末端出料执行机构及填缝机器人的制作方法

本实用新型涉及建筑机器人技术领域，特别是涉及一种末端出料执行机构及填缝机器人。

背景技术：

在建筑行业中，当例如墙砖、地砖等饰面砖铺贴完成后，为保证美观和质量，还需要在相邻饰面砖之间的缝隙中进行填缝处理，也即将填缝剂填充入缝隙内。由于传统填缝操作完全依赖人力手动完成，质量差且效率低下，因而市面上出现了一些专门用于填缝作业的填缝机器人。

这类填缝机器人在工作过程中，如若出现料筒内的填缝剂用完的情况，一般都是将空的料筒伸入储备料桶采用自抽吸的方式进行补料。然而，考虑到料筒的出料喷嘴口径如果过大，则会导致出料流量难以控制，影响填缝质量，所以市面上的料筒的出料喷嘴口径一般制作的较小，但正因为出料喷嘴的口径小，导致补料时吸料速度缓慢，直接降低了填缝机器人的整体作业效率。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种末端出料执行机构及填缝机器人，旨在解决现有技术换料方式影响填缝效率的问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种末端出料执行机构，其包括：

安装座；

推动组件，所述推动组件活动设置于所述安装座上并用于将快换料筒内的填缝剂挤压排出；及

磁吸组件，所述磁吸组件设置于所述安装座上并用于拾取或释放所述快换料筒。

上述方案的末端出料执行机构应用装备于填缝机器人上，其用于与快换料筒组装连接，实现将快换料筒中的填缝剂挤压排出，完成饰面砖缝隙填补作业。具体而言，工作时，需将推动组件与动力源连接以获得挤压动力，同时将推动组件安装在安装座上，以使安装座保证推动组件稳定运动。之后将磁吸组件安装在安装座上，并使磁吸组件与电控系统连接好，使磁吸组件可被通电后产生磁吸力，或断电后磁吸力消失。填缝机器人进行填缝作业时，控制末端出料执行机构通电，磁吸组件借助磁吸力吸取固定一个快换料筒；当工作一段时间使得当前快换料筒内的填缝剂用完后，电控系统对磁吸组件断电，由于磁吸力消失使得当前快换料筒脱落。而后，末端出料执行机构移动到备料平台上，电控系统再次对磁吸组件通电，此时磁吸组件便可再次拾取装满有填缝剂的新的快换料筒，便可迅速再次持续进行填缝作业，循此以往直至填缝作业结束。上述末端出料执行机构采用电磁换料技术，可很大程度上缩短更换料筒所耗费的时间，降低补料难度，可保障填缝机器人的填缝作业连续性，提升填缝作业效率。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述推动组件包括推杆，所述推杆滑动设置于所述安装座上并用于推动所述快换料筒中的活塞移动。

在其中一个实施例中，所述推动组件还包括支撑体，所述安装座开设有滑孔，所述支撑体滑动插置于所述滑孔内，且所述支撑体与所述推杆连接。

在其中一个实施例中，所述推动组件还包括连接轴和螺纹杆，所述连接轴的一端与所述支撑体连接固定，所述连接轴的另一端与所述螺纹杆连接固定并可同步转动，所述螺纹杆用于与动力源连接。

在其中一个实施例中，所述连接轴设有凸缘，所述支撑体与所述凸缘抵接。

在其中一个实施例中，所述连接轴的端部开设有螺孔，所述螺纹杆的端部螺接于所述螺孔内。

在其中一个实施例中，所述磁吸组件包括至少两个磁吸体，所述安装座设有作业面，各所述磁吸体间隔分布安装于所述作业面上。

在其中一个实施例中，所述安装座开设有与所述磁吸体数量适配的安装孔，各所述安装孔内可拆卸安装有紧固件，所述紧固件与所述磁吸体一一对应连接。

此外，本申请还提供一种填缝机器人，其包括备料平台，设置于所述备料平台上的至少两个快换料筒和如上所述的末端出料执行机构，所述末端出料执行机构能够拾取或释放任一所述快换料筒。

在其中一个实施例中，所述快换料筒包括筒本体，设置于所述筒本体的出料端上的出料嘴，设置于所述筒本体的开口端上并用于与所述磁吸组件磁吸配合的连接板，及活动设置于所述筒本体内并用于与所述推动组件抵接的活塞。

附图说明

构成本申请的一部分的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。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例所述的末端出料执行机构与快换料筒的组装结构示意图；

图2为图1的正视结构示意图；

图3为图1的爆炸结构示意图。

附图标记说明：

10、安装座；11、滑孔；12、作业面；20、推动组件；21、推杆；22、支撑体；23、连接轴；231、凸缘；232、螺孔；24、螺纹杆；30、快换料筒；31、筒本体；32、出料嘴；33、连接板；34、活塞；341、嵌槽；40、磁吸组件；41、磁吸体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本申请实施例提供一种填缝机器人，其能够取代传统人力手动填缝作业方式，实现完全无人化全自动填缝作业。该填缝机器人主要包括移动底盘、识别定位装置、电控系统、备料平台、机械臂和末端出料执行机构以及一些辅助配件。电控系统分别与移动底盘、识别定位装置、机械臂电连接，以使该三个功能组件在电控系统的自动指令控制下相互协同作业。

可选地，移动底盘可以是agv小车。该agv小车装备有麦克纳姆轮、舵轮以及悬挂减震机构，移动底盘具备极佳移动和转向功能，使填缝机器人获得极强的机动能力，满足各种地形通过能力。

识别定位装置包括激光传感器、视觉识别传感器等多种识别器件构成。能够为移动底盘的移动路径和方向进行精准识别、规划和定位，保证填缝机器人对连续缝隙、转弯缝隙等类型缝隙进行精准填补操作。

备料平台为安装在移动底盘上、用于存储可更换的快换料筒30的装置。其可以是类似于开放式结构的箱体、框体等，具体可根据实际需要选择。备料平台上规整摆放有多个快换料筒30，快换料筒30能够与末端出料执行机构连接，从而使填缝机器人在相当长一段工作周期内具备较强的持续工作能力，利于提升工作效率。

机械手用于承载固定末端出料执行机构，并使末端出料执行机构具备在空间内灵活移动的能力，进而满足各种场合的填缝要求。

如图1和图2所示，为本申请一实施例展示的末端出料执行机构与快换料筒30的组装结构示意图。其中，末端出料执行机构包括：安装座10、推动组件20及磁吸组件40。

请继续参阅图3，所述快换料筒30包括筒本体31，设置于所述筒本体31的出料端上的出料嘴32，设置于所述筒本体31的开口端上并用于与所述磁吸组件40磁吸配合的连接板33，及活动设置于所述筒本体31内并用于与所述推动组件20抵接的活塞34。

具体地，筒本体31为圆柱形结构，相应的活塞34为圆柱饼状结构，使活塞34能够适配的安装在筒本体31内部。当然，在其他一些实施例中，筒本体31和活塞34也可以是其他形状，例如方形等，具体可根据实际需要进行选择。

较佳地，活塞34的直径等于或略大于筒本体31的内直径，以使活塞34能够以较紧状态卡装在筒本体31内部，以保证密封能力，防止筒本体31内部的填缝剂从缝隙泄露出，或使外部空气进入筒本体31内造成填缝剂干结甚至变质。而为了兼顾密封和滑动能力，活塞34采用塑料、橡胶等具备弹性(让性)的材料制成。

进一步地，活塞34的圆周面沿轴向间隔开设有多道凹槽，凹槽内由于存在气体，使得当活塞34与筒本体31内壁紧密接触后，可形成迷宫式气密密封结构，进一步提升了快换料筒30的密封能力。

所述推动组件20活动设置于所述安装座10上并用于通过按压活塞34以将快换料筒30内的填缝剂挤压排出；所述磁吸组件40设置于所述安装座10上并用于拾取或释放所述快换料筒30。

特别地，由于快换料筒30一般为一次性消耗品，因而在靠降低制造成本的基础上，筒本体31一般采用塑料制成。因此通过在筒本体31上设置金属材质的连接板33，目的在于使筒本体31能够借助连接板33与磁吸组件40磁吸连接固定。且需要注意的是，磁吸组件40对连接板33施加的磁吸力，需大于推动组件20推动活塞34的反作用力，以保证推动组件20能够可靠推动活塞34移动的同时快换料筒30与末端出料执行机构连接稳固，提升填缝剂挤出排料可靠性。

具体而言，筒本体31的开口端一体设置有矩形翻边，位于四个顶角处分别开设有第一通孔，相应的连接板33也为矩形，且四个顶角处也分别开设有第二通孔，第一通孔与第二通孔一一对齐。采用螺栓组件穿设于第一通孔和第二通孔后锁紧即可实现连接板33组装固定在筒本体31上。且该螺纹连接结构连接强度高，装拆方便。当然了，在其他一些实施例中，连接板33与筒本体31也可以采用现有技术中的其他连接结构实现组装，例如卡扣连接、磁吸连接、粘接、铆接等。

综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的末端出料执行机构应用装备于填缝机器人上，其用于与快换料筒30组装连接，实现将快换料筒30中的填缝剂挤压排出，完成饰面砖缝隙填补作业。具体而言，工作时，需将推动组件20与动力源连接以获得挤压动力，同时将推动组件20安装在安装座10上，以使安装座10保证推动组件20稳定运动。之后将磁吸组件40安装在安装座10上，并使磁吸组件40与电控系统连接好，使磁吸组件40可被通电后产生磁吸力，或断电后磁吸力消失。填缝机器人进行填缝作业时，控制末端出料执行机构通电，磁吸组件40借助磁吸力吸取固定一个快换料筒30；当工作一段时间使得当前快换料筒30内的填缝剂用完后，电控系统对磁吸组件40断电，由于磁吸力消失使得当前快换料筒30脱落。而后，末端出料执行机构移动到备料平台上，电控系统再次对磁吸组件40通电，此时磁吸组件40便可再次拾取装满有填缝剂的新的快换料筒30，便可迅速再次持续进行填缝作业，循此以往直至填缝作业结束。上述末端出料执行机构采用电磁换料技术，可很大程度上缩短更换料筒所耗费的时间，降低补料难度，可保障填缝机器人的填缝作业连续性，提升填缝作业效率。

请继续参阅图3，在一些实施例中，所述推动组件20包括推杆21，所述推杆21滑动设置于所述安装座10上并用于推动所述快换料筒30中的活塞34移动。为避免对推杆21造成干涉，连接板33的中部开设有与筒本体31的开口端相对的过孔，过孔的尺寸较佳的大于推杆21的直径，以允许推杆21因为振动或安装误差存在的一定偏摆。末端出料执行机构还包括动力源，推杆21与动力源连接，使得推杆21能够在安装座10上沿靠近或远离快换料筒30的方向往复滑移。当推杆21往靠近快换料筒30的方向滑移后，推杆21的端部顶住并推动活塞34移动，活塞34便能挤压筒本体31内的填缝剂，填缝剂从出料嘴32排出到饰面砖的缝隙内，由此完成填缝作业。在本实施例中，动力源为能够输出直线动力的设备，例如气缸、电动缸、直线电机等。

为保证推杆21能够可靠顶推活塞34移动，一些实施例中，活塞34面向推杆21的侧面凹设有嵌槽341，推杆21移动后可插置在嵌槽341内，嵌槽341的槽壁对推杆21起到约束和限位作用，保证推杆21的推力均匀作用在活塞34上，避免活塞34往一侧歪斜而发生卡死问题，导致快换料筒30无法正常出料。而为了使推杆21的端部更容易且准确插入嵌槽341内，推杆21的端部设有类似倒角、圆角等的导入结构。

请继续参阅图3，进一步地，在一些实施例中，所述推动组件20还包括支撑体22，所述安装座10开设有滑孔11，所述支撑体22滑动插置于所述滑孔11内，且所述支撑体22与所述推杆21连接。借助支撑体22在滑孔11内滑动，可对推杆21的移动起到导向和支撑作用，可一定程度提高推杆21的安装刚度，使推杆21对活塞34有效推动。可选地，支撑体22为滑动轴承。

作为可替代的，在另一些实施例中，支撑体22为圆柱形的载框，载框的外圆周面上安装有间隔布置的至少两个导轮，导轮的轴线方向与滑孔11的轴线方向垂直。使得当支撑体22插装到滑孔11内后，导轮的滚动方向与推杆21的往复滑移方向一致。在此基础上，驱动源推动支撑体22在滑孔11内滑移时，实际上是导轮与滑孔11的孔壁滚动接触，不仅支撑力度好，并且摩擦阻力小，有利于减轻驱动源的负载，使更多的驱动力用于推杆21推动活塞34移动。

请继续参阅图3，进一步地，在一些实施例中，所述推动组件20还包括连接轴23和螺纹杆24，所述连接轴23的一端与所述支撑体22连接固定，所述连接轴23的另一端与所述螺纹杆24连接固定并可同步转动，所述螺纹杆24用于与动力源连接。本实施例中支撑体22为滑动轴承。如此，螺纹杆24便能够通过连接轴23与滑动轴承连接固定。且此时驱动源为贯通轴式步进电机，螺纹杆24穿设在该贯通轴式步进电机上。工作时，贯通轴式步进电机驱动螺纹杆24旋转的同时螺纹杆24还同步沿轴向往复移动；螺纹杆24进而同步带动连接轴23和滑动轴承旋转和移动，与此同时推杆21也进行旋转并向快换料筒30的方向移动靠近，直至接触并顶推活塞34移动，将筒本体31内的填缝剂挤出。在本实施例方案中，由于采用了贯通轴式步进电机与螺纹杆24配合构成的驱动机构，螺纹输出行程精度可控性高，使得推杆21顶推活塞34移动可靠且可控，进而可达到定量精准排料的目的，利于提升填缝机器人的作业质量。

此外，在一些实施例中，所述连接轴23设有凸缘231，所述支撑体22与所述凸缘231抵接。凸缘231具体为凸出于连接轴23的外壁且环向延伸的一圈凸体结构，其最大直径大于滑动轴承的最小直径，使得当滑动轴承套装到连接轴23上后侧面与凸缘231相抵而达到安装定位和限位的目的。

此外，连接轴23与螺纹杆24组装固定的方式可以有多种。在一些实施例中，连接轴23朝向螺纹杆24的端面凹设有卡孔，卡孔的直径与螺纹杆24的端部直径适配，使得螺纹杆24可直接插紧固定在卡孔内，此时螺纹杆24上的外螺纹结构对卡孔孔壁形成类似棘齿的抓牢效果，可有效避免螺纹杆24与连接轴23发生相对转动，影响动力传递效能。在另一些实施例中，所述连接轴23朝向螺纹杆24的端部开设有螺孔232，螺孔232的内螺纹结构和旋向与螺纹杆24上的外螺纹结构和旋向适配，因而所述螺纹杆24的端部可直接螺接于所述螺孔232内。这种螺纹连接结构不仅可进一步提高连接轴23与螺纹杆24的连接强度，同时装拆方便，利于提供制造和后期维保效率。或者，在再另一些实施例中，连接轴23与螺纹杆24还可以是采用如卡扣连接、磁吸连接、焊接等连接方式组装固定，也都在本申请的保护范围内。

磁吸组件40由磁吸体41组成，磁吸体41为采用电磁铁材料制成，通电后能够产生电磁吸力而将连接板33(快换料筒30)牢牢吸引固定，当断电后电磁吸力消失，即可完成与快换料筒30的快速脱离。

在一些实施例中，磁吸体41的数量为一个，此时磁吸体41可形成为任意形状和结构，但需保证磁吸体41与连接板33的接触面积尽量大，从而保障磁吸体41对快换料筒30的磁吸力可靠。在另一些实施例中，所述磁吸组件40包括至少两个磁吸体41，所述安装座10设有作业面12，各所述磁吸体41间隔分布安装于所述作业面12上。较佳地，作业面12为与连接板33形状相同的矩形，此时磁吸体41为四个，并分别一一对应的固定在四个顶角处。各磁吸体41同时通电后可与连接板33的四个顶角部位同时磁吸连接，通过该多点磁吸连接方案可大幅提升末端出料执行机构与快换料筒30的连接强度。且较佳地，磁吸体41形成为圆柱体，磁吸体41的圆形端面与连接板33贴合，可进一步保证磁吸可靠。

而在另一些实施例中，磁吸体41也可以是其他形状，来达到增强与连接板33磁吸强度的目的。例如磁吸体41为l型结构，磁吸体41能够同时与连接板33的端面和侧面同时接触，如此可通过增加磁吸面积来进一步提高末端出料执行机构与快换料筒30连接时的强度。

或者，末端出料执行机构还可以通过将现有技术中其他的装夹机构与磁吸组件40复合使用来达到增强对快换料筒30牢固连接的目的。例如采用夹爪机构、抱箍机构等的机械连接力与磁吸组件40的磁性连接力复合；或采用复用型粘胶的粘接力与磁吸组件40的磁性连接力复合。

此外，为了方便磁吸体41与安装座10组装连接或拆卸，在一些实施例中，所述安装座10开设有与所述磁吸体41数量适配的安装孔，各所述安装孔内可拆卸安装有紧固件，所述紧固件与所述磁吸体41一一对应连接。具体而言，安装孔为螺孔232，紧固件为螺钉，磁吸体41与螺钉连接，而后螺钉螺接到螺孔232内。该连接方式结构简单，连接强度高，且装拆便捷。当然，在其他一些实施例中，磁吸体41也可以通过其他连接结构组装于安装座10上，例如卡扣连接、箍接、铆接等，也都在本申请的保护范围内。

至此，上述末端出料执行机构的工作方式可简述为：当当前的快换料筒30使用完毕后，机械壁带动末端出料执行机构移动到备料平台上，紧接着断电，末端出料执行机构将当前快换料筒30释放，同时推杆21回收到合适位置；之后机械臂带动末端出料执行机构移动到新的快换料筒30上，紧接着通电，末端出料执行机构将新的快换料筒30吸附固定，同时推杆21伸出并接触活塞34；最后机械臂带动末端出料执行机构和新的快换料筒30移动到缝隙处，推杆21进一步顶推活塞34移动，填缝剂挤出将缝隙填充均匀、严实，直至完成所有填缝工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。