分配装置的制作方法

本发明涉及分配装置。尤其，本发明涉及包括驱动单元、探测器和控制器的用于分配材料的分配装置。

背景技术

常规分配器已知用于分配材料。在常规分配器中，由两个电位计（例如速率拨盘和触发器）的输入得出目标速率并且确定该目标速率的对应有效电压。这个有效电压通过使用名义电压被转换成脉冲长度并且这个信号被输送到马达。由于安全原因，通过马达的电流能够被测量并且如果电流高于临界阈值，则分配被中止。一旦分配终止，则柱塞能够被向后移动（即，防滴落模式）。

技术实现要素：

已经发现连续监测分配装置的速率和被供应至马达的电流并修改这些参数将会是有利的。

鉴于已知技术的状态，本公开的一方面提供一种包括马达、探测器和控制器的分配装置。马达被构造成操作材料分配器。探测器被构造成探测材料传感器的速度。控制器被编程为基于由探测器所探测的速度将材料分配器维持在恒定速度。

本公开的另一方面提供一种包括马达、探测器和控制器的分配装置。马达被构造成操作材料分配器。功率供应部被构造成为马达提供电压，以便操作材料分配器。控制器被编程为基于电压监测被提供给马达的电流，并且将电压调整至将电流维持在预定阈值处或以下的电压水平。

本公开的另一方面提供一种包括马达、探测器和控制器的分配装置。马达被构造成操作材料分配器。功率供应部被构造成向马达提供电压，以便操作材料分配器。控制器被编程为监测被提供给马达的电流和材料分配器的速率中的至少一个，并且做出在预定时间间隔上将电流从初始电流增加到目标电流和从初始速率增加到目标速率中的至少一者。

这样的实施例使得能够实现分配材料的连续且一致的分配。而且，本文描述的实施例通过监测材料分配器的速率和被供应至马达的电流降低了待被分配的材料变粘时自动关闭的可能性从而改进了分配。结合附图，从下述详细描述中，本领域技术人员将显而易见到这些和其它优点。

此外，如将显而易见的，本文的实施例包括同样的技术特征并且解决同样的技术问题。

附图说明

现在参考附图，其形成该原始公开的一部分：

图1是分配装置的实施例的顶部前透视图；

图2是图1的分配装置的顶部后透视图；

图3是图1的分配装置的前透视图；

图4是邻近图1的分配装置的材料分配器的传感器的部分示意性视图；

图5是包括控制器的图1的分配装置的示意图；

图6是图5的控制器和马达的示意图；以及

图7a和图7b示出了用于控制图1的分配装置的控制器程序。

具体实施方式

现在将参考附图对选定实施例进行解释。从本公开中本领域技术人员将会显而易见到，实施例的以下描述仅被提供用于例示，并且不是为了限制本发明的目的，本发明由所附权利要求及其等同方案限定。

首先参考图1-4，示出了根据实施例的分配装置10。在这种实施例中，分配装置10包括壳体12、驱动单元14、材料分配器16、探测器20和控制器22。

壳体12包括由操作者抓握以操作分配装置10来分配材料的手柄24。手柄24包括触发器开关或者触发器26、速率控制拨盘（scd）28和采用开/关模式开关30形式的操作模式选择开关。壳体12装纳驱动单元14和控制器22。在壳体12的底部32处，可充电电池组或者功率供应部34以便携式电工具常见的方式被附接。替代性地，分配装置10可以包括用于与功率供应部（例如电源插座）连接的线缆。如理解的，功率供应部34（例如，电池）将电压供应至驱动单元14（例如，马达36）以便操作材料分配器16。

led指示器68能够被置于手柄24上以用于指示特殊状况。换言之，led指示器68可以指示若干特殊状况中的一个或更多个，例如，第一分配模式被激活、第二分配模式被激活、低或满电池电量、过载（转矩）、高温、端停开关（end-stopswitch）被激活等等。

支架38被置于壳体12的前端40处以便接收用于待分配的材料的接收部（receptacle）。因此，支架38限定分配装置10的前端。用于材料的接收部能够是任意种类的，例如本领域中通常熟知的料筒类型或香肠类型，或者任何其它合适类型的接收部。材料能够是任意类型的密封剂或粘结剂。例如，密封剂能够是任何常见的单组分硅树脂。硅树脂的固化开始于周围大气中存在的正常湿气。替代性地，材料能够是双组分材料，例如聚酯（polyester）、聚氨酯（polyurethane）、环氧树脂（epoxy）或环氧丙烯酸酯（epoxyacrylate）。这些材料能够被用作粘结剂、灰泥或者也能够被用作密封剂。

分配装置10进一步包括齿条42。至少一个材料分配器16在齿条42的前端43处。在一种实施例中，材料分配器16是第一材料分配器和第二材料分配器18中的第一材料分配器，材料分配器16和18中的每个均是被构造成插入到相应接收部中的柱塞。材料分配器16和18被构造成驱动并分配材料。虽然材料分配器16和18被示作柱塞，不过材料分配器16和18能够是任何合适的装置。齿条42延伸通过驱动单元14，并且在齿条42的与前端43相对的后端45处附接有第二手柄47。

因为第一和第二材料分配器16和18通过第二手柄被连接，所以齿条42、第一和第二材料分配器16和18一致地移动。所示实施例的分配装置10通常与并排的料筒一起使用。即，料筒包含两个彼此相邻的料筒，以致第一和第二材料分配器16和18能够被置于相邻料筒内并同时分配单独的材料。这样的系统使得材料能够彻底混合并且恰在它们被施加到表面或区域之前或随着它们被施加到表面或区域而形成粘结剂或混合材料。然而，应该注意的是，分配装置能够与包含粘性材料的同轴容器的容器一起使用。即，容器包含同轴设置在该容器内且被容器内侧的环状分割件分开的两种粘性材料组分。在同轴容器中，这两种单独的材料在被施加到特定表面或区域之前从它们的相应的容器被分配到混合器中。而且，期望的是，分配装置能够与包含仅一种（粘性材料）组分的容器或任意其它适当容器一起使用。

如图1-3中所示，驱动单元14包括驱动单元壳体44，其装纳通过齿轮系（geartrain）46驱动的马达36，其中圆柱小齿轮在驱动单元14内侧与齿条42啮合从而驱动齿条42。

如图4和图5中所示，探测器20能够被布置成邻近第一和第二材料分配器16和18的齿条42。探测器20优选地被置于壳体12内并且能够探测材料分配器16和18和/或齿条42的移动；不过，应该注意到，探测器20能够被置于任意合适的位置中。探测器20能够是光学传感器、滑动卡尺或者能够确定材料分配器的移动的距离和/或速率的任意合适的传感器。

探测器20也能够被连接到马达36和控制器22，如图5中所示。因此，传感器能够基于马达的速率确定材料分配器16和18的速率。来自探测器20的数据被传达给控制器，以用于控制材料分配器16和18行程的的速率和/或距离的目的，如本文中所述。

在一种实施例中，探测器20能够包括回转计数器（例如，脉冲发生器），其与马达36和控制器通信以用于计数由回转计数器提供的脉冲。在这种实施例中，控制器能够基于脉冲发生器确定材料分配器16和18已经行进的速率和距离。不过，应该注意到，探测器20能够是任意合适的探测器并且不限于本文提供的描述。

转向图5，分配装置10包括控制器22，其具有微控制器23、数据处理装置64、双向dc马达驱动器50、用于避免会导致机械故障的过度转矩的转矩控制部52、电池监测器54、用于避免例如马达36内的过高温度的温度监测系统（tms）56、自测试功能部58和开/自动关开关60。

控制器22也能够包括其它的常规部件，例如存储装置76，（例如rom（只读存储器）装置和ram（随机存取存储器）装置）。控制器22的微型计算机23被编程为（或者被构造成）控制驱动单元14、触发器26、开/关模式开关30、速率控制拨盘28、材料分配器16、探测器20和任何其它元件中的一个或更多个，以便做出确定或判定，如本文中所讨论的。存储器电路存储处理结果和控制程序，例如用于由处理器电路运行的驱动单元14、触发器26、开/关模式开关30、速率控制拨盘28、材料分配器16和探测器20操作的处理结果和控制程序。控制器22以常规的方式被操作地联接到驱动单元14、触发器26、开/关模式开关30、速率控制拨盘28、材料分配器16和探测器20。这样的连接使得控制器22能够如期望地监测并控制这些系统或者装置中的任意系统或装置。控制器22的内部ram存储操作标志的状态和各种控制数据。控制器22的内部rom存储用于各种操作的信息。控制器22能够根据控制程序选择性地控制分配装置10的任意部件。从本公开中本领域技术人员将会显而易见到，用于控制器22的精确结构和算法能够是将实施本发明的功能的硬件和软件的任意组合。

对于输入至控制器22的输入，分配装置10包括触发器26、速率控制拨盘28、开/关模式开关30和用于指示齿条42的端部位置的端停开关70。触发器26和速率控制拨盘28被分别联接到第一电位计72和第二电位计74，以便控制马达36或材料分配器16操作的速率。即，目标速率能够由第一和第二电位计72和74（例如，速率控制拨盘28和触发器26）的输入得出并且确定该目标速率的对应有效电压。这个有效电压通过使用名义电压被转换成脉冲长度并且这个信号被输送到马达36。

分配装置10能够以任意适当方式被构造以用于收回齿条42和材料分配器16和18，以用于更换具有待分配的材料的接收部，如已知的。

在正常操作下，操作者使用开/关模式开关30来选择第一分配模式（关）或者第二分配模式（开）。在第一分配模式中，操作者拉动触发器26以便从容器分配材料。拉动触发器26会激活开/自动关开关60以便开启控制器22，并且激活控制程序来重置存储装置76并且开始通过马达驱动器50来驱动马达36。马达36通过齿轮系46和小齿轮（未示出）来驱动齿条42和材料分配器16，借此从接收部排出待分配的材料。

探测器20能够在马达36的每次回转提供一个脉冲，并且在马达36运转的同时，数据处理装置计数从回转计数器接收到的脉冲并且更新存储装置76，该存储装置76因此存储自触发器26被拉动开始由马达36执行的回转数量，并且当操作者释放触发器26时，控制程序记录分配事件的结束并且存储装置76存储在分配事件期间由马达36执行的回转的数量。

操作者可以在第二分配事件时再次拉动触发器26，并且再次执行上述系列动作，包括重置存储装置76，所述存储装置76因此在第二分配事件结束时存储在第二分配事件期间由马达36执行的回转数量。

当操作者已经令他或她满意地执行了分配事件并且希望重复分配事件（例如以便使用与最后的分配事件期间相同量的材料来填充孔）时，操作者切换开/关模式开关30以选择第二分配模式。

另外，如能够理解的，一旦按压触发器26，则控制器22探测触发器26从第一电位计72的对应设定和速率控制拨盘28的设定被按压的程度。基于此，控制器22确定期望的马达速率。触发器26被按压的程度越大，则马达36的期望速率越高。控制器22然后指示马达36根据期望的马达速率运转。

当被激活时，马达36的旋转经由传动系46被转换成小齿轮的旋转。通过小齿轮的齿与齿条42的齿的接合，小齿轮的旋转导致齿条42的线性运动。因此，马达36的激活导致齿条42的线性运动，这导致材料分配器16根据马达36的旋转方向而被推进和收回。

当材料分配器16被推进时，材料分配器16施加力至料筒的一端，从而导致材料从料筒被推离。

随着材料分配器16前进，材料分配器16行进的距离能够被探测器20监测或者以本文中所讨论的任意方式监测。材料分配器16行进的经监测距离能够与分配距离进行比较。如果材料分配器16行进的距离已经到达分配距离，则材料分配器16的前进被中止。如果材料分配器16行进的距离还没有到达分配距离，则控制器22继续监测材料分配器16行进的距离直到达到期望的距离。

一旦材料分配器16行进的距离已经达到分配距离（其对应于待分配的期望材料量），则控制器22指示马达36停止。

而且，当控制器22（例如通过控制程序）记录分配事件的结束时，其能够通过马达36激活，以便反转给定数量的回转从而缓解具有待分配的材料的容器中的压力，以便最小化从分配装置10渗出材料的风险并有助于收回齿条42和材料分配器16，从而更换具有待分配的材料的容器。即，通过马达36相反地操作以使得材料分配器16在与分配方向相反的方向上移动，材料分配器16稍稍收回以进入防滴落模式，从而避免或者消除在分配过程结束时的滴落。

如图6中所示，第一和第二电位计72和74和功率供应部34（例如，电池）能够被连接到控制器22。控制器22进而被连接到马达36。如本文中描述的，控制器22由第一和第二电位计72和74设定来确定目标速率并且将适当的电压供应至马达36。控制器22监测马达36的电流（即，安培数）。如能够理解的，控制器22能够通过连续施加电压或者通过足够快地切换数字信号（脉冲长度）开和关来向马达36供应特定电压。例如，为了建立3伏特信号，控制器22能够在5伏特和0伏特之前切换，其中5伏特被设定成60%的时间并且0伏特被设定成40%的时间。而且，在一种实施例中，控制器22能够改变或修改脉冲长度，以致被施加到马达36的有效电压补偿电池的电压变化。即，脉冲长度能够由于功率供应部34的充电状态（chargestatus）下降而被修改。

通过监测马达36中的电流，控制器22也能够改进分配装置10的操作。在分配装置10的某些操作期间，分配材料所需的力可以变化。在一些情况下，力可以由于材料的粘性增加或者其它问题而增加。在这样的情况下，控制器22能够被编程为基于电压来监测被提供给马达36（即，驱动单元14）的电流，并且将电压调整成将电流维持在预定阈值处或以下的电压水平。这将使得分配装置10能够维持操作，同时将电流水平降低到马达36的临界阈值处或以下，从而避免马达36受到过量电流水平的损害。

此外，探测器20能够在监测至马达36的电流的情况下同时探测材料分配器16和18的速率。因此，由于至马达36的电流和电压被调整，也可以影响材料分配器16和18的速率。因此，控制器22能够试图将速率维持在预定速率（例如0.1mm/秒）以上。如果速率下降到这个速率以下持续预定时间，则控制器能够中止或者停止分配。

进一步地，在一种实施例中，如上所述，探测器20通过直接探测齿条42的速率和/或通过由马达36的速率来确定速率（例如，基于脉冲发生器）从而探测材料分配器16和18的速率。控制器22（通过控制程序）被编程为基于由探测器20探测的速度来将马达36的速率或者材料分配器16的速率维持在恒定速度或速率（例如，目标速率）。目标速率优选地在大约0.5mm/秒和5mm/秒之间；不过，目标速率能够是任何合适的速率。

此外，控制器22能够监测至马达36的电流水平并且基于恒定安培数（例如，目标安培数）维持马达36或材料分配器16的速率。目标安培数优选地在大约0.5安培和5安培之间；不过，目标安培数能够是任何合适的安培数。

因此，速率控制拨盘28被操作者用来设定马达36的最大速率且因此设定齿条42和材料分配器16的最大速率。探测器20被构造成探测材料分配器16或者马达36的速率并且将这个信息传达给控制器22。控制器22被编程为基于由探测器20探测的速度将材料分配器16维持在恒定速度。控制器22也被编程为当探测器20探测到马达36或材料分配器16的速度或速率小于预定速度时终止供应至马达36（驱动单元14）的电压。

为了避免过冲（overshoot）稳态正常模式的调节窗口，一种实施例包括在材料分配器16的初始操作期间的斜升模式（rampupmode）。在这种实施例中，首先材料分配器16被向前移动一距离，所述距离与其在上一次终止之后在防滴落模式期间反向移动的距离相同。其次，功率供应部34被构造成向驱动单元14提供电压，以便操作材料分配器16，并且控制器22被编程为监测被提供给驱动单元14（即，马达36）的电流和材料分配器16的速率中的至少一个，并且在预定时间间隔上做出将电流从初始电流增加到目标电流和从初始速率增加到目标速率中的至少一者。

换言之，在分配装置10的初始操作期间，控制器22最初将安培数（即，电流）水平设定成稳态操作水平（即，目标速率）的50%。控制器22然后逐步地（例如，5秒内1%）增加电流直到达到电流水平的100%以便维持目标速率。

替代性地，控制器22能够将马达36（或者材料分配器16）的速率设定成目标速率的50%并且逐步地（例如，3秒内1%）增加马达36（或材料分配器16）的速率直到达到目标速率。应该注意到，本文提出的逐步增加仅是示例性的并且逐步增加能够是任意适当的逐步增加。

转向图7a和图7b，讨论了实施例的操作。如图7a中的步骤s100中所示，分配装置10的马达36（即，驱动单元14）被激活。能够通过使用如本文讨论的触发器26和速率控制拨盘28来设定目标速率。在步骤s110中，控制器22通过监测分配装置10（或马达36）的速率或者通过监测在预定时间间隔上被供应至马达36的电流来增加材料分配器16（或马达36）的速率。目标速度被实现，并且分配装置10进入稳态操作中。

在步骤s120中，探测器20监测材料分配器16（或马达36）的速率并且将这个速率传达给控制器22。另外，在步骤s130中，确定被供应至马达的电流。在步骤s140中，控制器22确定材料分配器16（或马达36）的速率是否小于预定速率。如果速率小于预定（或目标）速率，则控制器22在s150中终止至马达36的电压，从而停止分配装置10并进入关闭模式。在关闭模式中，控制器22也能够反转马达36以进入防滴落模式。例如，控制器22可以确定材料分配器16的速率是零或者基本是零，以及已经为零或基本为零持续预定时间量。替代性地，控制器22可以确定材料分配器16的速率在最小阈值以下并进入关闭模式。这样，控制器22能够确定分配装置10会由于持续使用被损坏并被关闭。

如果控制器22确定材料分配器16（或马达36）速率不小于预定速率，则控制器22之后在步骤s160中确定材料分配器16（或马达36）的速率是否不同于目标速率或者被供应至马达的电流是否大于预定阈值。即，控制器22确定材料分配器16（或马达36）的速率是否不同于由触发器26和速率控制拨盘28设定的稳态操作以及电流是否大于阈值电流。如果材料分配器16（或马达36）的速率不同于目标速率和/或被供应至马达的电流大于预定阈值，则在s170中，控制器22调整或修改至马达36的电压直到实现目标速率和/或阈值电流。例如，如果控制器22确定材料分配器16（或马达36）的速率小于目标速率，则电压增加。而且，如果控制器22确定材料分配器16（或马达36）的速率大于目标速率，则电压降低。类似地，如果控制器22确定电流大于阈值电流，则电压降低。如本文所描述的，电压能够以任何期望的方式（例如，通过调整脉冲长度）被调整。

如果材料分配器16（或马达36）的速率并非不同于目标速率并且被供应至马达的电流不大于预定阈值，则控制器22在步骤s180中确定功率供应部34状态。在步骤190中，控制器22基于来自功率供应部34的电压的变化修改被供应至马达36的脉冲长度。因此，如果功率供应部34充电减少，则控制器22修改脉冲长度以确保分配装置10的最佳操作。

在步骤s200中，分配装置10确定马达36是否已经被停用。即，分配装置10确定触发器26是否已经被释放。如果马达36已经被停用，则分配装置10的操作结束。如果马达36还没有被停用，则分配装置10返回到步骤s130并且再次确定材料分配器16（或马达36）的速率。程序重复直到马达36被手动地停用（通过释放触发器26）或者由于控制器22确定材料分配器16（或马达36）的速率小于预定速率而自动地被停用。

关于上述实施例应该注意到，虽然探测器20被附接到马达36以用于计数马达36的回转，不过也可能的是，将探测器20附接到齿轮系46的元件或驱动齿条42的小齿轮。不过，由于齿轮传动，马达36相对于齿条42的移动距离进行最多的旋转，为此，将探测器20附接到马达36提供齿条42和材料分配器16的移动测量的最高分辨率。也可能的是，将探测器20附接到齿条42，以便通过使用如本文所讨论的例如从滑动卡尺已知的技术来读取其移动。

本领域技术人员将理解，本发明的各项权利要求的主题和实施例的组合是可能的，而没有本发明中此类组合在技术上可行的程度的限制。在该组合中，任一权利要求的主题可以与其它权利要求中的一项或更多项的主题组合。在主题的这种组合中，任一过程权利要求的主题可以与如下内容组合：一项或更多项其它过程权利要求的主题，或一项或更多项颗粒可膨胀再生塑料材料或挤出、形成并膨胀的塑料材料或模制膨胀的塑料物品权利要求的主题，或一项或更多项过程权利要求和材料或物品权利要求的混合的主题。通过类比，任一项材料权利要求或物品的主题可以与如下内容组合：一项或更多项其它材料或物品权利要求的主题，或一项或更多项过程权利要求的主题，或一项或更多项材料或物品权利要求与过程权利要求的混合的主题。通过示例的方式，任一项权利要求的主题可以与任意数量的其它权利要求的主题组合，而没有此类组合在技术上可行的程度的限制。

本领域技术人员将理解，本发明的各个实施例的主题的组合是可能的，而没有本发明中的限制。例如，上述过程实施例中的一个的主题可以与其它上述材料实施例中的一个或更多个的主题组合或者反之亦然，而只要技术上可行就不受限制。

在理解本发明的范围时，当在本文中使用时，术语“包括”及其派生词旨在成为开放式的术语，其明确说明所陈述的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在，但不排除其它未陈述的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤的存在。上述解释也适用于具有相似含义的词，例如术语“包含”、“具有”和它们的派生词。并且术语“零件”、“区段”或“部分”当以单数使用时，可以具有单个零件或多个零件的双重含义。也如本文中描述上述实施例所使用的，下列方向性术语“前”、“后”、“左”和“右”以及任意其它相似的方向性术语指代分配装置的那些方向。因此，这些术语当被用于描述本发明时应该被解释为相对于分配装置。

本文用来描述由部件、区段、装置等执行的操作或功能的术语“探测”包括不需要物理探测的部件、区段、装置等，而是包括确定、测量、建模、预测或计算等，以便执行操作或功能。

本文用来描述装置的部件、区段或零件的术语“被构造成”包括被构造且/或被编程以便执行期望功能的硬件和/或软件。

使用根据本发明的分配装置，操作者能够以便利的方式改进对材料的分配。虽然仅选择了选定实施例来例示本发明，但是本领域技术人员从本公开将会显而易见到，在不偏离如所附权利要求中限定的本发明范围的情况下，在本文中可以作出各种改变和修改。例如，各部件的大小、形状、位置或取向可以根据需要和/或期望来改变。显示为直接彼此连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个来执行，并且反之亦然。一个实施例的结构和功能可以在另一个实施例中采用。不需要将所有优点都同时展现在具体实施例中。与现有技术相比独特的每个特征，单独地或与其它特征组合地，也应该被认为是申请人的另外的发明的单独描述，包括由这样的特征（或多个特征）实施的结构和/或功能构思。因此，根据本发明的实施例的前述描述仅被提供用于例示，并且不是为了对由所附权利要求及其等同方案限定的本发明进行限制的目的。