个方向的交点，能在一个位置完成交汇点相关的5m范围的喷画；当直线超过工作范围时，划线机器人自动根据cad的规划，移至下一个交汇点，并完成相应喷画，在此之后如果两点间的距离超出定位操作范围时，划线机器人优先补齐两点间为完成的喷画工作；第六步，在cad途径规划下，划线机器人自动完成整个屋顶平面的施工线喷画；划线结束后，人工清楚预先设定的定位半球点，以便后续隔断施工；第七步：人工将隔断装配机器人运送至待安装部分，位于已喷画线的侧下方，将附件安装框的X向与喷画线基本平行，旋转附件安装框90°至水平状态，将上下附件安置在固定槽位上并由电磁铁吸附，定位完成后翻转至直立状态，适当延伸上下控制附件与已划线的竖直间隙，按下对位键，机器人自动根据双目视觉的图像自动匹配位置关系，并逐渐上升底部，直至上部V型附件接触墙面，保证V型附件边缘与已划线边缘保持一致，完成定位匹配；第八步：人工确认位置正确后，按下附件安装键，机器人驱动下部伸长直至底部稳定接触地面，信号触发后，机器人自动进行冲击打孔，安装膨胀帽，旋入螺丝的单工位动作，之后根据设定值打孔安装单元在X向移动至下一个固定点进行螺钉安装，直至上下定位附件的安装螺钉固定完毕，安装过程中的振动有安装架吸收平衡，不影响安装机器人的控制精度；重复第七、第八步，直至区域内规划的上下限位板安装完毕；收起上下附件安装框，此时该安装框作为配重，平衡安装机器人的抗倾覆能力；第九步，启动隔板安装程序，移动机器人至编号隔板堆放处，安装顺序吸取安装隔板，具体过程如下：旋转隔板安装架，使其水平向下，下降机器人的升高高度，并释放吸盘平台至待安装隔板上，根据隔板上的辅助色线与双摄像头的关系，保证吸盘平台中心与隔板中心一致，继续下降安装架使吸盘接触该隔板并保持一定压力，此时吸盘水平度与隔板一致，但与安装架的水平度不一定一致，具有一定的容错能力；启动吸盘的抽气完成吸取，提升安装架一定距离后，吸盘平台回抽，使隔板贴合安装架，完成隔板与安装架的平行度一致化并使吸盘只提供垂直吸力，不存在剪切分力；进一步提升底盘升降杆至指定高度，并完成隔板的直立过程；人工操作机器人至隔板待安装区域，启动自动安装架，机器人根据顶部的测距模块数据自动调整隔板与上部V型定位件的位置关系，包括角度和距离，调整结束后隔板底部应该与下部的定位件贴合；经人工确认后，启动自动安装键，机器人继续提升直至上部弹性开关触发，此时隔板上部的V型槽与已安装的V型定位件贴合，完成定位程序；弹性开关触发安装架上的钉枪完成螺钉的安装；以此往复完成隔板的安装。所述的色彩半圆球相隔距离根据光学镜头的最小畸变范围确定，一般为5-6米。所述的装配机器人底盘与划线机器人采用相同底盘结构，具有履带结构，旋转盘及附属的十字托板，升降高度为层高一半左右。所述的建筑类为中心筒结构，由上下楼板组成，层高4.5m左右，地面粗糙，类似砂石路面；中心筒内上下楼梯台高18cm，台面进深30cm，爬升角度在30°左右；所述的3d激光扫描仪进行数据测绘后经bim数据传输软件处理后生成划线机器人和装配机器人运动范围及定位数据的cad二维格式。所述的色彩半圆球相隔距离根据光学镜头的最小畸变范围确定，一般为5-6米。本专利技术的技术方案之二是：一种大空间机器人隔断装修设备，它包括隔断装配机器人，其特征是所述的隔断装配机器人包括：一移动平台1，该移动平台1安装在一个移动底盘13上，移动底盘13能驱动移动平台实现全方的位移动，移动平台1上安装有为整个机器人提供动力的电池组2，人机交互单元3，信号接收与传输数据单元15，导航与避障单元9；一升降机构8，该升降机构8安装在移动平台1上，用于使机械手工作台17上升到设定的高度；一机械手工作台17，该机械手工作台17安装在升降机构8的上部，它的上面安装有空气压缩机18、自动供料单元14和若干个机械臂7，机械臂7由空气压缩机18驱动实现自动伸缩，其中一个机械臂7上安装有由电机驱动的自攻螺丝机4，自攻螺丝机4由自动供料单元14供料；一个机械臂7上安装有能作俯仰、水平面和垂直面内回转的、用于抓取隔断板的吸盘10；一个机械臂7上安装有多功能钻头，该多功能钻头能作水平面内回转和垂直面内俯仰，一头安装有具有钻孔功能的电锤5，另一头安装有能进行螺胀螺丝安装的膨胀螺丝机6；在机械臂7上还安装有供视觉定位的红外识别单元11及用于读取每块物料上二维码功能的数码识别单元。所述的移动底盘13为轮式或能爬楼梯的履带式结构。所述的升降机构8的底部连接有转盘16，以使带动机械手工作台17实现空间转动；所述的导航与避障单元9为智本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大空间机器人模块隔断吊顶装修方法，其特征是，它包括以下步骤：第一步，在对待装修建筑进行楼面数据测量前，随机布置一系列的色彩半圆球于楼层屋顶上，形成网络状定位场供光学定位使用；第二步，用3d激光扫描仪扫描完成楼面及屋顶的数据收集，并生成点云数据，传输至后端设计软件，并传给工厂下料、制作成模块，包括墙面、顶面的水电、通风；开关插座的预埋管线、暗盒；墙顶面安装物的预埋件，以及吊顶跟墙面的面层腻子与底漆；完成设计方案，并生成cad数据，cad数据包含划线的规划图，包含直线段，折线，辅助线，同时需将定位钉的坐标位置融合标注；第三步，将融合后的cad平面图导入划线机器人，并将划线机器人置于初始定位点处；第四步，启动划线机器人，机器人根据给定的初始坐标方位，通过立体光学的测量并映射到二维平面上，移动机器人，使自身定位精度控制在2mm左右的范围内并且行进方向与待喷画的标志线方向一致，完成类似于图标的初始定位；第五步，启动自动工作模式，划线机器人启动自身三立柱调平程序，使自身工作平面保持水平和铅直，之后旋转水平后的转盘使伸出杆的方向与待喷画线的方向保持一致，再根据光学定位数据平移转盘上的十字托盘，完成坐标原点的精确定位，定位精度控制在1mm以内；第六步，精确定位后，划线机器人根据图纸线型，在伸出杆的轴线方向五米范围内喷画，通过左右平移喷画出平行的多线段，通过喷头底部额舵机旋转喷画相应的折线，转角线；初始定位点一般位置两个方向的交点，能在一个位置完成交汇点相关的5m范围的喷画；当直线超过工作范围时，划线机器人自动根据cad的规划，移至下一个交汇点，并完成相应喷画，在此之后如果两点间的距离超出定位操作范围时，划线机器人优先补齐两点间为完成的喷画工作；第六步，在cad途径规划下，划线机器人自动完成整个屋顶平面的施工线喷画；划线结束后，人工清楚预先设定的定位半球点，以便后续隔断施工；第七步：人工将隔断装配机器人运送至待安装部分，位于已喷画线的侧下方，将附件安装框的X向与喷画线基本平行，旋转附件安装框90°至水平状态，将上下附件安置在固定槽位上并由电磁铁吸附，定位完成后翻转至直立状态，适当延伸上下控制附件与已划线的竖直间隙，按下对位键，机器人自动根据双目视觉的图像自动匹配位置关系，并逐渐上升底部，直至上部V型附件接触墙面，保证V型附件边缘与已划线边缘保持一致，完成定位匹配；第八步：人工确认位置正确后，按下附件安装键，机器人驱动下部伸长直至底部稳定接触地面，信号触发后，机器人自动进行冲击打孔，安装膨胀帽，旋入螺丝的单工位动作，之后根据设定值打孔安装单元在X向移动至下一个固定点进行螺钉安装，直至上下定位附件的安装螺钉固定完毕，安装过程中的振动有安装架吸收平衡，不影响安装机器人的控制精度；重复第七、第八步，直至区域内规划的上下限位板安装完毕；收起上下附件安装框，此时该安装框作为配重，平衡安装机器人的抗倾覆能力；第九步，启动隔板安装程序，移动机器人至编号隔板堆放处，安装顺序吸取安装隔板，具体过程如下：旋转隔板安装架，使其水平向下，下降机器人的升高高度，并释放吸盘平台至待安装隔板上，根据隔板上的辅助色线与双摄像头的关系，保证吸盘平台中心与隔板中心一致，继续下降安装架使吸盘接触该隔板并保持一定压力，此时吸盘水平度与隔板一致，但与安装架的水平度不一定一致，具有一定的容错能力；启动吸盘的抽气完成吸取，提升安装架一定距离后，吸盘平台回抽，使隔板贴合安装架，完成隔板与安装架的平行度一致化并使吸盘只提供垂直吸力，不存在剪切分力；进一步提升底盘升降杆至指定高度，并完成隔板的直立过程；人工操作机器人至隔板待安装区域，启动自动安装架，机器人根据顶部的测距模块数据自动调整隔板与上部V型定位件的位置关系，包括角度和距离，调整结束后隔板底部应该与下部的定位件贴合；经人工确认后，启动自动安装键，机器人继续提升直至上部弹性开关触发，此时隔板上部的V型槽与已安装的V型定位件贴合，完成定位程序；弹性开关触发安装架上的钉枪完成螺钉的安装；以此往复完成隔板的安装。...

【技术特征摘要】
1.一种大空间机器人模块隔断吊顶装修方法，其特征是，它包括以下步骤：第一步，在对待装修建筑进行楼面数据测量前，随机布置一系列的色彩半圆球于楼层屋顶上，形成网络状定位场供光学定位使用；第二步，用3d激光扫描仪扫描完成楼面及屋顶的数据收集，并生成点云数据，传输至后端设计软件，并传给工厂下料、制作成模块，包括墙面、顶面的水电、通风；开关插座的预埋管线、暗盒；墙顶面安装物的预埋件，以及吊顶跟墙面的面层腻子与底漆；完成设计方案，并生成cad数据，cad数据包含划线的规划图，包含直线段，折线，辅助线，同时需将定位钉的坐标位置融合标注；第三步，将融合后的cad平面图导入划线机器人，并将划线机器人置于初始定位点处；第四步，启动划线机器人，机器人根据给定的初始坐标方位，通过立体光学的测量并映射到二维平面上，移动机器人，使自身定位精度控制在2mm左右的范围内并且行进方向与待喷画的标志线方向一致，完成类似于图标的初始定位；第五步，启动自动工作模式，划线机器人启动自身三立柱调平程序，使自身工作平面保持水平和铅直，之后旋转水平后的转盘使伸出杆的方向与待喷画线的方向保持一致，再根据光学定位数据平移转盘上的十字托盘，完成坐标原点的精确定位，定位精度控制在1mm以内；第六步，精确定位后，划线机器人根据图纸线型，在伸出杆的轴线方向五米范围内喷画，通过左右平移喷画出平行的多线段，通过喷头底部额舵机旋转喷画相应的折线，转角线；初始定位点一般位置两个方向的交点，能在一个位置完成交汇点相关的5m范围的喷画；当直线超过工作范围时，划线机器人自动根据cad的规划，移至下一个交汇点，并完成相应喷画，在此之后如果两点间的距离超出定位操作范围时，划线机器人优先补齐两点间为完成的喷画工作；第六步，在cad途径规划下，划线机器人自动完成整个屋顶平面的施工线喷画；划线结束后，人工清楚预先设定的定位半球点，以便后续隔断施工；第七步：人工将隔断装配机器人运送至待安装部分，位于已喷画线的侧下方，将附件安装框的X向与喷画线基本平行，旋转附件安装框90°至水平状态，将上下附件安置在固定槽位上并由电磁铁吸附，定位完成后翻转至直立状态，适当延伸上下控制附件与已划线的竖直间隙，按下对位键，机器人自动根据双目视觉的图像自动匹配位置关系，并逐渐上升底部，直至上部V型附件接触墙面，保证V型附件边缘与已划线边缘保持一致，完成定位匹配；第八步：人工确认位置正确后，按下附件安装键，机器人驱动下部伸长直至底部稳定接触地面，信号触发后，机器人自动进行冲击打孔，安装膨胀帽，旋入螺丝的单工位动作，之后根据设定值打孔安装单元在X向移动至下一个固定点进行螺钉安装，直至上下定位附件的安装螺钉固定完毕，安装过程中的振动有安装架吸收平衡，不影响安装机器人的控制精度；重复第七、第八步，直至区域内规划的上下限位板安装完毕；收起上下附件安装框，此时该安装框作为配重，平衡安装机器人的抗倾覆能力；第九步，启动隔板安装程序，移动机器人至编号隔板堆放处，安装顺序吸取安装隔板，具体过程如下：旋转隔板安装架，使其水平向下，下降机器人的升高高度，并释放吸盘平台至待安装隔板上，根据隔板上的辅助色线与双摄像头的关系，保证吸盘平台中心与隔板中心一致，继续下降安装架使吸盘接触该隔板并保持一定压力，此时吸盘水平度与隔板一致，但与安装架的水平度不一定一致，具有一定的容错能力；启动吸盘的抽气完成吸取，提升安装架一定距离后，吸盘平台回抽，使隔板贴合安装架，完成隔板与安装架的平行度一致化并使吸盘只提供垂直吸力，不存在剪切分力；进一步提升底盘升降杆至指定高度，并完成隔板的直立过程；人工操作机器人至隔板待安装区域，启动自动安装架，机器人根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱从兵，
申请(专利权)人：朱从兵，
类型：发明
国别省市：江苏,32