清缝结构、填缝装置及清缝方法与流程

本发明涉及机械设计领域，具体而言，涉及一种清缝结构、填缝装置及清缝方法。

背景技术：

在工程建造领域中，经常会在地面和墙面铺设瓷砖，以增加地面和墙面的美观性和防水功能。

但是，在铺设瓷砖的过程中，各相邻的两块瓷砖之间会留有缝隙，需要填缝工艺对缝隙进行填补。

在对缝隙进行填补之前，首先需要对缝隙进行清理，清理过后对缝隙进行填补，之后对多出的填缝剂进行清理，现有技术中的上述各个步骤大多通过人工操作来完成，浪费了大量时间，降低了填缝工作的效率。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种清缝结构、填缝装置及清缝方法，以解决现有技术中的清缝工作效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种清缝结构，用于对缝隙进行清理，清缝结构包括：清缝刀，清缝刀具有工作位置和避让位置，清缝刀在工作位置和避让位置之间可移动地设置；当清缝刀位于工作位置时，清缝刀的至少部分插入缝隙内以清理缝隙；移载部件，移载部件沿预定工作轨迹可移动地设置，清缝刀安装在移载部件的安装端面上，以通过移载部件带动清缝刀移动以清理缝隙；视觉定位部件，视觉定位部件安装在移载部件上，视觉定位部件具有拍照功能，以在移载部件移动过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，控制系统控制清缝刀朝向缝隙移动；测距部件，测距部件的至少部分安装在移载部件的安装端面上，以测量缝隙的开口所在平面与清缝刀的工作端面之间的距离，并根据测量结果使清缝刀移动至缝隙内的预定位置以进行清理。

进一步地，清缝结构还包括：动力部件，动力部件与清缝刀驱动连接，以驱动清缝刀在工作位置和避让位置之间移动。

进一步地，清缝结构还包括：连接部件，连接部件设置在动力部件与清缝刀之间，以用于连接动力部件和清缝刀。

进一步地，动力部件为舵机，以通过驱动清缝刀绕第一预定轴线转动，使清缝刀的工作面在工作位置和避让位置之间移动。

清缝结构还包括：导航小车，导航小车具有导航系统，移载部件安装在导航小车上，以通过导航小车带动移载部件移动至预定工作区域。

清缝结构还包括：支撑架，支撑架设置在导航小车上，移载部件远离清缝刀的一端安装在支撑架上，支撑架沿竖直方向延伸，移载部件沿支撑架的延伸方向可移动地设置。

根据本发明的第二个方面，提供了一种填缝装置，包括清缝结构，清缝结构为上述的清缝结构。

进一步地，填缝装置还包括：填缝剂输出管，填缝剂输出管安装在清缝结构的导航小车上并位于清缝结构的清缝刀的侧方，填缝剂输出管的输出端口所在的平面与清缝刀的工作端面之间具有预定距离，以在清缝刀位于工作位置时，使填缝剂输出管避让缝隙。

进一步地，填缝装置还包括：安装块，安装块安装在清缝结构的导航小车上，安装块沿预定轨迹可移动地设置，清缝结构清缝刀安装在安装块上；刮板，刮板安装在安装块上并位于填缝剂输出管的侧方，刮板的至少部分延伸至缝隙开口所在的平面的下方，以在填缝剂输出完成后，通过使刮板的至少部分伸入缝隙内以压入填缝剂。

进一步地，填缝剂输出管的轴线与水平面之间具有第一预定夹角，刮板的板面所在的平面与水平面之间具有第二预定夹角，填缝剂输出管的轴线为第一轴线，与刮板的板面所在的平面为第一平面，沿填缝剂输出管的填缝剂输入端至填缝剂输出端的方向，第一轴线与第一平面之间的水平距离逐渐增大。

进一步地，填缝装置还包括：清洁刷；换取机构，换取机构设置在清缝结构的导航小车上，清洁刷可拆卸地安装在换取机构上，换取机构沿预定轴线可转动地设置以带动清洁刷转动，以在填缝完成后，通过清洁刷对缝隙内溢出的填缝剂进行清理。

根据本发明的第三方面，提供了一种清缝方法，适用于上述的清缝结构，清缝方法包括：s10：控制移载部件沿预定工作轨迹移动，同时视觉定位部件对工作环境进行拍照，以确定缝隙位置；；s20：利用清缝结构的视觉定位部件的拍照功能，拍摄工作位置的图像信息以确定缝隙位置；s30：控制清缝结构的清缝刀移动至待清理缝隙的上方并控制清缝刀移动至缝隙内的预定位置以进行清理；s40：利用清缝刀对待清理缝隙清理完成后，控制清缝刀绕第一预定轴线转动预定角度，以使清缝刀移动至避让位置。

进一步地，清缝结构为上述的清缝结构，清缝方法还包括：在视觉定位部件拍照之前，利用导航小车的导航系统识别工作区域的位置信息，利用bim建图技术，同时通过清缝结构的激光雷达识别地图信息，以使导航小车带动清缝刀移动至预定工作区域。

应用本发明的技术方案，清缝结构用于对缝隙进行清理，其中，清缝结构包括清缝刀、移载部件、视觉定位部件和测距部件，清缝刀具有工作位置和避让位置，清缝刀在工作位置和避让位置之间可移动地设置；当清缝刀位于工作位置时，清缝刀的至少部分插入缝隙内以清理缝隙，移载部件沿预定工作轨迹可移动地设置，清缝刀安装在移载部件的安装端面上，以通过移载部件带动清缝刀移动以清理缝隙；，视觉定位部件安装在移载部件上，视觉定位部件具有拍照功能，以在移载部件移动过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，控制系统控制清缝刀朝向缝隙移动，测距部件的至少部分安装在移载部件的安装端面上，以测量缝隙的开口所在平面与清缝刀的工作端面之间的距离，并根据测量结果使清缝刀移动至缝隙内的预定位置以进行清理，以实现自动化的清理缝隙，无需人工操作，节省了大量时间，提高了清缝工作的工作效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的填缝装置的实施例的结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的填缝装置的清缝刀的实施例的结构示意图一；

图3示出了根据本发明的填缝装置的清缝刀的实施例的结构示意图二；

图4示出了根据本发明的填缝装置的安装块的实施例的结构示意图；

图5示出了根据本发明的填缝装置的填缝状态图；

图6示出了根据本发明的填缝装置的换取机构的实施例的结构示意图一；

图7示出了根据图6的换取机构的a部分的放大图；

图8示出了根据本发明的填缝装置的换取机构的实施例的结构示意图二。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、移载部件；2、控制系统；3、清缝刀；4、动力部件；5、连接部件；10、填缝剂输出管；20、换取机构；30、清洁刷；40、刮板；50、安装块；60、激光测距仪；70、支撑架；80、视觉定位部件；90、导航小车；21、磁力定位件；22、安装座；220、通过空间；23、超越离合器；24、驱动部件；31、刷板；32、刷杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种清缝结构，如图1至图8，用于对缝隙进行清理，清缝结构包括：清缝刀3，清缝刀3具有工作位置和避让位置，清缝刀3在工作位置和避让位置之间可移动地设置；当清缝刀3位于工作位置时，清缝刀3的至少部分插入缝隙内以清理缝隙；移载部件1，移载部件1沿预定工作轨迹可移动地设置，清缝刀3安装在移载部件1的安装端面上，以通过移载部件1带动清缝刀3移动以清理缝隙；视觉定位部件80，视觉定位部件80安装在移载部件1上，视觉定位部件80具有拍照功能，以在移载部件1移动过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，控制系统控制清缝刀3朝向缝隙移动；测距部件，测距部件的至少部分安装在移载部件1的安装端面上，以测量缝隙的开口所在平面与清缝刀3的工作端面之间的距离，并根据测量结果使清缝刀3移动至缝隙内的预定位置以进行清理。

根据本发明的清缝结构，用于对缝隙进行清理，其中，清缝结构包括清缝刀3、移载部件1、视觉定位部件80和测距部件，清缝刀3具有工作位置和避让位置，清缝刀3在工作位置和避让位置之间可移动地设置；当清缝刀3位于工作位置时，清缝刀3的至少部分插入缝隙内以清理缝隙，移载部件1沿预定工作轨迹可移动地设置，清缝刀3安装在移载部件1的安装端面上，以通过移载部件1带动清缝刀3移动以清理缝隙；，视觉定位部件80安装在移载部件1上，视觉定位部件80具有拍照功能，以在移载部件1移动过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，控制系统控制清缝刀3朝向缝隙移动，测距部件的至少部分安装在移载部件1的安装端面上，以测量缝隙的开口所在平面与清缝刀3的工作端面之间的距离，并根据测量结果使清缝刀3移动至缝隙内的预定位置以进行清理，以实现自动化的清理缝隙，无需人工操作，节省了大量时间，提高了清缝工作的工作效率。

具体地，如图2和图3所示，清缝结构还包括：动力部件4，动力部件4的至少部分安装在安装块50上，动力部件4与清缝刀3驱动连接，以驱动清缝刀3在工作位置和避让位置之间移动。

为了便于安装清缝刀3，清缝结构还包括：连接部件5，连接部件5设置在动力部件4与清缝刀3之间，以用于连接动力部件4和清缝刀3。

优选地，在本发明提供的实施例中，动力部件4为舵机，以通过驱动清缝刀3绕第一预定轴线转动，使清缝刀3的工作面在工作位置和避让位置之间移动。舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。优选地，连接部件5为连接法兰。

为了增加清缝工作的自动化控制，其中，清缝结构还包括：导航小车90，导航小车90具有导航系统，移载部件1安装在导航小车90上，以通过导航小车90带动移载部件1移动至预定工作区域。优选地，移载部件1为机械臂，能够便于带动清缝刀3对任意角度的缝隙进行清理。

在具体实施的过程中，如图1所示，为了便于填缝装置根据不同的工作环境进行位置调节，清缝结构还包括：支撑架70，支撑架70设置在导航小车90上，移载部件1远离清缝刀3的一端安装在支撑架70上，支撑架70沿竖直方向延伸，移载部件1沿支撑架70的延伸方向可移动地设置。

本发明还提供了一种填缝装置，包括清缝结构，清缝结构为上述实施例的清缝结构。

填缝装置还包括：填缝剂输出管10，填缝剂输出管10安装在清缝结构的导航小车90上并位于清缝结构的清缝刀3的侧方，填缝剂输出管10的输出端口所在的平面与清缝刀3的工作端面之间具有预定距离，以在清缝刀3位于工作位置时，使填缝剂输出管10避让缝隙。填缝剂输出管10用于输出填缝剂，以在清缝刀3对缝隙清理完成后，通过填缝剂输出管10对缝隙进行填补。

填缝装置还包括：安装块50，安装块50安装在清缝结构的导航小车90上，安装块50沿预定轨迹可移动地设置，清缝结构的清缝刀3安装在安装块50上；刮板40，刮板40安装在安装块50上并位于填缝剂输出管10的侧方，刮板40的至少部分延伸至缝隙开口所在的平面的下方，以在填缝剂输出完成后，通过使刮板40的至少部分伸入缝隙内以压入填缝剂。

填缝剂输出管10的轴线与水平面之间具有第一预定夹角，刮板40的板面所在的平面与水平面之间具有第二预定夹角，填缝剂输出管10的轴线为第一轴线，与刮板40的板面所在的平面为第一平面，沿填缝剂输出管10的填缝剂输入端至填缝剂输出端的方向，第一轴线与第一平面之间的水平距离逐渐增大。在这里需要指出的是，水平距离为沿水平面方向的距离。

在本发明提供的另一实施例中，如图5所示，为了使填缝装置适应不同的工作环境，刮板40包括第一板体和第二板体，第一板体与第二板体连接；第一板体具有第一避让端面和与第一避让端面相对的第二避让端面，刮板40的工作端面设置在第一避让端面与第二避让端面之间，第一避让端面所在的平面与第二避让端面所在的平面之间的夹角为锐角，以在刮板40工作时，使刮板40避让墙面和地面。

如图6至图8所示，填缝装置还包括：清洁刷30设置在导航小车90上；换取机构20，换取机构20设置在移载部件1末端上，清洁刷30可拆卸地安装在换取机构20上，换取机构20沿预定轴线可转动地设置以带动清洁刷30转动，以在填缝完成后，通过清洁刷30对缝隙内溢出的填缝剂进行清理。

换取机构20用于安装和拆卸清洁刷30，其中，换取机构包括安装座22和超越离合器23，安装座22绕预定轴线可转动地设置，清洁刷30可拆卸地安装在安装座22上，超越离合器23安装在安装座22上，以使安装座22带动超越离合器23旋转，清洁刷30通过超越离合器23与安装座22连接，以通过调节安装座22的旋转方向使清洁刷30安装至安装座22内或由安装座22上脱落。结构简单且便于实施，利用超越离合器23的特性，超越离合器为利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换具有自行离合功能的装置，利用超越离合器的旋转方向的变换，控制清洁刷30的安装和拆卸，无需利用人工安装清洁刷，提高了清洁刷30的安装效率，进而提高了缝隙的清洁效率。

具体地，为了便于对清洁刷30定位，换取机构20还包括：磁力定位件21，磁力定位件21的至少部分与超越离合器的通过空间220相对，清洁刷30的至少部分插入通过空间220后，清洁刷30在磁力定位件21的磁力作用下与磁力定位件21连接，以通过磁力定位件21对清洁刷30进行定位，以将清洁刷30安装在预定位置。

为了便于驱动安装座转动，换取机构20还包括：驱动部件24，驱动部件24与安装座22驱动连接，以驱动安装座22绕第二预定轴线转动。优选地，驱动部件24为驱动电机，通过电机轴的正反转调节安装座22的旋转方向，进而调节超越离合器23的旋转方向，以安装清洁刷30和使清洁刷30由超越离合器23上脱落。

为了便于刷杆32与穿过孔配合，刷杆32远离刷板31的一端设置有导向部，以通过导向部对刷杆32进行导向，方便刷杆32插入穿过孔内，使刷杆32与磁力定位件21连接。优选地，导向部具有导向面，导向面所在的平面与水平面之间具有预定夹角。

本发明还提供了一种清缝方法，适用于上述实施例的清缝结构，清缝方法包括：s10：控制移载部件1沿预定工作轨迹移动，同时视觉定位部件80对工作环境进行拍照，以确定缝隙位置；s20：利用清缝结构的视觉定位部件80的拍照功能，拍摄工作位置的图像信息以确定缝隙位置；s30：控制清缝结构的清缝刀3移动至待清理缝隙的上方并控制清缝刀3移动至缝隙内的预定位置以进行清理；s40：利用清缝刀3对待清理缝隙清理完成后，控制清缝刀3绕第一预定轴线转动预定角度，以使清缝刀3移动至避让位置。具体地，

清缝方法还包括：在视觉定位部件80拍照之前，利用导航小车90的导航系统识别工作区域的位置信息，利用bim建图技术，同时通过清缝结构的激光雷达识别地图信息，以使导航小车90带动清缝刀3移动至预定工作区域。

在本发明提供的实施例中，导航小车为自动导引运输车，视觉定位部件为工业相机，测距部件为激光测距仪60。

在具体实施的过程中，移载部件为机械臂，工业相机结合机械臂的运动实现地图实况的坐标信息录入，通过视觉动态寻缝来识别地面缝隙；在清缝刀清理完成后，利用激光测距仪60测量填缝剂输出管10的输出端与缝隙开口所在平面之间的距离，通过机械臂运动使填缝剂输出管10和刮板40与待填补缝隙相对，同时，控制泵送系统向填缝剂输出管10内注入填缝剂，机械臂沿缝隙的延伸方向移动，在填缝剂输出管10向缝隙内注入填缝剂后，通过刮板40将填缝剂压入缝隙内，以实现同时填缝和刮缝。填缝完成后，需要对缝隙内溢出的填缝剂进行清理，此时，机械手带动换取机构20移动至清洁刷的上方，继续朝向清洁刷30移动直至与清洁刷连接，之后机械手带动清洁刷30移动至待清洁位置与填缝剂接触，同时换取机构20带动清洁刷30旋转，以利用清洁刷清洁多余的填缝剂。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的清缝结构，用于对缝隙进行清理，其中，清缝结构包括清缝刀3、移载部件1、视觉定位部件80和测距部件，清缝刀3具有工作位置和避让位置，清缝刀3在工作位置和避让位置之间可移动地设置；当清缝刀3位于工作位置时，清缝刀3的至少部分插入缝隙内以清理缝隙，移载部件1沿预定工作轨迹可移动地设置，清缝刀3安装在移载部件1的安装端面上，以通过移载部件1带动清缝刀3移动以清理缝隙；，视觉定位部件80安装在移载部件1上，视觉定位部件80具有拍照功能，以在移载部件1移动过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，控制系统控制清缝刀3朝向缝隙移动，测距部件的至少部分安装在移载部件1的安装端面上，以测量缝隙的开口所在平面与清缝刀3的工作端面之间的距离，并根据测量结果使清缝刀3移动至缝隙内的预定位置以进行清理，以实现自动化的清理缝隙，无需人工操作，节省了大量时间，提高了清缝工作的工作效率。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。