CN114165053A - 流质体运料机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流质体运料机器人，底盘、升降机构、料桶和两个连接件，升降机构设置在底盘上，升降机构包括升降驱动组件和两竖直轨道，两竖直轨道设置在料桶的一侧，料桶通过两个连接件滑动设置在两竖直轨道上，两个连接件之间的距离小于料桶的直径，升降驱动组件能驱动料桶在两竖直轨道上做升降运动。本发明的流质体运料机器人通过将两个竖直轨道设置在料桶的一侧，料桶通过两个连接件滑动设置在两竖直轨道上，并使两个连接件之间的距离小于料桶的直径，使得料桶的提升点位于料桶的一侧上，从而实现在不改变底盘尺寸且料桶不超出底盘的情况下，将料桶的直径增大，由此增大流质体运料机器人的单次运送容量，提高运输效率。

Description

流质体运料机器人

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种流质体运料机器人。

背景技术

流质体是建筑工艺中常见的施工材料，目前涉及到流质体作业的工艺流程通常包括流质体制作、运输和上料三个步骤。传统技术中，流质体制作通常是由施工工人使用传统工具(铲子)或半自动化工具(搅拌机)，将配料按照一定比例混合后搅拌制成；制成后，由人工利用手提桶或推车进行运输；流质体运至工作地点后，由人工或辅助设备(如输送泵)将流质体作用到指定的位置完成上料任务。

随着工业自动化技术不断发展，自动搅拌设备、自动运输和上料设备逐渐替代了人工作业，提供了极大的便利性。但现有自动运输设备的单次运送容量有限，导致运输效率较低。因此，如何在不改变自动运输设备的底盘尺寸的情况下，增大自动运输设备的单次运送容量成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种流质体运料机器人，该流质体运料机器人能在不改变底盘尺寸的情况下增大单次运送容量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种流质体运料机器人，其包括：底盘；升降机构，所述升降机构设置在所述底盘上，所述升降机构包括升降驱动组件和两竖直轨道；料桶，所述两竖直轨道设置在所述料桶的一侧；以及两个连接件，所述料桶通过所述两个连接件滑动设置在所述两竖直轨道上，所述两个连接件之间的距离小于所述料桶的直径，所述升降驱动组件能驱动所述料桶在所述两竖直轨道上做升降运动。

本发明提供的流质体运料机器人，通过将两个竖直轨道设置在料桶的一侧，料桶通过两个连接件滑动设置在两竖直轨道上，并使两个连接件之间的距离小于料桶的直径，使得料桶的提升点位于料桶的一侧上，从而实现在不改变底盘尺寸且料桶不超出底盘的情况下，将料桶的直径增大，由此增大流质体运料机器人的单次运送容量，提高运输效率。

在一些实施例中，所述两个连接件与所述料桶的连接处与所述料桶的中心连线夹角为80°～100°。设计80°～100°的夹角范围能实现在增大料桶直径的同时保证较好的结构连接稳固性。

在一些实施例中，所述连接件包括承托部和连接部，所述承托部用于承托所述料桶的底部，两个所述连接件的所述承托部之间的距离小于所述料桶的直径；所述连接部的一端与所述承托部固接，另一端与所述竖直轨道滑动连接。通过承托部承托料桶的底部可以提高料桶的稳定性。

在一些实施例中，两个所述竖直轨道上分别安装有槽钢，所述连接部上安装有轴承座，所述轴承座上设有复合轴承，所述复合轴承滑动配合在所述槽钢内。复合轴承滑动配合在槽钢里面，起到导向和支撑料桶的作用，实现料桶在竖直轨道上的稳定升降。

在一些实施例中，所述连接件还包括沿所述料桶高度方向延伸的固定部，所述固定部固接在所述料桶的桶壁上，所述固定部的下端与所述连接部连接。通过设计固定部可以提高料桶与竖直轨道之间的连接强度。

在一些实施例中，所述连接部呈L形，L形的所述连接部的一边与所述固定部固定连接，另一边与所述竖直轨道滑动连接。L形的连接部可以在与固定部的连接处形成台阶结构，防止连接用的紧固件(例如螺栓)受剪切力。

在一些实施例中，所述流质体运料机器人还包括支撑柱，所述支撑柱设置在所述底盘上，并位于所述料桶相对于所述竖直轨道的另一侧，当所述料桶下降到最低点时，所述支撑柱与所述料桶接触以支撑所述料桶。支撑柱可以在运输过程中支撑料桶，以加强运输过程中料桶的稳定性以及改善升降机构的受力情况，防止料桶在运输过程中晃动而导致底盘移动不稳定和影响升降机构的受力。

在一些实施例中，所述流质体运料机器人还包括第一电控箱位和两个第二电控箱位，所述第一电控箱位设置在所述两竖直轨道连线的一侧，所述两个第二电控箱位相对设置在所述两竖直轨道连线的另一侧；所述两个第二电控箱位均位于所述料桶的下方，且其高度均低于或等于所述料桶下降到最低点时所述料桶底部的高度。通过将第一电控箱位和两个第二电控箱位分别设置在两竖直轨道连线的两侧，并使两个第二电控箱位相对设置且均位于料桶下方，从而可以充分利用空间，使得流质体运料机器人的整体结构更为紧凑；将两个第二电控箱位设计成低于或等于料桶下降到最低点时料桶底部的高度，从而避免两个第二电控箱位在料桶下降时造成干涉。

在一些实施例中，所述流质体运料机器人还包括电源机构，所述电源机构设置在所述底盘的底部，实现合理利用空间。从整体来看，将升降机构、电源机构和电控箱组件合理布局在底盘上，使得流质体运料机器人的空间利用率更好，从而有空间将料桶的直径增大以增大料桶容量，提高运输效率。

在一些实施例中，所述流质体运料机器人还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括旋转驱动件和搅拌轴，所述搅拌轴上设有叶片，所述旋转驱动件固定于所述料桶上；所述搅拌轴伸入所述料桶内，所述旋转驱动件能驱动所述搅拌轴转动以搅拌所述料桶内的流质体，所述叶片上装有用于刮除所述料桶内壁粘附的流质体的第一刮板。通过搅拌机构对料桶内的流质体进行搅拌，避免流质体在运输或存放过程中产生离析、分层等现象，造成流质体不均匀；第一刮板随叶片旋转时可将料桶内壁粘附的残留料刮干净，减少料桶内壁上的流质体挂壁残留和浪费。

在一些实施例中，所述流质体运料机器人还包括出料机构，所述出料机构包括出料嘴、直线驱动件和第二刮板，所述出料嘴连通所述料桶的出料口，所述直线驱动件设置在所述料桶内，所述直线驱动件能驱动所述第二刮板抵接所述出料嘴的内壁并朝所述出料嘴的出口做直线运动。第二刮板朝出料嘴的出口做直线运动时能将出料嘴内壁面上的残留流质体推出出料嘴，以减少流质体在出料嘴挂壁残留，减少浪费。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的流质体运料机器人的结构示意图；

图2为图1所示流质体运料机器人的分解示意图；

图3为图1所示流质体运料机器人的俯视图；

图4为图1所示流质体运料机器人的局部结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的料桶和搅拌机构的结构示意图；

图6为现有技术的俯视图。

附图标号说明：

10、底盘；10’、底盘；21、竖直轨道；22、连接架；23、槽钢；24、支撑柱；31、电机；32、轴承座；33、第一L形板；34、第二L形板；35、承托部；36、链条；37、链轮；38、传动轴；41、料桶；41’、料桶；42、第一开合驱动件；43、开合板；44、第二开合驱动件；45、盖板；51、旋转驱动件；52、搅拌轴；53、叶片；61、出料嘴；71、支撑板；72、称重传感器；73、等高螺栓；81、第一电控箱；82、第二电控箱；91、电源机构。

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。

本实施方式提供了一种流质体运料机器人，如图1至图5所示，流质体运料机器人包括底盘10、升降机构、料桶41和两个连接件，升降机构设置在底盘10上，升降机构包括升降驱动组件和两竖直轨道21，两竖直轨道21设置在料桶41的一侧；料桶41通过两个连接件滑动设置在两竖直轨道上，两个连接件之间的距离小于料桶41的直径，升降驱动组件能驱动料桶41在两竖直轨道21上做升降运动。

上述流质体运料机器人，通过将两个竖直轨道21设置在料桶41的一侧，料桶41通过两个连接件滑动设置在两竖直轨道上，并使两个连接件之间的距离小于料桶41的直径，使得料桶的提升点位于料桶的一侧上，从而实现在不改变底盘尺寸且料桶不超出底盘的情况下，将料桶的直径增大，由此增大流质体运料机器人的单次运送容量，提高运输效率。

本实施例中，料桶41为横截面呈圆形的桶体。对比图3与图6，在底盘尺寸不变(即本实施方式提供的流质体运料机器人的底盘10与现有技术的底盘10’尺寸相同)的情况下，本实施方式提供的流质体运料机器人将升降机构整体往后移，并将料桶41的提升点设计在料桶41的一侧上，使得本实施方式提供的流质体运料机器人的料桶41直径远大于现有技术的流质体运料机器人的料桶41’直径，本实施方式提供的流质体运料机器人可以实现将单次运送容量从80L增大至180L。

在一些实施例中，两个连接件与料桶41的连接处与料桶41的中心连线夹角为80°～100°，优选为90°。设计80°～100°的夹角范围能实现在增大料桶直径的同时保证较好的结构连接稳固性。

具体地，底盘10包括框架、四个舵轮和避障雷达，四个舵轮设置在框架底部，实现流质体运料机器人的移动；避障雷达用于流质体运料机器人移动过程中的障碍物探测，以实现流质体运料机器人躲避障碍物。上述结构的底盘10能满足流质体运料机器人转向灵活、爬坡越障性能好、速度快、安全性高的性能要求。

本实施例中，底盘10的一侧安装有门架，两个竖直轨道21分别设置在该门架的两边上，如图1至图3所示，升降机构还包括连接架22，门架的两边通过该连接架22相连接。通过连接架22将门架的两边连接起来，可以加强整个门架的稳固性和刚强度。

在一些实施例中，每个连接件包括承托部35和连接部33，承托部35用于承托料桶41的底部，两个连接件的承托部35之间的距离小于料桶41的直径；连接部33的一端与承托部35固接，另一端与竖直轨道21滑动连接。通过承托部35承托料桶41的底部可以提高料桶41的稳定性。

可选地，两个竖直轨道21上分别安装有槽钢23，连接部33上安装有轴承座32，轴承座32上设有复合轴承，复合轴承滑动配合在槽钢23内。复合轴承滑动配合在槽钢23里面，起到导向和支撑料桶41的作用，实现料桶41在竖直轨道21上的稳定升降。

进一步地，每个连接件还包括沿料桶41高度方向延伸的固定部34，固定部34固接在料桶41的桶壁上，固定部34的下端与连接部33连接。通过设计固定部34可以提高料桶41与竖直轨道21之间的连接强度。在一些实施例中，连接部33呈L形，L形的连接部33的一边的固定部34固定连接，另一边与竖直轨道21滑动连接。L形的连接部33可以在与固定部34的连接处形成台阶结构，防止连接用的紧固件(例如螺栓)受剪切力。

如图4所示的实施例中，升降驱动组件包括电机31、减速机、传动轴38、链轮37和链条36，链条36与轴承座32相连，链轮37与链条36啮合，电机31通过减速机和传动轴38驱动链轮37转动，链轮37转动时链条36将带动轴承座32进行升降运动，轴承座32升降时将带动料桶41在两个竖直轨道21上做升降运动。通过采用电机31、链轮37和链条36驱动料桶41升降，速度比较平稳且升降速度可调，能够实现料桶41的平稳升降。当然，在其它实施例中，也可以通过其它形式的传动机构来驱动轴承座32带动料桶41升降，例如采用电机丝杠机构进行传动，只要能实现料桶41的升降即可。

在一些实施例中，流质体运料机器人还包括支撑柱24，支撑柱24设置在底盘10上，并位于料桶41相对于竖直轨道21的另一侧，当料桶41下降到最低点时，支撑柱24与料桶41接触以支撑料桶41。支撑柱24可以在运输过程中支撑料桶41，以加强运输过程中料桶41的稳定性以及改善升降机构的受力情况，防止料桶41在运输过程中晃动而导致底盘10移动不稳定和影响升降机构的受力。

在一些实施例中，流质体运料机器人还包括搅拌机构，如图5所示，搅拌机构包括旋转驱动件51和搅拌轴52，搅拌轴52上设有叶片53，旋转驱动件51固定于料桶41上；搅拌轴52伸入料桶41内，旋转驱动件51能驱动搅拌轴52转动以搅拌料桶41内的流质体，叶片53上装有用于刮除料桶41内壁粘附的流质体的第一刮板。通过搅拌机构对料桶41内的流质体进行搅拌，避免流质体在运输或存放过程中产生离析、分层等现象，造成流质体不均匀；第一刮板随叶片53旋转时可将料桶41内壁粘附的残留料刮干净，减少料桶41内壁上的流质体挂壁残留和浪费。

具体地，在运输过程中，搅拌机构可设置固定时间对料桶41内的流质体进行搅拌，防止流质体凝固；另外在出料时，搅拌也有利于料桶41内的流质体挤出。可选地，旋转驱动件51可以为电机；第一刮板可以选用聚氨酯刮板，聚氨酯刮板具有一定的弹性，可以避免刮花料桶41的内壁。

在一些实施例中，流质体运料机器人还包括出料机构，出料机构包括出料嘴61、直线驱动件和第二刮板，出料嘴61连通料桶41的出料口，直线驱动件设置在料桶41内，直线驱动件能驱动第二刮板抵接出料嘴61的内壁并朝出料嘴61的出口做直线运动。第二刮板朝出料嘴61的出口做直线运动时能将出料嘴61内壁面上的残留流质体推出出料嘴61，以减少流质体在出料嘴61挂壁残留，减少浪费。具体地，待流质体出料作业完成后，直线驱动件驱动第二刮板抵接出料嘴61的内壁并沿出料嘴61的轮廓自里向外运动，运动的同时将出料嘴61内壁面上的残留流质体推出出料嘴61，使其落入指定容器，减少流质体挂壁残留和浪费。

可选地，直线驱动件可以为但不限于为电动推杆、气缸或者液压缸，优选为电动推杆，电动推杆体积小、精度高、由电机直接驱动，不需要管道的气源或油路，可以实现远距离控制、集中控制或自动控制。

如图4所示，在一些实施例中，流质体运料机器人还包括第一开合驱动件42、开合板43和密封胶条，密封胶条沿料桶41的出料口边缘设置，开合板43可开合地设置在料桶41的出料口，第一开合驱动件42能驱动开合板43打开或关闭出料口。通过第一开合驱动件42驱动开合板43开合以控制料桶41出料口的打开或关闭，实现料桶41内流质体的自动出料，从而可以减少人工操作，提高工作效率；密封胶条起到密封料桶41出料口的作用，在运输过程中防止流质体从料桶41的出料口泄露。

可选地，第一开合驱动件42可以为但不限于为电动推杆、气缸或者液压缸，优选为电动推杆，电动推杆体积小、精度高、由电机直接驱动，不需要管道的气源或油路，可以实现远距离控制、集中控制或自动控制。

如图5所示，流质体运料机器人还包括第二开合驱动件44和盖板45，盖板45可开合地设置在料桶41的进料口，第二开合驱动件44能驱动盖板45打开或关闭进料口。通过第二开合驱动件44可以控制盖板45自动打开或关闭，在对接上料时，盖板45自动打开，实现料桶41的自动接料；运输过程中，盖板45自动关闭，盖板45关闭时将料桶41的进料口密封，可以防止料桶41内的流质体被污染。

可选地，第二开合驱动件44可以为但不限于为电动推杆、气缸或者液压缸，优选为电动推杆，电动推杆体积小、精度高、由电机直接驱动，不需要管道的气源或油路，可以实现远距离控制、集中控制或自动控制。

在一些实施例中，流质体运料机器人还包括称重机构，如图1和图2所示，称重机构包括支撑板71和称重传感器72，支撑板71设置在底盘10顶部，两个竖直轨道21安装于支撑板71上；称重传感器72设置在底盘10上并位于底盘10与支撑板71之间，用于检测放置于支撑板71上的物体的重量。通过称重传感器72对放置于支撑板71上的物体重量进行检测，因此可在料桶41装料和卸料的时候进行称重，可以实现流质体运料机器人的精准装料和精准卸料。

在一些实施例中，称重机构还包括多个等高螺栓73，支撑板71上设有多个通孔，底盘10上设有与多个通孔一一对应的多个螺纹孔，多个等高螺栓73一一对应地穿过多个通孔后与多个螺纹孔螺纹连接。通过上述结构设计，多个等高螺栓73可将支撑板71安装在底盘10上，但是又不影响称重传感器72的检测。

示例性地，如图2所示的实施例中，称重机构包括支撑板71、四个称重传感器72、四个等高螺栓73和两个支撑柱24，整个支撑板71上放置的物体的重量全部由四个称重传感检测，以实现流质体运料机器人精准装料和精准卸料的功能，流质体运料机器人运送一次物料，可以实现为多台作业机器人上料。

在一些实施例中，流质体运料机器人还包括第一电控箱位和两个第二电控箱位，第一电控箱位设置在两竖直轨道21连线的一侧，两个第二电控箱位相对设置在两竖直轨道21连线的另一侧；两个第二电控箱位均位于料桶41的下方，且其高度均低于或等于料桶41下降到最低点时料桶41底部的高度。通过将第一电控箱位和两个第二电控箱位分别设置在两竖直轨道21连线的两侧，并使两个第二电控箱位相对设置且均位于料桶41下方，从而可以充分利用空间，使得流质体运料机器人的整体结构更为紧凑；将两个第二电控箱位设计成低于或等于料桶41下降到最低点时料桶底部的高度，从而避免两个第二电控箱位在料桶41下降时造成干涉。

具体地，如图1和图2所示，第一电控箱位上放置了一个第一电控箱81，两个第二电控箱位上分别放置了一个第二电控箱82，第一电控箱81和第二电控箱82为电气元件提供安装空间并为电气元件提供IP55的防护等级。本实施例中，支撑柱24设置在两个第二电控箱82之间，且支撑柱24的高度高于或等于两个第二电控箱82，以避免两个第二电控箱82在支撑柱24支撑料桶41时造成干涉。

在上述结构的基础上，流质体运料机器人还包括电源机构91，电源机构91设置在底盘10的底部。电源机构91包括动力电池和电池仓，动力电池主要为整个流质体运料机器人提供动力来源，电池仓主要是用于存放动力电池，并为动力电池提供IP55防护等级。从整体来看，将升降机构、电源机构91和电控箱组件合理布局在底盘10上，使得流质体运料机器人的空间利用率更好，从而有空间将料桶41的直径增大以增大料桶41容量，提高运输效率。

本实施方式提供的流质体运料机器人适用于砂浆、瓷砖胶、喷涂、腻子、粘接剂或其它性质相似的流质体材料的运输和上料作业。当施工现场缺少流质体制作、运输或上料人员或设备，且对现场施工环境有较高要求时，本实施方式提供的流质体运料机器人搭配自动搅拌设备和调度系统一起作业，即可完成流质体从制作到上料工艺流程的自动化作业。其具体工作流程如下：流质体运料机器人通过自动导航运行至自动搅拌设备附近，自动搅拌设备将满足流质体配料获取条件，然后自动搅拌设备通过称重计和流量计分别对粉料重量和水流量进行自动监控，实现定量获取流质体配料配比，然后自动完成搅拌；自动搅拌设备搅拌完成后，通过调度系统通知流质体运料机器人取料，流质体运料机器人取料完成后通过自动导航将流质体运输至上料作业端，完成上料。

需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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 (10)

1.一种流质体运料机器人，其特征在于，包括：

底盘；

升降机构，所述升降机构设置在所述底盘上，所述升降机构包括升降驱动组件和两竖直轨道；

料桶，所述两竖直轨道设置在所述料桶的一侧；以及

两个连接件，所述料桶通过所述两个连接件滑动设置在所述两竖直轨道上，所述两个连接件之间的距离小于所述料桶的直径，所述升降驱动组件能驱动所述料桶在所述两竖直轨道上做升降运动。

2.根据权利要求1所述的流质体运料机器人，其特征在于，所述两个连接件与所述料桶的连接处与所述料桶的中心连线夹角为80°～100°。

3.根据权利要求1或2所述的流质体运料机器人，其特征在于，所述连接件包括承托部和连接部，所述承托部用于承托所述料桶的底部，两个所述连接件的所述承托部之间的距离小于所述料桶的直径；所述连接部的一端与所述承托部固接，另一端与所述竖直轨道滑动连接。

4.根据权利要求3所述的流质体运料机器人，其特征在于，两个所述竖直轨道上分别安装有槽钢，所述连接部上安装有轴承座，所述轴承座上设有复合轴承，所述复合轴承滑动配合在所述槽钢内。

5.根据权利要求3所述的流质体运料机器人，其特征在于，所述连接件还包括沿所述料桶高度方向延伸的固定部，所述固定部固接在所述料桶的桶壁上，所述固定部的下端与所述连接部连接。

6.根据权利要求5所述的流质体运料机器人，其特征在于，所述连接部呈L形，L形的所述连接部的一边与所述固定部固定连接，另一边与所述竖直轨道滑动连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的流质体运料机器人，其特征在于，还包括支撑柱，所述支撑柱设置在所述底盘上，并位于所述料桶相对于所述竖直轨道的另一侧，当所述料桶下降到最低点时，所述支撑柱与所述料桶接触以支撑所述料桶。

8.根据权利要求1所述的流质体运料机器人，其特征在于，还包括第一电控箱位和两个第二电控箱位，所述第一电控箱位设置在所述两竖直轨道连线的一侧，所述两个第二电控箱位相对设置在所述两竖直轨道连线的另一侧；所述两个第二电控箱位均位于所述料桶的下方，且其高度均低于或等于所述料桶下降到最低点时所述料桶底部的高度。

9.根据权利要求8所述的流质体运料机器人，其特征在于，所述流质体运料机器人还包括电源机构，所述电源机构设置在所述底盘的底部。

10.根据权利要求1所述的流质体运料机器人，其特征在于，所述流质体运料机器人还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括旋转驱动件和搅拌轴，所述搅拌轴上设有叶片，所述旋转驱动件固定于所述料桶上；

所述搅拌轴伸入所述料桶内，所述旋转驱动件能驱动所述搅拌轴转动以搅拌所述料桶内的流质体，所述叶片上装有用于刮除所述料桶内壁粘附的流质体的第一刮板；或者

所述流质体运料机器人还包括出料机构，所述出料机构包括出料嘴、直线驱动件和第二刮板，所述出料嘴连通所述料桶的出料口，所述直线驱动件设置在所述料桶内，所述直线驱动件能驱动所述第二刮板抵接所述出料嘴的内壁并朝所述出料嘴的出口做直线运动。

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