CN111173286B - 送料装置及开补槽机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种送料装置及开补槽机器人，包括：供料机构；供料管，供料管的一端与供料机构连通；出料执行机构，出料执行机构包括出料阀和启闭控制组件，启闭控制组件用于开启或关闭出料阀；出料阀设有微循环通道，供料管的另一端与出料阀的阀腔连通且与微循环通道连通；及循环管，循环管的一端与供料机构连通，循环管的另一端与出料阀的阀腔连通且与微循环通道连通。当机器处于待机状态时，供料管内的砂浆进而会穿过微循环通道并流入循环管中，最后从循环管流回至供料机构中，即供料机构、供料管、微循环通道与循环管形成砂浆循环回路的方案，砂浆不会静置在供料管中，因而不会发生变质硬化导致阻塞管路，保证机器人持续可靠正常工作。

Description

送料装置及开补槽机器人

技术领域

本发明涉及建筑机器人技术领域，特别是涉及一种送料装置及开补槽机器人。

背景技术

在建筑施工领域中，对于建筑物上的开槽以及补槽等施工作业，已越来越多的采用开补槽机器人来替代传统人力手动操作，不仅可以保证施工质量，同时大大提升了施工效率。

开补槽机器人一般装备有泵送料机构进行砂浆出料执行与控制，这类传统的泵送料机构主要由电机泵送组件、料筒和出料管组成。正常工作状态时，料筒内的砂浆在电机泵送组件的动力下从出料管流出；而在待机状态时，电机泵送组件不输出动力，因而此时料筒内的砂浆不会源源不断地从出料管流出，也正因如此，原先残留在出料管内的砂浆由于长时间静态放置极易产生变质硬化，从而造成管路阻塞，致使机器后续无法正常工作。

发明内容

基于此，有必要提供一种送料装置及开补槽机器人，旨在解决现有技术待机状态下供料管内砂浆静置发生硬化造成管路阻塞，影响机器正常工作的问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种送料装置，其包括：

供料机构；

供料管，所述供料管的一端与所述供料机构连通；

出料执行机构，所述出料执行机构包括出料阀和启闭控制组件，所述启闭控制组件用于开启或关闭所述出料阀；所述出料阀设有微循环通道，所述供料管的另一端与所述出料阀的阀腔连通且与所述微循环通道连通；及

循环管，所述循环管的一端与所述供料机构连通，所述循环管的另一端与所述出料阀的阀腔连通且与所述微循环通道连通。

上述方案的送料装置应用装备于开补槽机器人中，主要承担开补槽施工时对砂浆进行输送控制。具体而言，供料机构为砂浆暂存以及供送执行设备，当正常进行砂浆送料时，启闭控制组件将出料阀打开，供料机构中的砂浆经由供料管流入出料阀并最终从出料阀流出，完成送料作业。而当机器处于待机状态时，此时启闭控制组件是将出料阀关闭的，砂浆便无法继续从出料阀中排出。但随着供料机构继续驱动砂浆在供料管内流动，供料管内的砂浆进而会穿过微循环通道并流入循环管中，最后从循环管流回至供料机构中，即供料机构、供料管、微循环通道与循环管形成砂浆循环回路的方案，如此一来，砂浆不会静置在供料管中，因而不会发生变质硬化导致阻塞管路，保证机器人持续可靠正常工作。

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，所述出料阀设有出料嘴、供料口和回料口，所述供料管远离所述供料机构的一端与所述供料口接通，所述循环管远离所述供料机构的一端与所述回料口接通；所述启闭控制组件包括外置于所述出料阀且用于输出伸缩动力的第一驱动件，与所述第一驱动件驱动连接且伸入所述出料阀的阀腔内的传动体，及与所述传动体连接并移动设置于所述出料阀的阀腔内的启闭执行体，所述启闭执行体用于开启或关闭所述出料嘴。

在其中一个实施例中，所述启闭控制组件还包括振动发生器，所述振动发生器设置于所述出料阀上。

在其中一个实施例中，所述微循环通道为至少两个且间隔并排布置。

在其中一个实施例中，所述供料机构包括料筒和料驱动组件，所述料筒与所述循环管接通，所述料筒和所述供料管均与所述料驱动组件接通。

在其中一个实施例中，所述料筒包括料筒本体、设置于所述料筒本体上的第二驱动件及与所述第二驱动件连接并伸入所述料筒本体内的搅拌螺旋。

在其中一个实施例中，所述料驱动组件包括第三驱动件、与所述料筒本体的排料口接通的输料筒及与所述第三驱动件连接并转动设置于所述输料筒内的螺杆。

在其中一个实施例中，所述螺杆为至少两个，且间隔并排布置。

在其中一个实施例中，所述送料装置还包括计时控制器，所述计时控制器与所述第三驱动件电连接并用于控制所述第三驱动件间歇运转。

此外，本申请还提供一种开补槽机器人，其包括如上所述的送料装置。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的送料装置处于工作状态时的结构示意图；

图2为本发明一实施例所述的送料装置处于待机状态时的结构示意图。

附图标记说明：

10、供料机构；11、料筒本体；12、第二驱动件；13、搅拌螺旋；14、第三驱动件；15、输料筒；20、供料管；30、出料执行机构；31、出料阀；311、微循环通道；312、出料嘴；313、供料口；314、回料口；32、启闭控制组件；321、第一驱动件；322、传动体；323、启闭执行体；40、循环管；50、计时控制器。

具体实施方式

为使本发明的目的、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，对本发明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发明，并不限定本发明的保护范围。

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，不是旨在于限制本发明。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。

本发明中所述“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开补槽机器人，其应用于房屋、桥梁等各类构筑物的建造施工场合中，主要用于辅助开补槽施工作业。例如，对于房屋内地面铺设电缆时，需首先在地面上开凿沟槽，之后将电缆铺设到沟槽内，最后借助开补槽机器人自行将砂浆浇洒到沟槽内完成补槽作业。

基于此，可以理解的开补槽机器人至少由行走底盘、控制装置和送料装置构成。行走底盘在控制装置控制下自行移动，携带送料装置同步移动，送料装置进而能够对沟槽进行砂浆填补施工。

如图1和图2所示，为本申请一实施例展示的送料装置，其包括：供料机构10、供料管20、出料执行机构30及循环管40。所述供料管20的一端与所述供料机构10连通；所述出料执行机构30包括出料阀31和启闭控制组件32，所述启闭控制组件32用于开启或关闭所述出料阀31；所述出料阀31设有微循环通道311，所述供料管20的另一端与所述出料阀31的阀腔连通且与所述微循环通道311连通；所述循环管40的一端与所述供料机构10连通，所述循环管40的另一端与所述出料阀31的阀腔连通且与所述微循环通道311连通。

实施上述实施例将具有如下有益效果：上述方案的送料装置应用装备于开补槽机器人中，主要承担开补槽施工时对砂浆进行输送控制。具体而言，供料机构10为砂浆暂存以及供送执行设备，当正常进行砂浆送料时，启闭控制组件32将出料阀31打开，供料机构10中的砂浆经由供料管20流入出料阀31并最终从出料阀31流出，完成送料作业。而当机器处于待机状态时，此时启闭控制组件32是将出料阀31关闭的，砂浆便无法继续从出料阀31中排出。但随着供料机构10继续驱动砂浆在供料管20内流动，供料管20内的砂浆进而会穿过微循环通道311并流入循环管40中，最后从循环管40流回至供料机构10中，即供料机构10、供料管20、微循环通道311与循环管40形成砂浆循环回路的方案，如此一来，砂浆不会静置在供料管20中，因而不会发生变质硬化导致阻塞管路，保证机器人持续可靠正常工作。

请继续参阅图1和图2，一实施例中，所述出料阀31设有出料嘴312、供料口313和回料口314，所述供料管20远离所述供料机构10的一端与所述供料口313接通，所述循环管40远离所述供料机构10的一端与所述回料口314接通。因而进入出料阀31内的砂浆可从出料嘴312中正常排出，且在本实施例中，出料嘴312形成为锥状结构，此结构设计更易于对砂浆出料流量进行准确控制，实现定量浇洒和摊铺。

安装时，供料管20的端部能够直接与供料口313插接连通，循环管40的端部能够与回料口314直接插接连通，组装便捷且牢固。而为了避免发生砂浆泄露，供料管20与供料口313之间以及循环管40与回料口314之间进一步可选采用螺纹连接、卡扣连接等现有技术中具备较佳密封性能的连接方式组装固定。

请继续参阅图1和图2，所述启闭控制组件32包括外置于所述出料阀31且用于输出伸缩动力的第一驱动件321，与所述第一驱动件321驱动连接且伸入所述出料阀31的阀腔内的传动体322，及与所述传动体322连接并移动设置于所述出料阀31的阀腔内的启闭执行体323，所述启闭执行体323用于开启或关闭所述出料嘴312。出料嘴312形成于阀腔的最下端左侧，当第一驱动件321输出向下推力时，传动体322即可推动启闭执行体323下移而将出料嘴312封堵，实现出料阀31关闭。可以理解的，出料阀31关闭对应于送料装置处于待机状态，此时供料管20中的砂浆能够通过阀腔和微循环通道311流入循环管40，并最终回流入供料机构10中，实现砂浆在送料装置持续不间断动态流动，防止砂浆硬化堵塞。

而当第一驱动件321输出向上拉力时，传动体322则会牵拉启闭执行体323上移而将出料嘴312打开，实现出料阀31开启。可以理解的，出料阀31开启对应于送料装置处于工作状态，此时供料管20中的大部分砂浆能够直接流入出料阀31的阀腔并最终从出料嘴312排出，而少部分的砂浆则能够继续穿过微循环通道311并流入循环管40中，最终流回供料机构10内，如此可进一步避免工作状态时微循环通道311和循环管40中残留的砂浆发生静置，进而发生变质硬化造成堵塞，进一步提升了送料装置在不同工态下的运行可靠性。

需要说明的是，本实施例中送料装置所输送的砂浆，一般指代湿砂浆、混凝土浆料等，这些浆料的共性在于通过颗粒固体(如沙粒、小石块、水泥等)与液体(如水等)混合搅拌均匀而制成。颗粒固定的大小和形状具有较大的随机性，且砂浆本身也具有一定的粘性。基于此，为避免砂浆因上述原因导致管道堵塞，一实施例中，所述启闭控制组件32还包括振动发生器，所述振动发生器设置于所述出料阀31上。振动发生器能够产生高频振动，可加强砂浆动态流动能力，且可改变砂浆内固体颗粒的空间形态，进而可避免管道堵塞问题发生。

可选地，上述的振动发生器可以是但不限于振动电机、超声振动头等。

当施工作业中需要大流量的砂浆浇洒时，相应的供料管20的管径也需要选择较大的，此时为了保证砂浆的回流速度，可以采用至少两个微循环通道311以间隔并排的方式布置。通过至少两个微循环通道311同时回流砂浆，保证回流速度，确保待机状态下送料装置可靠待机。

需要说明的是，上述的微循环通道311的结构形式可以是多样的，例如但不限于圆孔、长槽孔、异形孔等，具体可根据实际需要进行选择，在此不作具体限定。

一实施例中，所述供料机构10包括料筒和料驱动组件，所述料筒与所述循环管40接通，所述料筒和所述供料管20均与所述料驱动组件接通。料筒能够暂存砂浆并向料驱动组件供送砂浆。当砂浆进入料驱动组件内后，在料驱动组件的动力驱动下可进一步流入供料管20并进入出料阀31，最后从出料阀31的出料嘴312排出。而待机状态下的砂浆则能够通过微循环通道311和循环管40回流到料筒内，达到防止砂浆硬化堵塞的效果。

请继续参阅图1和图2，具体而言，一实施例中，所述料筒包括料筒本体11、设置于所述料筒本体11上的第二驱动件12及与所述第二驱动件12连接并伸入所述料筒本体11内的搅拌螺旋13。料筒本体11为采用耐磨不锈钢等材料制成的筒状结构，较佳的料筒本体11的上端直径大、下端呈缩口结构，如此可易于控制砂浆的流出速度。不论送料装置正常工作或是待机时，第二驱动件12均会输出旋转动力驱动搅拌螺旋13旋转，使搅拌螺旋13持续对盛装在料筒本体11内的砂浆进行搅拌，不仅可保证砂浆质地均匀，同时可防止砂浆凝固硬化。

所述料驱动组件包括第三驱动件14、与所述料筒本体11的排料口接通的输料筒15及与所述第三驱动件14连接并转动设置于所述输料筒15内的螺杆。料筒本体11内的砂浆依靠自身落入输料筒15内，第三驱动件14驱动螺杆旋转，输料筒15内的砂浆被能够被螺杆推送向前移动，并进入供料管20中而持续流入出料阀31实现排料作业。螺杆挤压送料方式更适用于砂浆这类流质体物料短距离输送，结构简单，可靠性高，可有效防止堵塞问题发生。

而考虑到砂浆具备一定粘性，受挤压力作用下易于发生堆积结固，较佳地，所述螺杆为至少两个，且间隔并排布置。采用双螺杆或者多螺杆同步挤压送料的方式，可有效防止砂浆堆积结固，且保证砂浆质地均匀，确保送料装置正常输料作业。

需要说明的是，当输料筒15采用卧式布置，且供料管20安装在输料筒15的左侧时，至少两根螺杆水平并排布置，且螺杆旋转方式均使砂浆向左侧的供料管20移动。而输料筒15采用卧式布置，且供料管20安装在输料筒15的下方时，至少两根螺杆可并排水平布置或并排竖直布置。

请继续参阅图1和图2，此外，在上述实施例的基础上，所述送料装置还包括计时控制器50，所述计时控制器50与所述第三驱动件14电连接并用于控制所述第三驱动件14间歇运转。在计时控制器50的控制下，第三驱动件14可以按照例如每30r/5min的频率间歇式输出旋转动力，如此在保证砂浆循环泵送，防止堵塞的基础上，可使第三驱动件14消耗更少的能量，达到送料装置和开补槽机器人节能降耗运行的目的。

可以理解的，上述的第一驱动件321可以是但不限于气缸、电动缸、油缸等。第二驱动件12和第三驱动件14可以是但不限于电机、旋转气缸等。

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 (10)

1.一种送料装置，其特征在于，包括：

供料机构；

供料管，所述供料管的一端与所述供料机构连通；

出料执行机构，所述出料执行机构包括出料阀和启闭控制组件，所述启闭控制组件用于开启或关闭所述出料阀；所述出料阀设有微循环通道，所述供料管的另一端与所述出料阀的阀腔连通且与所述微循环通道连通；及

循环管，所述循环管的一端与所述供料机构连通，所述循环管的另一端与所述出料阀的阀腔连通且与所述微循环通道连通；所述启闭控制组件包括外置于所述出料阀且用于输出伸缩动力的第一驱动件，与所述第一驱动件驱动连接且伸入所述出料阀的阀腔内的传动体，及与所述传动体连接并移动设置于所述出料阀的阀腔内的启闭执行体，所述出料阀设有出料嘴，所述启闭执行体用于开启或关闭所述出料嘴。

2.根据权利要求1所述的送料装置，其特征在于，所述出料阀还设有供料口和回料口，所述供料管远离所述供料机构的一端与所述供料口接通，所述循环管远离所述供料机构的一端与所述回料口接通。

3.根据权利要求2所述的送料装置，其特征在于，所述启闭控制组件还包括振动发生器，所述振动发生器设置于所述出料阀上。

4.根据权利要求1所述的送料装置，其特征在于，所述微循环通道为至少两个且间隔并排布置。

5.根据权利要求1所述的送料装置，其特征在于，所述供料机构包括料筒和料驱动组件，所述料筒与所述循环管接通，所述料筒和所述供料管均与所述料驱动组件接通。

6.根据权利要求5所述的送料装置，其特征在于，所述料筒包括料筒本体、设置于所述料筒本体上的第二驱动件及与所述第二驱动件连接并伸入所述料筒本体内的搅拌螺旋。

7.根据权利要求6所述的送料装置，其特征在于，所述料驱动组件包括第三驱动件、与所述料筒本体的排料口接通的输料筒及与所述第三驱动件连接并转动设置于所述输料筒内的螺杆。

8.根据权利要求7所述的送料装置，其特征在于，所述螺杆为至少两个，且间隔并排布置。

9.根据权利要求7所述的送料装置，其特征在于，所述送料装置还包括计时控制器，所述计时控制器与所述第三驱动件电连接并用于控制所述第三驱动件间歇运转。

10.一种开补槽机器人，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述的送料装置。

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