CN114376450A - 打磨刀具和灰浆清理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种打磨刀具和灰浆清理机器人，其中，所述打磨刀具包括刀盘、刀轴和刀片，所述刀轴与所述刀盘连接并可随所述刀盘一起转动，所述刀轴上同轴地套设有所述刀片，所述刀片与所述刀轴之间形成有间隙。本方案的打磨刀具能够对墙根处的浮浆进行清理，同时能够减小刀片的冲击损伤，延长使用寿命。

Description

打磨刀具和灰浆清理机器人

技术领域

本发明涉及建筑机器人技术领域，特别是涉及打磨刀具和灰浆清理机器人。

背景技术

建筑施工过程中，由于木模、铝模浇筑溢浆、砌砖、抹灰、螺杆洞封堵及腻子涂敷等作业都会在楼地面粘附诸如砂浆、腻子等各种凝固物，若不及时清理这些凝固物，将会导致铺装混凝土表面与原地面粘合不牢，产生隔空、裂纹、起鼓等现象，严重影响工程质量。目前，常规的处理方法是人工使用电镐去除凝固物，直至地面平整，但电镐施工进度缓慢、工作量大。近年来也陆续出现了各类灰浆清理类人工辅助设备，但这类设备的打磨刀具通常只能清除地面上的浮浆，无法很好地覆盖墙根处的浮浆，并且打磨刀具易磨损、使用寿命较短。

发明内容

基于此，有必要提供一种打磨刀具和灰浆清理机器人。

一种打磨刀具，包括刀盘、刀轴和刀片，所述刀轴与所述刀盘连接并可随所述刀盘一起转动，所述刀轴上同轴地套设有所述刀片，所述刀片与所述刀轴之间形成有间隙。

上述的打磨刀具可作为灰浆清理机器人的执行机构，用于对墙根处的浮浆进行深度清理。在进行墙根浮浆清理作业时，将打磨刀具移动至靠近墙根部位，刀盘绕着自身中心轴线转动，刀轴能够随着刀盘一并绕着刀盘的中心轴线旋转，刀片也随之进行公转，并且在离心力的作用下，刀片呈向外发射状，此时刀片在公转轨迹上具有一定的线速度，具有一定的动能，当刀片接触到被切削的物体时，刀片与被切削物体产生碰撞，动能转化为冲击能量，从而能够起到破碎被切削物体的作用，同时由于刀片可以绕刀轴旋转，受到反冲击作用的刀片会绕着刀轴释放能量，起到缓冲作用，从而可有效避免刀片与物体硬碰撞而发生损伤。刀片与刀轴之间的间隙一方面可增大刀片的偏心量，获得更大的冲击能量，另一方面可进一步增大缓冲空间，利于刀具释放能量。如此，打磨刀具能够通过惯性力清除墙根处的浮浆，同时能够减小刀片的冲击损伤，延长使用寿命。

在其中一个实施例中，所述刀轴设置有至少两个，所述刀盘沿周向设有与所述刀轴数量适配的刀座，所述刀轴与所述刀座一一对应地连接。

在其中一个实施例中，所述刀座设有供所述刀轴穿过的连接孔，所述刀轴上套设有锁紧件，所述锁紧件将所述刀轴锁紧于所述刀座。

在其中一个实施例中，所述刀座相对所述刀盘呈水平设置；或者，所述刀座相对所述刀盘向下倾斜预设角度。

在其中一个实施例中，所述预设角度为10°～15°。

在其中一个实施例中，各所述刀轴沿轴向分别套设有至少两个所述刀片，各所述刀轴上还套设有隔垫，所述隔垫位于相邻两个所述刀片之间。

在其中一个实施例中，所述刀轴呈阶梯轴或者锥形轴设置。

在其中一个实施例中，所述刀片呈多角形设置。

在其中一个实施例中，所述刀片的周向设有多个角部，各所述角部均设有采用耐冲击材料制成的刀尖。

本申请还提出一种灰浆清理机器人，包括如上所述的打磨刀具。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的打磨刀具的结构示意图；

图2为图1中的打磨刀具的俯视示意图；

图3为图1中的打磨刀具的剖面结构示意图；

图4为本发明第二实施例的打磨刀具的结构示意图；

图5为图4中的打磨刀具的部分剖面结构示意图；

图6为本发明第三实施例的打磨刀具的部分剖面结构示意图；

图7为打磨刀具的工作原理示意图(此时，刀片处于静止状态)；

图8为打磨刀具的工作原理示意图(此时，刀片处于旋转状态)。

附图标记说明：

10、刀盘；20、刀轴；30、刀片；40、刀座；50、锁紧件；60、隔垫。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1至图3，为本发明第一实施例提供的打磨刀具，该打磨刀具包括刀盘10、刀轴20和刀片30，所述刀轴20设置有至少两个，各所述刀轴20沿所述刀盘10的周向间隔布置并可随所述刀盘10一起围绕刀盘10的中心轴线转动，各所述刀轴20上同轴地套设有所述刀片30，所述刀片30与所述刀轴20之间形成有间隙。

上述的打磨刀具可作为灰浆清理机器人的执行机构，用于对墙根处的浮浆进行深度清理。具体地，刀盘10构成打磨刀具的主体支撑结构，刀盘10可采用结构强度较高的金属材质制成，刀盘10可与旋转驱动件连接，并可在旋转驱动件的带动下旋转，进而带动刀轴20和刀片30旋转。例如，在本实施例中，刀盘10包括盘体及设于盘体顶面的转轴，转轴用于与旋转驱动件连接。刀盘10的周向设有刀轴20，刀轴20的轴线可与竖直方向相重合，或者相对于竖直方向呈现出一定的倾斜角度。刀轴20与刀盘10之间可直接固定连接，或者刀轴20与刀盘10之间也可以通过刀座40间接固定连接。每一个刀轴20上均同轴地套设有刀片30，刀片30的中心孔的孔径大于刀轴20的外径，从而保证刀片30与刀轴20之间形成有一定的间隙，该间隙的大小可根据实际情况进行设置，一般可设置为2mm～3mm。刀轴20的数量可根据实际需要进行设置，可为一个、两个、三个或者更多。例如，在本实施例中，刀盘10的周向均匀且间隔设置有六个刀轴20。各刀轴20上套设的刀片30数量可根据实际情况进行设置，可为一个、两个或者更多。并且，各刀轴20上的刀片30的布置可以是均匀布置，也可以是非均匀布置，在此不做具体限定。

请结合图7和图8，在进行墙根浮浆清理作业时，将打磨刀具移动至靠近墙根部位，刀盘10绕着自身中心轴线转动，各刀轴20能够随着刀盘10一并绕着刀盘10的中心轴线进行旋转，刀片30也随之进行公转，并且在离心力的作用下，刀片30呈向外发射状，此时刀片30在公转轨迹上具有一定的线速度，具有一定的动能，当刀片30接触到被切削的物体时，刀片30与被切削物体产生碰撞，动能转化为冲击能量，从而能够起到破碎被切削物体的作用，同时由于刀片30可以绕刀轴20旋转，受到反冲击作用的刀片30会绕着刀轴20释放能量，起到缓冲作用，从而可有效避免刀片30与物体硬碰撞而发生损伤。刀片30与刀轴20之间的间隙一方面可增大刀片30的偏心量，获得更大的冲击能量，另一方面可进一步增大缓冲空间，利于刀具释放能量。如此，打磨刀具能够通过惯性力清除墙根处的浮浆，同时能够减小刀片30的冲击损伤，延长使用寿命。

进一步地，为了便于刀轴20的安装，在本实施例中，所述刀盘10沿周向设有与所述刀轴20数量适配的刀座40，所述刀轴20与所述刀座40一一对应地连接。具体地，如图2所示，在本实施例中，刀座40大体呈矩形条状，刀座40的一端与刀盘10连接固定，另一端朝远离刀盘10轴线的方向延伸，多个刀座40沿刀盘10的周向排布成辐射状。例如，在本实施例中，刀盘10的周向间隔且均匀布置有六个刀座40，每一刀座40均安装有一个刀轴20。其中，刀座40与刀盘10之间包括但不限于通过焊接、紧固件连接等方式连接固定。当然，在其他实施例中，刀盘10也可与刀座40一体成型设置。刀轴20与刀盘10之间可通过焊接、紧固件连接等方式连接固定。

进一步地，请参照图3，在本实施例中，所述刀座40设有供所述刀轴20穿过的连接孔，所述刀轴20上套设有锁紧件50，所述锁紧件50将所述刀轴20锁紧于所述刀座40。具体地，刀轴20的一端穿过连接孔而凸出于刀座40的顶面，锁紧件50连接于刀轴20的顶端，锁紧件50与刀座40的顶面限位配合，刀轴20位于刀座40下方的轴体用于套设刀片30，为了防止刀片30从刀轴20的底端滑脱，刀轴20的底部还设有限位凸缘，限位凸缘的外径大于刀片30的中心孔的孔径。锁紧件50具体可为与刀轴20螺纹配合的锁紧螺母。如此，可以很方便的将刀轴20从刀盘10上拆卸下来，以便于刀片30的拆卸和更换。

进一步地，在本实施例中，所述刀座40相对所述刀盘10呈水平设置。具体地，如图3所示，刀盘10呈水平放置，刀座40相对于刀盘10沿水平方向延伸，刀轴20沿竖向延伸，套设于刀轴20上的刀片30也大体呈水平状态。当刀盘10转动时，可带动刀片30沿水平方向向外发散，以对墙根处的浮浆进行切削打磨。

考虑到在第一实施例中的打磨刀具整体呈现出水平结构，此种设计，使得刀片30的端面或者刀轴20的端面容易接触到地面，易造成磨损，故在上述的实施例的基础上对打磨刀具的结构进一步进行优化。

请参阅图4和图5，为本发明第二实施例的打磨刀具，在本实施例中，打磨刀具包括刀盘10、刀轴20和刀片30，所述刀轴20设置有至少两个，各所述刀轴20沿所述刀盘10的周向间隔布置并可随所述刀盘10一起转动，各所述刀轴20上分别套设有所述刀片30，所述刀片30与所述刀轴20之间形成有间隙。所述刀盘10沿周向设有与所述刀轴20数量适配的刀座40，所述刀轴20与所述刀座40一一对应地连接。其中，所述刀座40相对所述刀盘10向下倾斜预设角度。

第二实施例与第一实施例的主要区别在于将刀座40相对于刀盘10倾斜设置，在本实施例中，通过将刀座40相对刀盘10向下倾斜预设角度，使得刀具整体上呈现出锥形结构。具体地，如图5所示，刀盘10呈水平设置，刀座40的一端与刀盘10连接，另一端相对于刀盘10向下倾斜延伸，刀轴20相对于竖直方向朝靠近刀盘10的轴线的方向倾斜，如此，套设于刀轴20上的刀片30也呈倾斜设置。此种结构设计，使得刀片30的端面和刀轴20的端面不会直接接触到地面，而是刀片30的刀尖部位接触地面，如此既可以切削地面又可以切削墙面，对墙根处的浮浆有很好的切削效果，可有效提升切削效率。

另外，为了保证较好的切削效果，所述刀座40相对所述刀盘10向下倾斜的预设角度不能过大或者过小。优选地，所述预设角度为10°～15°，例如，可为10°、12°或者15°等。

进一步地，在上述实施例中，各所述刀轴20沿轴向分别套设有至少两个所述刀片30，各所述刀轴20上还套设有隔垫60，所述隔垫60位于相邻两个所述刀片30之间。通过在刀轴20上设置多个刀片30，通过多个刀片30同时对被切削物体进行冲击，使得冲击能量更大，从而能够更为快速地将被切削物体冲击破碎，进一步提升切削效率。并且在相邻的两个刀片30之间设置隔垫60，使得两个刀片30之间不会直接形成面接触，减小摩擦阻力，从而能够避免两个刀片30直接接触而发生磨损。可选地，隔垫60可采用柔性材质制成，例如可采用橡胶垫圈或者硅胶垫圈，不仅能够将两个刀片30隔开，同时由于自身的弹性还能够起到一定的缓冲作用，从而能够进一步延长刀片30的使用寿命。其中，刀片30的数量可根据实际需求进行设置。例如，如图1和图4所示，每一刀轴20上分别套设有三个刀片30。当然，在其他实施例中，每一刀轴20上还可以套设五个、六个或者更多的刀片30，在此不做具体限定。此外，各个刀轴20上套设的刀片30数量可以相同也可以不相同。

为了进一步提升墙根处的覆盖效果，保证墙根处能够被完全清理，在第二实施例的基础上对上述打磨刀具的结构进行了进一步地优化。

请参阅图6，为本发明第三实施例的打磨刀具，在本实施例中，打磨刀具包括刀盘10、刀轴20和刀片30，所述刀轴20设置有至少两个，各所述刀轴20沿所述刀盘10的周向间隔布置并可随所述刀盘10一起转动，各所述刀轴20上分别套设有所述刀片30，所述刀片30与所述刀轴20之间形成有间隙。所述刀盘10沿周向设有与所述刀轴20数量适配的刀座40，所述刀轴20与所述刀座40一一对应地连接。其中，所述刀座40相对所述刀盘10向下倾斜预设角度；所述刀轴20呈阶梯轴或者锥形轴设置。该打磨刀具的主体结构与第二实施例中的打磨刀具大体相同，主要区别在于，在本实施例中，所述刀轴20呈阶梯轴或者锥形轴设置。如此，使得刀片30与刀轴20之间的间隙也呈现出一个变化的趋势，在刀轴20的轴向上，各刀片30与刀轴20之间的间隙不等，当刀具旋转起来时，在离心力的作用下，刀片30发散开来，发散开的刀片30的刀尖外轮廓刚好可以紧贴墙面，可达性高，能够实现深度清理的效果。

例如，如图6所示，在本实施例中，刀轴20的外圆呈阶梯状，且刀轴的各级阶梯呈现出自上而下逐渐减小的趋势，多个刀片30对应套设于阶梯部位。由于各个刀片30的尺寸相同，相应地，刀片30与刀轴20之间的间隙呈现出自上而下逐渐增大的趋势。当然，在其他实施例中，也可将刀轴20设置为自上而下逐渐渐缩的锥形轴，同样也可使刀片30与刀轴20之间的间隙呈现出自上而下逐渐增大的趋势。可以理解的是，在其他实施例中，刀轴20的外径保持不变，将套设在刀轴20上的各个刀片30的尺寸设置为不相同，也可达到类似的效果，在此不再赘述。

进一步地，在上述各实施例中，所述刀片30呈多角形设置。例如，可将刀片30设置为五角形、八角形、十二角形或者其他形状的多角形。如此，刀片30具有多个角部，当刀片30旋转起来后，刀片30的角部与待切削物体相接触，当其中一个角部磨损后质量减轻，刀片30在离心力的作用下会将质量较轻的角部旋转回来朝向旋转中心，而未被磨损的质量较重的角部朝向旋转中心外侧，从而保证刀片30能够继续进行切削打磨作业，只有当刀片30上所有的角部全部磨损之后，刀片30的寿命才会终止，如此，可有效延长刀片30的使用寿命，降低刀片30的更换频率，降低成本。例如，在本实施例中，刀片30呈八角形设置，只有在刀片30的八个角部全部磨损之后，刀片30的寿命才会终止。

此外，为了进一步延长刀片30的使用寿命，在本实施例中，所述刀片30的周向设有多个角部，各所述角部均设有采用耐冲击材料制成的刀尖。具体地，可在刀片30的各个角部焊接有耐冲击的硬质合金刀尖材料，从而具有更强的耐冲击性能。

此外，本申请还提出一种灰浆清理机器人，该灰浆清理机器人可用于建筑物楼地面、墙根处的灰浆清理，能够代替人工进行自动化的清理作业，可有效减轻人工负担，提升作业效率，并且可达性高，清理覆盖范围广。该灰浆清理机器人包括移动装置和打磨刀具，打磨刀具搭载在移动装置上，通过移动装置可将打磨刀具移动至待清理的墙根部位，通过打磨刀具能够实现墙根处的深度清洁。其中，打磨刀具的具体结构可参照上述实施例，由于本灰浆清理机器人采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本申请对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本申请等同的技术方案。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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。

Claims (10)

1.一种打磨刀具，其特征在于，所述打磨刀具包括刀盘、刀轴和刀片，所述刀轴与所述刀盘连接并可随所述刀盘一起转动，所述刀轴上同轴地套设有所述刀片，所述刀片与所述刀轴之间形成有间隙。

2.根据权利要求1所述的打磨刀具，其特征在于，所述刀轴设置有至少两个，所述刀盘沿周向设有与所述刀轴数量适配的刀座，所述刀轴与所述刀座一一对应地连接。

3.根据权利要求2所述的打磨刀具，其特征在于，所述刀座设有供所述刀轴穿过的连接孔，所述刀轴上套设有锁紧件，所述锁紧件将所述刀轴锁紧于所述刀座。

4.根据权利要求2所述的打磨刀具，其特征在于，所述刀座相对所述刀盘呈水平设置；或者，所述刀座相对所述刀盘向下倾斜预设角度。

5.根据权利要求4所述的打磨刀具，其特征在于，所述预设角度为10°～15°。

6.根据权利要求2所述的打磨刀具，其特征在于，各所述刀轴沿轴向分别套设有至少两个所述刀片，各所述刀轴上还套设有隔垫，所述隔垫位于相邻两个所述刀片之间。

7.根据权利要求6所述的打磨刀具，其特征在于，所述刀轴呈阶梯轴或者锥形轴设置。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的打磨刀具，其特征在于，所述刀片呈多角形设置。

9.根据权利要求8所述的打磨刀具，其特征在于，所述刀片的周向设有多个角部，各所述角部均设有采用耐冲击材料制成的刀尖。

10.一种灰浆清理机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的打磨刀具。

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