CN110748189A - 喷管浮动支撑机构及建筑内墙孔洞封堵机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷管浮动支撑机构及建筑内墙孔洞封堵机器人。本发明喷管浮动支撑机构包括移动支座和两个调整件，两个调整件安装于移动支座上，喷管穿设于两个调整件内，两个调整件在喷管受到前进阻力时能够向喷管施加径向力，以调整喷管的行进方向。本发明喷管浮动支撑机构，当喷管在前进过程中遇到障碍物时，障碍物的阻力通过喷管传递到调整件上，调整件能根据喷管受到的前进阻力向喷管施加径向力，从而调整喷管的行进方向，使得喷管可以适应路径，有效地避让障碍物，避免出现喷管卡滞现象，实现了实时准确地调整喷管的行进方向。

Description

喷管浮动支撑机构及建筑内墙孔洞封堵机器人

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种喷管浮动支撑机构及建筑内墙孔洞封堵机器人。

背景技术

在过去相当长的时间内，螺杆洞的封堵完全依靠手工或者简易的手持工具，随着工业化时代的到来，针对此工艺的建筑机器人已经问世，螺杆洞封堵机器人的末端喷管定位一般依赖于机器人的定位精度，通常依靠视觉定位能保证喷管准确定位到洞口，但螺杆洞内部有可能出现孔洞倾斜扭曲或者孔洞内壁附着颗粒状障碍物的现象，而机器人关节属于刚性机构，遇到不能感知的障碍时无法实时准确调整姿态位置，容易造成喷管卡滞现象，影响作业效率和工程质量。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种喷管浮动支撑机构，该喷管浮动支撑机构能够实时准确地调整喷管的行进方向。

本发明的另一个目的在于提出包括上述喷管浮动支撑机构的建筑内墙孔洞封堵机器人。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种喷管浮动支撑机构，用于支撑建筑内墙孔洞封堵机器人中的喷管，所述喷管浮动支撑机构包括：

移动支座；以及

两个调整件，安装于所述移动支座上，喷管穿设于两个所述调整件内，两个所述调整件在所述喷管受到前进阻力时能够向所述喷管施加径向力，以调整所述喷管的行进方向。

在一些实施例中，两个所述调整件均为锥形的弹性套筒，所述喷管浮动支撑机构还包括：

刚性连接件，与所述喷管刚性连接，所述刚性连接件位于两个所述弹性套筒之间且与两个所述弹性套筒抵接；

所述弹性套筒的大径端与所述移动支座固定连接，所述弹性套筒的小径端与所述喷管抵接。

在一些实施例中，所述刚性连接件为环形卡箍，两个所述弹性套筒的小径端相对设置，所述环形卡箍的两相对端分别抵接一个所述弹性套筒的小径端。

在一些实施例中，所述刚性连接件为球形卡箍，两个所述弹性套筒的大径端相对设置，所述球形卡箍的两相对端分别抵接一个所述弹性套筒的大径端。

在一些实施例中，两个所述调整件中的一个为关节轴承，另一个为锥形的弹性套筒，所述关节轴承与所述喷管过盈配合；所述弹性套筒的大径端与所述移动支座固定连接，所述弹性套筒的小径端抵接所述喷管。

在一些实施例中，所述弹性套筒的刚度可调。

在一些实施例中，所述移动支座上开设有穿孔以及沿所述穿孔的周向设置的多个顶丝孔，所述弹性套筒的大径端穿设于所述穿孔内，螺钉穿设于所述顶丝孔并抵接所述弹性套筒。

在一些实施例中，所述弹性套筒上开设有多条分割槽，所述分割槽贯穿所述弹性套筒的小径端。

在一些实施例中，所述弹性套筒与所述移动支座可拆卸连接。

在一些实施例中，所述弹性套筒的大径端沿周向设有挡板，所述挡板与所述移动支座通过螺钉连接。

在一些实施例中，所述移动支座包括：

两个侧板，两个侧板间隔相对且平行设置，每个所述侧板上固定连接有一所述调整件；以及

连接板，所述连接板连接两个所述侧板。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种建筑内墙孔洞封堵机器人，包括：

喷管，用于喷出封堵料以对内墙孔洞进行封堵；以及

上述的喷管浮动支撑机构，所述喷管穿设于所述喷管浮动支撑机构的两个调整件中。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明喷管浮动支撑机构，当喷管在前进过程中遇到障碍物时，障碍物的阻力通过喷管传递到调整件上，调整件能根据喷管受到的前进阻力向喷管施加径向力，从而调整喷管的行进方向，使得喷管可以适应路径，有效地避让障碍物，避免出现喷管卡滞现象，实现了实时准确地调整喷管的行进方向。

本发明建筑内墙孔洞封堵机器人，包括喷管和上述喷管浮动支撑机构，通过喷管浮动支撑机构可以实时准确地调整喷管的行进方向，使得喷管在进入孔洞的过程中能有效地避让障碍物，到达指定位置，避免出现喷管卡滞现象，有助于提高作业效率和工程质量。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的喷管浮动支撑机构的结构示意图之一；

图2为图1所示喷管浮动支撑机构的另一角度的结构示意图；

图3为图1所示喷管浮动支撑机构的正视图；

图4为本发明实施方式提供的喷管浮动支撑机构的结构示意图之二；

图5为图4所示喷管浮动支撑机构的正视图；

图6为本发明实施方式提供的喷管浮动支撑机构的结构示意图之三；

图7为本发明实施方式提供的移动支座的结构示意图；

图8为本发明实施方式提供的弹性套管、喷管和刚性连接件的结构示意图；

图9为图8所示弹性套管、喷管和刚性连接件的另一角度的结构示意图；

图10为图9所示弹性套管、喷管和刚性连接件的正视图；

图11为本发明实施方式提供的弹性套管的结构示意图；

图12为本发明实施方式提供的关节轴承的结构示意图；

附图标号说明：

移动支座100，穿孔101，顶丝孔102，侧板111，连接板112，螺钉115，弹性套筒120，挡板121，分割槽122，刚性连接件125，关节轴承130，喷管135。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本实施方式公开了一种喷管浮动支撑机构，该喷管浮动支撑机构可用于支撑建筑内墙孔洞封堵机器人中的喷管135，也可用于其他需要自适应调节位置和姿态的场合，例如多个协作机器人之间的接口对接或者航天器对接的导向机构等场合。

如图1至图10所示，喷管浮动支撑机构包括移动支座100和两个调整件，两个调整件安装于移动支座100上，喷管135穿设于两个调整件内；两个调整件在喷管135受到前进阻力时能够向喷管135施加径向力，以调整喷管135的行进方向。

上述喷管浮动支撑机构，通过驱动移动支座100移动，可以带动喷管135移动，从而实现喷管135位置的调整。当喷管135在前进(例如进入孔洞)的过程中遇到障碍物时，障碍物的阻力通过喷管135传递到调整件上，调整件能根据喷管受到的前进阻力向喷管135施加径向力，从而调整喷管135的行进方向，使得喷管135可以适应路径，有效地避让障碍物，避免出现喷管135卡滞现象，实现了实时准确地调整喷管135的行进方向。

在一些实施例中，两个调整件均为锥形的弹性套筒120，喷管浮动支撑机构还包括刚性连接件125，该刚性连接件125与喷管135刚性连接，刚性连接件125位于两个调整件之间并与两个调整件抵接；弹性套筒120的大径端与移动支座100固定连接，弹性套筒120的小径端与喷管135抵接，以向喷管135施加径向力。

上述喷管浮动支撑机构，两个弹性套筒120分别抵接刚性连接件125，可以限制喷管135相对于两个弹性套筒120和移动支座100的轴向运动，通过驱动移动支座100移动，可以带动喷管135移动，从而实现喷管135位置的调整。当喷管135在进入孔洞的过程中遇到障碍物时，障碍物的阻力通过喷管135传递到两个弹性套筒120上，两个弹性套筒120产生形变以向喷管135施加径向力，从而改变喷管135的行进方向，使得喷管135可以适应路径，有效地避让障碍物，避免出现喷管卡滞现象，实现了实时准确地调整喷管135的行进方向。

如图11所示的是一种由弹簧钢制成的锥形弹性套筒120，弹性套筒120侧壁通过均匀分布的分割槽分割成多个弹簧片，通过适当的热处理可以使弹性套筒120获得一定的弹性；通过将弹性套筒120设计成锥形(一端大一端小)，这样能保证有一定的回弹空间。可选地，在弹性套筒120上开设有多条分割槽122，分割槽122贯穿弹性套筒120的小径端，分割槽122可增大弹性套筒120的弹性回复力。

具体地，如图8至图10所示的实施例中，两个弹性套筒120相对于刚性连接件125对称设置，两个弹性套筒120成对使用作为喷管135的调整件，可以起到保证喷管135自动对中的功能，当弹性套筒120在执行机构作用下运动时，喷管135随之运动到达指定孔洞位置，当遇到孔洞内壁的颗粒状障碍物时，由于弹性套筒120的弹性变形，喷管135将自动调整其姿态(行进方向)，从而有效地避让障碍物，到达指定位置。

可选地，两个弹性套筒120可以通过螺钉固定在移动支座100上，喷管135贯通安装于两个弹性套筒120上，刚性连接件125(例如卡箍)可通过螺钉夹紧在喷管135上，刚性连接件125两端分别与弹性套筒120两端接触(不需要精确定位时可以允许有少量间隙)，该刚性连接件125起到轴向限位的作用，即限制喷管135轴向移动，使喷管135和弹性套筒120在轴向方向不能有相对移动。

在一些实施例中，刚性连接件125为环形卡箍，两个弹性套筒120的小径端相对设置，环形卡箍的两相对端分别抵接一个弹性套筒120的小径端。

具体地，如图1至图3所示的实施例中，刚性连接件125为环形卡箍，两个弹性套筒120对称安装于移动支座100上，并通过螺丝固定；移动支座100的穿孔101四周分布有顶丝孔102，螺钉115穿设于顶丝孔102并抵接弹性套筒120，环形卡箍通过螺丝锁紧在喷管135上，喷管135贯通两个弹性套筒120。当移动支座100在外力作用下移动时，带动固连在其上的弹性套筒120一同移动，弹性套筒120的小径端将推力传递给刚性连接件125，从而带动喷管135移动。一般情况下，喷管135将与两个弹性套筒120保持同心，当喷管135在进入孔洞的过程中遇到障碍物时，障碍物的阻力通过喷管135传递到弹性套筒120上，使得弹性套筒120产生弹性形变以向喷管135施加径向力，从而改变喷管135的行进方向，使喷管135可以适应路径，从而有效地避让障碍物，到达指定位置。

可选地，在其它一些实施例中，两个弹簧套筒120是可以反向安装的，这样可以适当增大弹簧套筒120的锁紧能力，此时刚性连接件125为球形卡箍，以限制喷管135的轴向位移而不影响喷管135的角度调整(行进方向调整)，两个弹性套筒120的大径端相对设置，球形卡箍的两相对端分别抵接一个弹性套筒120的大径端。

具体地，如图4至图5所示的实施例中，刚性连接件125为球形卡箍，两个弹性套筒120对称安装于移动支座100上，并通过螺丝固定；移动支座100的穿孔101四周分布有顶丝孔102，螺钉115穿设于顶丝孔102并抵接弹性套筒120，球形卡箍通过螺丝锁紧在喷管135上，喷管135贯通两个弹性套筒120。当移动支座100在外力作用下移动时，带动固连在其上的弹性套筒120一同移动，弹性套筒120的大径端将推力传递给刚性连接件125，从而带动喷管135移动。一般情况下，喷管135将与两个弹性套筒120保持同心，当喷管135在进入孔洞的过程中遇到障碍物时，障碍物的阻力通过喷管135传递到弹性套筒120上，使得弹性套筒120产生弹性形变以向喷管135施加径向力，从而改变喷管135的行进方向，使喷管135可以适应路径，从而有效地避让障碍物，到达指定位置。

可选地，刚性连接件125也可以使用其他结构，例如使用两个小卡箍或者使用能够与轴锁在一起并能够传递力的零件。

可选地，如图6和图12所示，在一些实施例中，两个调整件中的一个为关节轴承130，另一个为锥形的弹性套筒120。关节轴承130与喷管135过盈配合，弹性套筒120的大径端与移动支座100固定连接，弹性套筒120上开设有多条分割槽122，分割槽122贯穿弹性套筒120的小径端，小径端抵接喷管135，以向喷管135施加径向力。这样设计同样能到达自动定心和自适应的效果，但可能会减少喷管135的可调节自由度。当弹性套筒120和关节轴承130在执行机构作用下运动时，喷管135随之运动到达指定孔洞位置，当遇到孔洞内壁的颗粒状障碍物时，由于弹性套筒120的弹性变形和关节轴承130的扭转，向喷管135施加径向力，喷管135将自动调整其姿态，从而有效地避让障碍物，到达指定位置。

在一些实施例中，弹性套筒120的刚度可调，通过调整弹性套筒120的刚度，从而可以改变喷管135的姿态调整能力，以适应不同阻力的作业工况。

可选地，在移动支座100上开设有穿孔101以及沿穿孔101的周向设置的多个顶丝孔102，弹性套筒120的大径端穿设于穿孔101内，螺钉115(例如紧定螺钉或者普通螺钉)穿设于顶丝孔102并抵接弹性套筒120。通过调整弹性套筒120四周的螺钉115对弹性套筒120的压紧力，可以使弹性套筒120获得不同的刚度范围，从而可以改变喷管135的姿态调整能力。

在一些实施例中，弹性套筒120与移动支座100可拆卸连接。具体地，结合图1和图11所示，弹性套筒120的大径端沿周向设有挡板121，挡板121的外径大于穿孔101的直径，挡板121与移动支座100通过螺钉连接。

如图7所示，移动支座100包括连接板112和两个侧板111，两个侧板111间隔相对且平行设置，连接板112连接两个侧板111，每个侧板111上固定连接有一调整件。

在图1至图5所示的实施例中，两个侧板111分别垂直连接在连接板112的两相对端，刚性连接件125位于两个侧板111之间，两个侧板111上均设有穿孔101，每个侧板上的穿孔101四周分布有顶丝孔102，其中一个弹性套筒120的大径端穿设于其中一个侧板111上的穿孔101内，另一弹性套筒120的大径端穿设于另一个侧板111上的穿孔101内，螺钉115穿设于顶丝孔102并抵接弹性套筒120，喷管135贯通两个弹性套筒120。

在图6所示的实施例中，两个侧板111分别垂直连接在连接板112的两相对端，两个侧板111上均设有穿孔101，每个侧板上的穿孔101四周分布有顶丝孔102，关节轴承130穿设于其中一个侧板111上的穿孔101内，螺钉115穿设于顶丝孔102并抵接关节轴承130；弹性套筒120的大径端穿设于另一个侧板111上的穿孔101内，且弹性套筒120的小径端朝向关节轴承130，螺钉115穿设于顶丝孔102并抵接弹性套筒120，喷管135贯通弹性套筒120和关节轴承130。

综上，上述喷管浮动支撑机构至少具有以下优点：

(1)两个调整件在喷管受到前进阻力时能够向喷管施加径向力，以调整喷管的行进方向，使得喷管135在进入螺杆洞等孔洞的过程中遇到障碍物时能够进行角度和位置的微调，以保证喷管135顺利深入孔洞；(2)喷管浮动支撑机构的两个调整件均采用弹性套筒120时，一方面能够让喷管135在受阻时可以自动微调角度避让，另一方面使喷管135有自定心功能，使喷管135在一般状态下保持重心位置不变；(3)弹性套筒120的弹性力具有可调性，能够适应不同阻力的作业工况；(4)喷管135轴向通过刚性连接件125进行定位，使喷管135和调整件在轴向方向不会有相对移动。

本实施方式还公开了一种建筑内墙孔洞封堵机器人，该建筑内墙孔洞封堵机器人包括喷管135和上述的喷管浮动支撑机构，喷管135能够伸入到待封堵的内墙孔洞(例如螺杆洞)内，用于喷出封堵料以对内墙孔洞进行封堵，喷管浮动支撑机构的刚性连接件125与喷管135刚性连接，喷管135穿设于喷管浮动支撑机构的两个调整件中。

上述建筑内墙孔洞封堵机器人，通过喷管浮动支撑机构可以实时准确地调整喷管135的行进方向，使得喷管135在进入孔洞的过程中能有效地避让障碍物，到达指定位置，避免出现喷管135卡滞现象，有助于提高作业效率和工程质量。

需要说明的是，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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

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发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述喷管浮动支撑机构包括：

移动支座(100)；以及

两个调整件，安装于所述移动支座(100)上，喷管(135)穿设于两个所述调整件内，两个所述调整件在所述喷管(135)受到前进阻力时能够向所述喷管(135)施加径向力，以调整所述喷管(135)的行进方向。

2.根据权利要求1所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，两个所述调整件均为锥形的弹性套筒(120)，所述喷管浮动支撑机构还包括：

刚性连接件(125)，与所述喷管(135)刚性连接，所述刚性连接件(125)位于两个所述弹性套筒(120)之间且与两个所述弹性套筒(120)抵接；

所述弹性套筒(120)的大径端与所述移动支座(100)固定连接，所述弹性套筒(120)的小径端与所述喷管(135)抵接。

3.根据权利要求2所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述刚性连接件(125)为环形卡箍，两个所述弹性套筒(120)的小径端相对设置，所述环形卡箍的两相对端分别抵接一个所述弹性套筒(120)的小径端。

4.根据权利要求2所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述刚性连接件(125)为球形卡箍，两个所述弹性套筒(120)的大径端相对设置，所述球形卡箍的两相对端分别抵接一个所述弹性套筒(120)的大径端。

5.根据权利要求1所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，两个所述调整件中的一个为关节轴承(130)，另一个为锥形的弹性套筒(120)，所述关节轴承(130)与所述喷管(135)过盈配合；所述弹性套筒(120)的大径端与所述移动支座(100)固定连接，所述弹性套筒(120)的小径端抵接所述喷管(135)。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述弹性套筒(120)的刚度可调。

7.根据权利要求6所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述移动支座(100)上开设有穿孔(101)以及沿所述穿孔(101)的周向设置的多个顶丝孔(102)，所述弹性套筒(120)的大径端穿设于所述穿孔(101)内，螺钉(115)穿设于所述顶丝孔(102)并抵接所述弹性套筒(120)。

8.根据权利要求2至5中任一项所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述弹性套筒(120)上开设有多条分割槽(122)，所述分割槽(122)贯穿所述弹性套筒(120)的小径端。

9.根据权利要求2至5中任一项所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述弹性套筒(120)与所述移动支座(100)可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述弹性套筒(120)的大径端沿周向设有挡板(121)，所述挡板(121)与所述移动支座(100)通过螺钉连接。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的喷管浮动支撑机构，其特征在于，所述移动支座(100)包括：

两个侧板(111)，两个侧板(111)间隔相对且平行设置，每个所述侧板(111)上固定连接有一所述调整件；以及

连接板(112)，所述连接板(112)连接两个所述侧板(111)。

12.一种建筑内墙孔洞封堵机器人，其特征在于，包括：

喷管(135)，用于喷出封堵料以对内墙孔洞进行封堵；以及

如权利要求1至11中任一项所述的喷管浮动支撑机构，所述喷管(135)穿设于所述喷管浮动支撑机构的两个调整件中。

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