最近几年人工智能技术飞速发展,在建筑行业,机器人取代人工已成为一种趋势。随着我国劳动产业不断升级改造,劳动密集型行业中年轻人从业占比下降。若干年后,尤其在建筑行业,将会出现劳动力断层现象。同时为实现建筑工业化,国家大力支持机器人在建筑领域的发展与应用。为此本课题将根据公司实际需求设计一款新型铺贴机器人,该机器人可模仿人工按照铺贴工艺铺贴瓷砖,同时对该机器人的机械结构稳定性,瓷砖空间定位技术以及铺贴轨迹规划等关键性技术进行研究,为该公司对铺贴机器人的产品开发奠定理论基础。本文的主要研究内容如下:首先,根据技术指标与功能要求对铺贴机器人总体设计,提出多种设计方案,通过比较,选择最合理设计方案完成铺贴机器人总体设计,并详细设计机器人的机械结构和控制系统。其次,利用有限元分析软件,对铺贴机器人结构中受力较多的支撑架、滚轮传动轴、吸盘支架及铺贴机器人工作极限位置进行静力学分析,分析结果表明结构强度满足设计要求。分析支撑架在铺贴过程中受到的振动情况,以此设计振动源振动频率。通过对机械结构稳定性分析,可优化结构设计,提高机器人使用性能。然后,根据瓷砖不同铺贴状态,分析待铺贴瓷砖和已铺贴瓷砖定位方法,并设计和搭建瓷砖空间定位系统,以此研究在二维平面和三维空间内的瓷砖定位算法。通过该算法可计算出瓷砖在空间的位姿状态,提高铺贴机器人的瓷砖铺贴精度。接着,针对本课题研究的瓷砖铺贴机器人,分析其铺贴路径,并根据路径要求,分别在笛卡尔空间坐标系和关节坐标系下合理规划运动轨迹。规划后的运动轨迹更加平滑,速度更加连续,减少了冲击。最终,搭建铺贴机器人样机,包括机械结构和控制系统。以样机作为实验对象,对以上研究内容及铺贴机器人的各项功能进行实验,包括瓷砖空间定位实验,瓷砖吸附实验,瓷砖铺贴实验。实验结果表明,该样机满足各项功能要求。