CN110962144A - 打胶机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种打胶机器人，包括可移动底盘、打胶移动装置、施胶装置及料仓；所述可移动底盘用于提供行走动力，其沿前后两端分设有打胶实施区和胶筒供给区；所述施胶装置和打胶移动装置均设于所述打胶实施区，并且所述打胶移动装置连接于所述可移动底盘上，所述施胶装置设于所述打胶移动装置并用于自动夹紧胶筒进行打胶或松开胶筒以进行胶筒更换；所述料仓设于所述胶筒供给区。通过设置可移动底盘、施胶装置、打胶移动装置和料仓，并将料仓设于可移动底盘的后端，施胶装置和打胶移动装置设于可移动底盘的前端，既合理利用底盘上方空间，方便完成更大范围的打胶工作，又使得打胶实施区和胶筒供给区的重量相互匹配，提高打胶机器人的稳定性。

Description

打胶机器人
技术领域
本发明涉及建筑施工设备技术领域，尤其涉及一种打胶机器人。
背景技术
当前建筑装饰装修工程阶段，室内安装的台面及铝合金门框的收口处涂胶都需要人工处理，缺少自动化的涂胶设备。人工涂胶涉及多种重复性劳动，而最主要的切胶嘴和压胶步骤，需要一定的经验和技能水准。在很多部位的涂胶收口，对胶量的宽度提出严格的标准要求，部分缺少经验和责任心的施工人员往往难以准确掌握，施工随意性大，质量难以控制，而且在同一建筑内，不同位置的涂胶工作往往由相应的安装人员完成，这造成打胶质量参差不齐。另外，在部分位置人工操作比较费力，特别在橱柜，人工操作时需要借助平台登高才能完成作业，也存在一定的安全隐患。
为此，有必要提供一种可自动完成打胶工作的打胶机器人。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种可自动完成打胶工作、提高打胶质量和安全性的打胶机器人。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种打胶机器人，包括可移动底盘、打胶移动装置、施胶装置及料仓；所述可移动底盘用于提供行走动力，其沿前后两端分设有打胶实施区和胶筒供给区；所述施胶装置和打胶移动装置均设于所述打胶实施区，并且所述打胶移动装置连接于所述可移动底盘上，所述施胶装置设于所述打胶移动装置并用于自动夹紧胶筒进行打胶或松开胶筒以进行胶筒更换；所述料仓设于所述胶筒供给区。
优选地，所述施胶装置包括胶筒夹持机构和打胶机构；所述胶筒夹持机构包括底板、固接于底板前端并用于支撑胶筒前端的前端板及设于底板上方并可被驱动地靠近或远离所述底板的尾端板；所述打胶机构包括推杆，所述推杆可被驱动地作用于所述尾端板和胶筒的尾端，以夹紧胶筒并挤出胶液。
优选地，所述施胶装置还包括打胶状态检测机构和胶筒状态检测机构，所述打胶状态检测机构用于根据推杆与胶筒之间的相对位置识别打胶状态，所述胶筒状态检测机构设于胶筒夹持机构对应的位置处并用于检测胶筒夹持机构上是否存在胶筒。
优选地，所述打胶移动装置包括升降机构、平移机构及六轴机械手，所述升降机构的底端固定于所述可移动底盘并沿上下方向延伸，所述平移机构连接于所述升降机构并沿左右方向延伸，所述六轴机械手的首端连接于所述平移机构，所述施胶装置连接于所述六轴机械手的末端。
优选地，所述料仓包括沿下而上依次设置的供料箱、回收料仓和暂存架，所述供料箱用于储存满胶筒，其前侧开设有供满胶筒滑出以方便取料的出料口，所述回收料仓用于回收空胶筒，所述暂存架设有用于夹持胶筒的卡夹。
优选地，所述供料箱沿高度方向设有多个储料层，每个储料层设有朝下倾斜延伸到出料口并用于承托满胶筒的托板，所述托板于所述出料口外侧向上折弯形成挡板。
优选地，所述打胶机器人还包括胶嘴处置装置，其包括胶嘴切割机构，所述胶嘴切割机构设于所述料仓的一侧并用于切割胶嘴。
优选地，所述胶嘴处置装置还包括胶嘴对位机构，其包括用于对切割完成的胶嘴进行X轴和Y轴定位的周向对位机构和用于对X轴、Y轴定位后的胶嘴进行Z轴定位的轴向对位机构。
优选地，所述可移动底盘包括安装平台、设于安装平台下方的行走机构，以及设于安装平台侧面的可调地脚机构，所述打胶实施区和胶筒供给区均设于所述安装平台，所述可调地脚机构包括可沿上下方向移动并抵在地面的脚杯。
优选地，所述行走机构包括两个由电机驱动的驱动轮及两个万向轮，两个所述驱动轮设于所述安装平台一根对角线的两端，两个所述万向轮设于安装平台另一根对角线的两端。
优选地，所述可移动底盘还包括避障报警系统，所述避障报警系统设于安装平台下方并位于前端，用于在遇障碍物时自动报警并输出相应电信号。
优选地，所述打胶机器人还包括导航系统，其包括摄像装置，用于拍摄视野范围内的图像以提供导航功能。
优选地，所述打胶机器人还包括在线解析系统，其包括BIM系统、路径规划系统、视觉定位系统，并且该在线解析系统被配置为可用于打胶过程中转角、拼接、收胶的程序处理。
相比现有技术，本发明的方案具有以下优点：
本发明的打胶机器人，通过设置可移动底盘、施胶装置、打胶移动装置和料仓，并将料仓设于可移动底盘的后端，施胶装置和打胶移动装置设于可移动底盘的前端，一方面，合理利用底盘上方空间，方便完成更大范围的打胶工作，另一方面使得打胶实施区和胶筒供给区的重量相互匹配，有利于提高打胶机器人的稳定性。
本发明的打胶机器人中，通过将施胶装置设置成胶筒夹持机构和打胶机构两部分，实现了自动打胶，并且胶筒夹持机构的尾端板可相对前端板移动以夹持或松开胶筒，可以为胶筒的自动更换提供基础，从而可以在打胶施工过程中减少人员的参与，降低人力成本，提高打胶质量。
本发明的打胶机器人中，通过在料仓区域将供料箱、回收料仓和暂存架沿高度方向设置，合理利用空间。其中供料箱分层排布，每层设有朝下倾斜的托板，可以满足多颜色胶料或多规格胶筒的储存需要，并且胶筒可在重力作用下顺畅滑落，方便更换胶筒时的取料操作。
本发明的打胶机器人中，通过设置胶嘴处置装置，可以自动切割胶嘴，并执行胶嘴的自动对位，有利于全自动打胶过程的实现。
本发明的打胶机器人中，行走机构由两个驱动轮和两个万向轮构成，并且两个驱动轮分设于一对角线两端，两个万向轮分设于另一对角线两端，可以配合地完成打胶机器人的直行、转弯、爬坡和跨越障碍的行走功能。
本发明的打胶机器人中，结合BIM及路径规划系统自动导航，提高了打胶工艺的工作效率和质量，从技术和工艺上提升整体建筑质量。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一种实施方式的打胶机器人的立体图；
图2为图1中A部位的放大图；
图3为图1所示打胶机器人另一角度的立体图；
图4为本发明一种实施方式的施胶装置的立体图；
图5为本发明一种实施方式的供料箱的立体图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1至图5所示，本发明涉及一种打胶机器人，包括可移动底盘10、打胶移动装置20、施胶装置30、料仓40、胶嘴处置装置60、导航系统70、在线解析系统80，以及电控系统50，所述可移动底盘10、打胶移动装置20、施胶装置30、料仓40、胶嘴处置装置60、导航系统70及在线解析系统80均与所述电控系统50电连接。通过以上机构或系统的相互配合，通过机器人自动打胶来替代人工打胶，在建筑装饰装修工程阶段，为室内安装的台面、铝合金门框、马桶、洗手盆、橱柜等的收口处1000(参见图3)自动涂胶，实现自动化打胶，减少人员的参与，提高打胶质量和打胶效率。
请结合图1和图3，其中，所述可移动底盘10用于提供行走动力，其包括安装平台(未标示，下同)、行走机构(未标示，下同)、可调地脚机构11及避障报警系统12，所述行走机构、可调地脚机构11及避障报警系统12均与所述电控系统50电连接。所述安装平台大致呈矩形，其顶端沿前后方向分为打胶实施区101和胶筒供给区102，所述行走机构设于安装平台的下方，所述可调地脚机构11设于所述安装平台的前侧并且可调节脚杯的高度以适应不同高度平面的支撑，所述避障报警系统12设于安装平台下方且位于前端的位置，用于在遇到障碍物时自动报警并输出相应的电信号到电控系统50，以使电控系统50控制行走机构停止行进。
请结合图4，所述施胶装置30和打胶移动装置20均设于所述打胶实施区101，并且所述打胶移动装置20连接于所述可移动底盘10上，所述施胶装置30连接于所述打胶移动装置20以由打胶移动装置20驱动进行位移，实施更大作业范围的打胶。
所述电控系统50设于所述胶筒供给区102，所述料仓40设于所述电控系统50上，并且其包括由下而上依次设置的供料箱41、回收料仓42和暂存架43，其中供料箱41用于储存满胶筒，其前侧设有可供满胶筒自行滑出以方便取料的出料口(未标示，下同)，所述回收料仓42用于回收空胶筒，所示暂存架43用于放置尚未使用完的胶筒，其上设有用于夹持胶筒的卡夹。
通过将底盘设为可移动式底盘，并将其上端沿前后方向划分为打胶实施区101和胶筒供给区102，将电控系统50、料仓40设置在胶筒供给区102，施胶装置30和打胶移动装置20设置在胶筒供给区102，从而可以根据预设路线行进，自动打胶并更换胶筒。另外，将料仓40、施胶装置30和打胶移动装置20设置在不同区域，一方面可以合理利用安装平台的空间，另一方面可以实现重量在两个区域的相对匹配，达到打胶机器人整机重心在车体中心，使打胶机器人在行进和打胶过程中保持平衡、稳定，避免了因为在打胶过程中由于重心不稳定导致打胶执行机构晃动情况，进而提高打胶质量。
请结合图4，优选地，所述施胶装置30包括胶筒夹持机构32和打胶机构31。所述胶筒夹持机构32包括底板321、固接于底板321前端并用于支撑胶筒前端的前端板322及设于底板321上方并可被驱动地靠近或远离所述底板321的尾端板323；所述打胶机构31包括推杆311，所述推杆311可被驱动地作用于所述尾端板323和胶筒的尾端，以夹紧胶筒并挤出胶液。优选地，所述打胶机构31包括借助电机安装板(未标示，下同)固定于底板321上的螺杆电机，所述螺杆电机与电控系统50电连接，并且其螺杆作为所述推杆311。在其他实施方式中，所述螺杆电机也可替换为其他直线驱动机构，其输出轴与推杆311直接连接，从而驱动推杆311直线活动。
进一步地，所述施胶装置30还包括导向机构33，所述导向机构33包括导杆331、连接板332、直线轴承333和压缩弹簧334，所述导杆331的一端穿过所述电机安装板与尾端板323，另一端通过连接板332与所述推杆311连接，以随所述推杆311同步移动。所述导杆331借助直线轴承333与所述电机安装板连接，以减小电机安装板对导杆33131的摩擦力。所述压缩弹簧334套在所述导杆331上并弹压在所述尾端板323与直线轴承333之间，以在推杆311直线运动时，通过所述压缩弹簧334作用于尾端板323，从而可通过一个电机完成尾端板323的位移驱动和打胶操作，减少驱动机构的数量，降低成本。
进一步地，所述施胶装置30还包括均与电控系统50电连接的打胶状态检测机构(未标号，下同)和胶筒状态检测机构(未标号，下同)，所述打胶状态检测机构用于根据推杆311与胶筒之间的相对位置识别打胶状态，以实现精确打胶，进而保证打胶质量；所述胶筒状态检测机构设于胶筒夹持机构32对应的位置处并用于检测胶筒夹持机构32上是否存在胶筒，以保证更换胶筒操作的正常进行。
其中，通过检测推杆311与胶筒的相对位置，可以明确所述施胶装置30的推料状态，所述推料状态包括但不限于胶筒内胶量不足、胶筒夹持到位及尾端板323与前端板322具有预设安全距离等状态，可由技术人员根据实际需要设定。其中，所述预设安全距离例如为方便满胶筒置入所述胶筒夹持机构32时尾端板323与前端板322之间的间距。
优选地，所述打胶状态检测机构包括第一对射开关341和开关感应片342，所述第一对射开关341通过开关安装板343安装于所述底板321，所述开关感应片342安装于所述导杆331远离所述连接板332的一端，以随推杆311同步运动地作用于所述第一对射开关341并输出表征相应打胶状态的电信号。其中，所述第一对射开关341包括相对且具有间隙设置的光发射器和光接收器，当开关感应片342位于光发射器和光接收器之间的间隙时，切断二者之间光信号的交互，从而发出相应的电信号，为外部的控制系统识别开关感应片342所处的位置，即推杆311与胶筒之间的相对位置，进而明确当前的打胶状态，以便执行后续操作，例如当胶筒内胶量不足时进行胶筒更换。
对应地，所述第一对射开关341对应胶筒内胶量不足、胶筒夹持到位和尾端板323与前端板322之间具有预设安全距离三种推料状态设有三个，三个所述第一对射开关341间隔地排布于底板321的一侧并均可识别所述开关感应片342。
在一种具体应用中，当胶筒夹持到位时，所述推杆311刚好抵接于胶筒的尾端上，因而，其中两个第一对射开关341之间的距离大致为胶筒除出胶嘴之外的轴向长度L，即第一个第一对射开关341可靠近前端板322设于底板321的前端，第二个第一对射开关341设于与第一个第一对射开关341距离为L的位置处。第三个第一对射开关341用于识别尾端板323是否处于安全位置，以方便新胶筒的放入，因而其与第一个第一对射开关341之间的距离大于第二个第一对射开关341与第一个个第一对射开关341之间的距离，即第一个第一对射开关341、第二个第一对射开关341、第三个第一对射开关341沿底板321的长度方向依次设置。
进一步地，所述开关安装板343设有调节槽(未标示，下同)，所述调节槽沿底板321长度方向延伸，所述第一对射开关341通过螺钉可拆卸地固定到开关安装板343上，以使所述第一对射开关341在开关安装板343上的安装位置可调，从而满足不同规格胶筒的打胶需要或者适应多种推料状态调整第一对射开关341。
在一种较佳的实施方式中，所述开关感应片342可沿高度方向(即垂直于底板321的方向)调节地与所述导杆331的端部连接，以较好地实现开关感应片342与第一对射开关341之间的配合工作。
优选地，所述胶筒状态检测机构包括第一反射式检测开关35，其与所述电控系统50电连接以用于检测胶筒夹持机构32上是否存在胶筒。所述第一反射式检测开关35设于底板321对应安装胶筒的位置处，以便于胶筒的更换操作。所述反射式检测开关用于发射信号并接收所述发射信号的反射信号，当接收到反射信号时，说明胶筒夹持机构32上存在胶筒，否则，则说明胶筒夹持机构32上已无胶筒，可进行新胶筒(满胶筒)的放入操作，通过设置检测胶筒状态的反射式检测开关，为自动更换胶筒提供了基础。
请继续参考图1，优选地，所述打胶移动装置20包括升降机构22、平移机构23及六轴机械手21，所述升降机构22、平移机构23和六轴机械手21均与所述电控系统50电连接，以根据电控系统50的操作指令进行位移驱动。所述升降机构22的底端固定于所述可移动底盘10并沿上下方向延伸，所述平移机构23连接于所述升降机构22并沿左右方向延伸，所述六轴机械手21的首端连接于所述平移机构23，所述施胶装置30连接于所述六轴机械手21的末端。通过设置升降机构22，可以扩大施胶装置30的纵向活动范围；设置平移机构23，可以扩大施胶装置30的水平活动范围，进而扩大打胶的可施工区域。
请结合图5，所述供料箱41包括箱体410，所述箱体410的前侧设有所述出料口，箱体410还沿高度方向设有多个储料层411，例如四个储料层411，每个储料层411可储存多个满胶筒。每个储料层411设有朝下倾斜延伸到出料口并用于承托满胶筒的托板412，所述托板412于所述出料口外侧向上折弯形成挡板。优选地，所述托板412与水平面的夹角为10°，以方便所述满胶筒在重力作用下沿托板412向下滑落至出料口，方便取料。在其他实施方式中，所述托板412与水平面的夹角也可以由技术人员根据需要设置，以方便储料层411的设置和方便胶筒的掉落为准。通过将供料箱41设置成重力料箱，无需设置动力提供机构，可以减小成本。
优选地，所述箱体410上还设有胶料检测开关413，其为第二反射式检测开关，用于检测储料层411内是否存在胶筒，并可在缺料(即已无胶筒或胶筒较少)时输出相应电信号到电控系统50以进行缺料报警，以便操作人员及时添加胶筒。
进一步地，所述打胶机器人还包括胶嘴处置装置60，其包括胶嘴切割机构61和胶嘴对位机构62，所述胶嘴切割机构61设于供料箱41的所述箱体410的一侧并用于将胶嘴切割出所需宽度，所述胶嘴对位机构62设于所述升降机构22的一侧并与平移机构23大致等高设置，所述胶嘴对位机构62用于实现切割完成的胶嘴的自动对位，以保证打胶质量。
请结合图2，优选地，所述胶嘴切割机构61包括与电控系统50电连接的砂轮。所述胶嘴对位机构62包括均与电控系统50电连接的周向对位机构621和轴向对位机构622。所述周向对位机构621包括第二对射开关，所述第二对射开关被配置为：当胶嘴位于第二对射开关之间并触发第二对射开关时，完成胶嘴X轴和Y轴的定位，也即完成胶嘴周向定位。所述轴向对位机构622包括微动开关，并且被配置为当所述胶嘴触压微动开关的动触点时触发微动开关，完成胶嘴在Z轴方向，也即胶嘴轴向的定位。
通过将胶嘴处置装置60的两个机构设于不同的位置，一方面可以合理利用空间，另一方面也有利于加快打胶准备工作的完成，节省打胶施工的总时长。
优选地，所述行走机构包括两个由电机驱动的驱动轮及两个万向轮，两个所述驱动轮设于所述安装平台一根对角线的两端，两个所述万向轮设于安装平台另一根对角线的两端。其中，电机与所述电控系统50电连接，以根据电控系统50发出的指令工作；前端的驱动轮与万向轮通过转轴板连接，通过中间转轴使底盘可适应不同高度的地面行走。通过将行走机构设为双舵驱动的模式，并通过驱动轮和万向轮的相互配合，可完成打胶机器人的直行、转弯、爬坡及跨越障碍的功能。
进一步地，所述打胶机器人还包括导航系统70，其包括摄像装置，用于拍摄视野范围内的图像以提供导航功能。优选地，所述导航系统70凸出于所述暂存架43，也即位于打胶机器人最顶端的位置，其视野覆盖具有270°，以避免打胶机器人的其他结构的遮挡，从而可提供精确的导航功能。
进一步地，所述打胶机器人还包括在线解析系统80，其包括BIM系统、路径规划系统、视觉定位系统，并且该在线解析系统80被配置为可用于打胶过程中转角、拼接、收胶的程序处理。所述在线解析系统80用于实现了打胶路径数据在线解析，实现了打胶顺滑转角，顺滑收胶，无缝拼接处理程序，提高了打胶工艺的工作效率和质量，从技术和工艺上提升整体建筑质量。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种打胶机器人，其特征在于，包括可移动底盘、打胶移动装置、施胶装置及料仓；
所述可移动底盘用于提供行走动力，其沿前后两端分设有打胶实施区和胶筒供给区；
所述施胶装置和打胶移动装置均设于所述打胶实施区，并且所述打胶移动装置连接于所述可移动底盘上，所述施胶装置设于所述打胶移动装置并用于自动夹紧胶筒进行打胶或松开胶筒以进行胶筒更换；
所述料仓设于所述胶筒供给区。
2.根据权利要求1所述的打胶机器人，其特征在于，所述施胶装置包括胶筒夹持机构和打胶机构；所述胶筒夹持机构包括底板、固接于底板前端并用于支撑胶筒前端的前端板及设于底板上方并可被驱动地靠近或远离所述底板的尾端板；所述打胶机构包括推杆，所述推杆可被驱动地作用于所述尾端板和胶筒的尾端，以夹紧胶筒并挤出胶液。
3.根据权利要求2所述的打胶机器人，其特征在于，所述施胶装置还包括打胶状态检测机构和胶筒状态检测机构，所述打胶状态检测机构用于根据推杆与胶筒之间的相对位置识别打胶状态，所述胶筒状态检测机构设于胶筒夹持机构对应的位置处并用于检测胶筒夹持机构上是否存在胶筒。
4.根据权利要求1所述的打胶机器人，其特征在于，所述打胶移动装置包括升降机构、平移机构及六轴机械手，所述升降机构的底端固定于所述可移动底盘并沿上下方向延伸，所述平移机构连接于所述升降机构并沿左右方向延伸，所述六轴机械手的首端连接于所述平移机构，所述施胶装置连接于所述六轴机械手的末端。
5.根据权利要求1所述的打胶机器人，其特征在于，所述料仓包括沿下而上依次设置的供料箱、回收料仓和暂存架，所述供料箱用于储存满胶筒，其前侧开设有供满胶筒滑出以方便取料的出料口，所述回收料仓用于回收空胶筒，所述暂存架设有用于夹持胶筒的卡夹。
6.根据权利要求5所述的打胶机器人，其特征在于，所述供料箱沿高度方向设有多个储料层，每个储料层设有朝下倾斜延伸到出料口并用于承托满胶筒的托板，所述托板于所述出料口外侧向上折弯形成挡板。
7.根据权利要求1所述的打胶机器人，其特征在于，所述打胶机器人还包括胶嘴处置装置，其包括胶嘴切割机构，所述胶嘴切割机构设于所述料仓的一侧并用于切割胶嘴。
8.根据权利要求7所述的打胶机器人，其特征在于，所述胶嘴处置装置还包括胶嘴对位机构，其包括用于对切割完成的胶嘴进行X轴和Y轴定位的周向对位机构和用于对X轴、Y轴定位后的胶嘴进行Z轴定位的轴向对位机构。
9.根据权利要求1所述的打胶机器人，其特征在于，所述可移动底盘包括安装平台、设于安装平台下方的行走机构，以及设于安装平台侧面的可调地脚机构，所述打胶实施区和胶筒供给区均设于所述安装平台，所述可调地脚机构包括可沿上下方向移动并抵在地面的脚杯。
10.根据权利要求9所述的打胶机器人，其特征在于，所述行走机构包括两个由电机驱动的驱动轮及两个万向轮，两个所述驱动轮设于所述安装平台一根对角线的两端，两个所述万向轮设于安装平台另一根对角线的两端。
11.根据权利要求9所述的打胶机器人，其特征在于，所述可移动底盘还包括避障报警系统，所述避障报警系统设于安装平台下方并位于前端，用于在遇障碍物时自动报警并输出相应电信号。
12.根据权利要求1所述的打胶机器人，其特征在于，所述打胶机器人还包括导航系统，其包括摄像装置，用于拍摄视野范围内的图像以提供导航功能。
13.根据权利要求1所述的打胶机器人，其特征在于，所述打胶机器人还包括在线解析系统，其包括BIM系统、路径规划系统、视觉定位系统，并且该在线解析系统被配置为可用于打胶过程中转角、拼接、收胶的程序处理。
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