铺料装置、铺料方法及地砖铺贴机器人

摘要

本发明提供一种铺料装置，包括料斗主体、至少一个散料轴、封板、刮板输送装置和封板移动机构。至少一个散料轴可转动地安装于料斗主体内；封板可移动地安装于料斗主体；刮板输送装置安装于料斗主体且具有一个送料面，送料面与封板相对；封板移动机构与封板机械连接以带动封板相对于送料面沿着与送料面呈锐角的方向移动。本发明还提供一种铺料方法和地砖铺贴机器人。本发明提供的铺料装置通过设置在料斗主体内的散料轴以及安装于料斗主体外的封板，实现了搅拌打散砂料、防止砂料结块以及对落料厚度进行准确控制的效果。

权利要求

1.一种铺料装置，其特征在于，包括：

料斗主体，所述料斗主体包括料斗底板和料斗侧板，所述料斗底板与所述料斗侧板倾斜连接，所述料斗底板开设出料口；

至少一个散料轴，可转动地安装于所述料斗主体内，所述至少一个散料轴安装于所述料斗底板上方；

封板，可移动地安装于所述料斗主体；

刮板输送装置，设置于所述出料口下方，所述刮板输送装置安装于所述料斗主体且具有一个送料面，所述送料面与所述封板相对，所述送料面与所述出料口对应，所述料斗侧板与所述送料面呈锐角，所述料斗底板与所述送料面平行；

封板移动机构，所述封板移动机构包括机械连接的固定部和伸缩部，所述固定部安装于所述料斗侧板，所述伸缩部与所述封板机械连接以带动所述封板相对于所述送料面沿着与所述送料面呈锐角的方向移动，以调整所述封板和所述刮板输送装置之间的间距；

输送底座；以及

绕设于所述输送底座的皮带，所述皮带表面设置有多个止挡条，所述多个止挡条彼此间隔且平行排列，每个止挡条的延伸方向垂直于所述皮带的传送方向，且平行于所述散料轴的轴向；所述伸缩部带动所述封板与所述皮带相抵时，以关闭所述封板。

2.根据权利要求1所述的铺料装置，其特征在于，所述铺料装置还包括驱动电机，所述驱动电机安装于所述料斗主体，并与所述至少一个散料轴机械连接，用于带动所述至少一个散料轴转动。

3.根据权利要求1所述的铺料装置，其特征在于，所述料斗主体设置有导轨，所述封板滑动安装于所述导轨，所述导轨的延伸方向垂直于所述至少一个散料轴的轴向。

4.根据权利要求1所述的铺料装置，其特征在于，所述至少一个散料轴包括两个散料轴，所述两个散料轴彼此间隔，且均平行于所述送料面。

5.一种铺料方法，其特征在于，包括步骤：

提供如权利要求1‑4任一项所述的铺料装置；

在所述料斗主体内装填物料；

启动所述至少一个散料轴，以搅拌物料；

控制所述封板移动机构带动所述封板沿着远离所述送料面的方向移动，并启动所述刮板输送装置，以使物料从所述封板和所述送料面之间被送出。

6.一种地砖铺贴机器人，其特征在于，包括可移动底座以及如权利要求1‑4任一项所述的铺料装置，所述可移动底座包括安装框和舵轮，所述料斗主体安装于所述安装框，所述舵轮与所述安装框机械连接，用于驱动所述安装框移动。

7.根据权利要求6所述的地砖铺贴机器人，其特征在于，所述地砖铺贴机器人还包括信号连接的避障雷达和控制器，所述避障雷达安装于所述可移动底座，用于检测周围的环境是否存在障碍物，所述控制器根据所述避障雷达的检测结果控制所述舵轮的移动，以避开障碍物。

说明书

铺料装置、铺料方法及地砖铺贴机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑自动化设备技术领域，具体而言，涉及一种铺料装置、铺料方法及地砖铺贴机器人。

背景技术

[0002] 地砖铺贴是现在房屋装修过程中的最重要环节，而且是决定建筑装修观感最直接的一环。现有技术中对于室内瓷砖及室外地砖铺贴等的铺砂工艺，都是先由人工将预拌好的砂料堆积到地面，后用工具将砂料铺到施工位置并根据工艺对厚度进行粗略调整，再进行后续的其他施工作业。现有技术会出现场地砂浆堆积、铺料时厚度不均匀等问题，难以满足日益增长的建筑装修需求。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种铺料装置、铺料方法及地砖铺贴机器人，以解决上述问题。本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

[0004] 第一方面，本发明提供一种铺料装置，包括料斗主体、至少一个散料轴、封板、刮板输送装置和封板移动机构。至少一个散料轴可转动地安装于料斗主体内；封板可移动地安装于料斗主体；刮板输送装置安装于料斗主体且具有一个送料面，送料面与封板相对；封板移动机构与封板机械连接以带动封板相对于送料面沿着与送料面呈锐角的方向移动。

[0005] 在一种实施方式中，刮板输送装置包括输送底座以及绕设于输送底座的皮带，皮带表面设置有多个止挡条，多个止挡条彼此间隔且平行排列，每个止挡条的延伸方向垂直于皮带的传送方向，且平行于散料轴的轴向。

[0006] 在一种实施方式中，料斗主体包括料斗侧板，料斗侧板与送料面呈锐角，封板移动机构包括机械连接的固定部和伸缩部，固定部安装于料斗侧板，伸缩部与封板机械连接，用于带动封板移动。

[0007] 在一种实施方式中，料斗主体还包括料斗底板，料斗底板与送料面平行，且与料斗侧板倾斜连接，料斗底板开设有出料口，出料口与送料面对应，刮板输送装置设置于出料口下方，至少一个散料轴安装于料斗底板上方。

[0008] 在一种实施方式中，铺料装置还包括驱动电机，驱动电机安装于料斗主体，并与至少一个散料轴机械连接，用于带动至少一个散料轴转动。

[0009] 在一种实施方式中，料斗主体设置有导轨，封板滑动安装于导轨，导轨的延伸方向垂直于至少一个散料轴的轴向。

[0010] 在一种实施方式中，至少一个散料轴包括两个平行设置的散料轴，两个散料轴彼此间隔，且均平行于送料面。

[0011] 第二方面，本发明还提供一种铺料方法，包括步骤：

[0012] 提供上述任一实施方式的铺料装置；

[0013] 在料斗主体内装填物料；

[0014] 启动至少一个散料轴，以搅拌物料；

[0015] 控制封板移动机构带动封板沿着远离送料面的方向移动，并启动刮板输送装置，以使物料从封板和送料面之间被送出。

[0016] 第三方面，本发明提供一种地砖铺贴机器人，包括可移动底座以及上述任一铺料装置，可移动底座包括安装框和舵轮，料斗主体安装于安装框，舵轮与安装框连接，用于驱动安装框移动。

[0017] 在一种实施方式中，地砖铺贴机器人还包括信号连接的避障雷达和控制器，避障雷达安装于可移动底座，用于检测周围的环境是否存在障碍物，控制器根据避障雷达的检测结果控制舵轮的移动，以避开障碍物。

[0018] 相较于现有技术，本发明提供的铺料装置、铺料方法及地砖铺贴机器人，通过设置在料斗主体内的散料轴以及安装于料斗主体外的封板，实现了搅拌打散砂料、防止砂料结块以及对落料厚度进行准确控制的效果。

[0019] 本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本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。

[0021] 图1是本发明实施例提供的铺料装置在一种视角下的结构示意图。

[0022] 图2是本发明实施例提供的铺料装置在另一种视角下的结构示意图。

[0023] 图3是本发明实施例提供的铺料装置在又一种视角下的结构示意图。

[0024] 图4是本发明实施例提供的地砖铺贴机器人在一种视角下的结构示意图。

[0025] 图5是本发明实施例提供的地砖铺贴机器人在另一种视角下的结构示意图。

[0026] 图6是本发明实施例提供的铺料方法的流程图。

[0027] 其中，上述附图包括以下附图标记：

[0028] 地砖铺贴机器人1000、铺料装置100、料斗主体10、料斗底板11、出料口112、料斗侧板13、第一侧壁131、第二侧壁132、第三侧壁133、第四侧壁134、容料腔15、导轨17、散料轴20、散料齿22、封板30、挡板32、限位板34、开口341、驱动电机40、封板移动机构50、固定部
52、伸缩部54、密封板60、刮板输送装置70、输送底座72、皮带74、送料面741、止挡条742、可移动底座200、安装框210、舵轮220、从动轮230、避障雷达300、控制器400。

具体实施方式

[0029] 为了便于理解本实施例，下面将参照相关附图对本实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。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方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

[0030] 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。本文中在本实施例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。

[0031] 请参阅图1，本发明提供一种铺料装置100，包括料斗主体10、至少一个散料轴20、封板30、刮板输送装置70和封板移动机构50。至少一个散料轴20可转动地安装于料斗主体10内；封板30可移动地安装于料斗主体10；刮板输送装置70安装于料斗主体10且具有一个送料面741，送料面741与封板30相对；封板移动机构50与封板30机械连接以带动封板30相对于送料面741沿着与送料面741呈锐角的方向移动。

[0032] 具体地，料斗主体10包括相互连接的料斗底板11和料斗侧板13，料斗底板11和料斗侧板13围合形成一容料腔15，以便于存储砂料，料斗主体10可使砂料随车移动进行铺料且容料腔15的容积较大，能够随用随取，避免物料堆积。在本实施例中，料斗底板11与送料面741平行，且与料斗侧板13倾斜连接，具体地，料斗底板11相对水平面倾斜，料斗底板11的倾斜角度可以根据砂料的安息角进行设计，例如倾斜角可以大于砂料的安息角，使得砂料可以沿料斗底板11滑下不会造成堆积卡料现象。料斗侧板13与送料面741呈锐角。

[0033] 料斗底板11开设有出料口112，其中，出料口112的尺寸大致与料斗底板11的尺寸相同，出料口112与送料面741对应，出料口112设置于料斗底板11的下端。通过将出料口112设置为较大的尺寸，可以增加砂料与刮板输送装置70的接触面积，从而保证砂料与刮板输送装置70能够充分接触。

[0034] 请参阅图1和图2，料斗侧板13包括首尾连接的第一侧壁131、第二侧壁132、第三侧壁133和第四侧壁134，其中第一侧壁131和第三侧壁133平行且相对，第二侧壁132和第四侧壁134平行且相对。第一侧壁131安装有封板移动机构50，第二侧壁132和第四侧壁134可以用于安装散料轴20。

[0035] 至少一个散料轴20安装于料斗底板11上方。在本实施例中，至少一个散料轴20包括两个平行设置的散料轴20，两个散料轴20彼此间隔安装于料斗主体10内，且均平行于送料面741。具体地，两个散料轴20安装于第二侧壁132和第四侧壁134之间，并且相对第二侧壁132和第四侧壁134垂直。散料轴20的轴线垂直于封板30的移动方向以及送料面741的移动方向。其中一个散料轴20相对另一个散料轴20靠近出料口112，且两个散料轴20可以沿着平行于料斗底板11的方向设置。在本实施例中，散料轴20可以持续的逆时针旋转，以保证砂料持续向下滑动的趋势使落到刮板输送装置70上的砂料是连续的，从而保证出料均匀。

[0036] 在其他实施方式中，至少一个散料轴20也可以是一个散料轴20，散料轴20沿逆时针运动。在另外的实施方式中，至少一个散料轴20也可以是三个、四个或者更多个散料轴20，多个散料轴20之间的旋转方向可以是相同的，以使砂料能搅拌均匀。多个散料轴20之间也可以沿着平行于料斗底板11的方向并排设置，且任意两个散料轴20之间的间距相等。多个散料轴20还可以呈三角形、四边形或者五边形等方式设置于第二侧壁132和第四侧壁134之间。

[0037] 在本实施例中，散料轴20的外周面沿周向设置有多排散料齿22，多排散料齿22在散料轴20转动的时候可以将砂料打散，防止砂料结块，影响后续的铺料。其中，散料齿22的排数可以根据实际情况设定，例如砂料的粘度较大时，可以选择更多的排数，且需要保证散料齿22有足够的强度。又例如，对于粘度较小的砂料，可以选择具有较少排数散料齿22的散料轴20，以节省生产成本。

[0038] 在本实施例中，散料轴20可以是空心转轴，通过将散料轴20设置为空心结构，可以节省生产成本同时减少散料轴20的重量，从而减少料斗的重量，使铺料装置100更加轻便。

[0039] 请参阅图1和图3，料斗主体10设置有导轨17，导轨17的延伸方向垂直于至少一个散料轴20的轴线方向。在本实施例中，导轨17设置于第一侧壁131靠近出料口112的相对两侧，通过对导轨17进行尺寸控制，可以保证封板30插入导轨17时可以相对导轨17有一定的摩擦力，避免封板30安装在导轨17上之后，直接下落堵住砂料的出口，降低静止状态下封板移动机构50的负载。

[0040] 封板30大致为矩形板状结构，封板30滑动安装于导轨17，并且可以由封板移动机构50驱动，使封板30相对于送料面741沿着与送料面741呈锐角的方向移动。通过调整封板30和刮板输送装置70之间的间距可以使多余的砂料被留到封板30后方，也就是留到容料腔
15内部，从而控制出料的厚度。

[0041] 封板30包括垂直连接的挡板32和限位板34，其中挡板32安装于料斗侧板13上，挡板32所在平面平行于第一侧壁131，通过控制挡板32的移动可以控制挡板32与刮板输送装置70之间的间距。限位板34相对挡板32沿远离容料腔15的方向弯折。限位板34设置有开口341，开口341可以用于穿设封板移动机构50。

[0042] 封板移动机构50包括机械连接的固定部52和伸缩部54，伸缩部54相对固定部52移动，固定部52安装于料斗主体10，具体安装于第一侧壁131，伸缩部54与封板30机械连接，具体机械连接于挡板32，伸缩部54用于带动封板30移动。伸缩部54穿设开口341并且与限位板34相抵，使得封板移动机构50的伸缩部54相对固定部52移动时，伸缩部54可以推动限位板
34移动，从而提供封板30上下调节的动力，也就是封板移动机构50可以调整封板30与刮板输送装置70的间距来实现对落料厚度的准确控制。在本实施例中，封板移动机构50可以是推杆，例如是电推杆或者气推杆。在其他实施方式中，封板移动机构50还可以是液压缸。可以理解，封板移动机构50还可以是其他设备，满足为封板30提供适宜的推力即可。

[0043] 如图1所示，铺料装置100还包括密封板60，密封板60安装于封板30的两侧，并位于封板30和刮板输送装置70之间。密封板60可以防止砂料从封板30和刮板输送装置70之间的缝隙露出。密封板60的材质可以是橡胶材质，以更好地对封板30和刮板输送装置70之间的缝隙进行填充，提升料斗主体10在静止状态下的存料性能。通过设置密封板60还可以防止砂料进入刮板输送装置70或者驱动刮板在输送装置的电机内，对刮板输送装置70的运动造成影响。

[0044] 请继续参阅图1和图3，刮板输送装置70可保证料斗主体10中的砂料连续不间断的输送。刮板输送装置70设置于出料口112下方。刮板输送装置70包括输送底座72以及绕设于输送底座72的皮带74，皮带74与出料口112对应的的上表面为送料面741，送料面741平行于料斗底板11，送料面741与料斗内砂料接触。随输送底座72的不断转动以及皮带74与砂料之间的摩擦力和砂料本身重力使砂料能够做到连续下料。可以通过对皮带74的运动速度的调整控制机构出料量，具体地，输送底座72可以通过电机带动其转动，通过调整电机的转速可以对皮带74的运动速度进行调整，从而控制落料体积，并且可以配合封板30对落料厚度进行控制。

[0045] 皮带74表面设置有多个间隔设置的止挡条742，多个止挡条742彼此间隔且平行排列，每个止挡条742的延伸方向垂直于皮带74的传送方向，且平行于散料轴20的轴向。止挡条742可以通过粘结的方式设置于送料面741，还可以与皮带74一体设置。在本实施例中，多个止挡条742之间的距离可以相等，也就是说，止挡条742均匀设置于送料面741，止挡条742的高度可以根据砂料的尺寸进行选定，例如砂料的尺寸较小时，可以选用较低的止挡条742，以防止止挡条742阻挡砂料的下落。

[0046] 请参阅图4，铺料装置100还包括驱动电机40，驱动电机40安装于料斗主体10，并与至少一个散料轴20机械连接，驱动电机40用于带动至少一个散料轴20转动，从而对容料腔15内的砂料进行搅拌打松。在本实施例中，驱动电机40安装于第二侧壁132，驱动电机40的数量与散料轴20的数量相同，也就是说，一个驱动电机40带动一个散料轴20转动。驱动电机
40可以是蜗轮蜗杆电机，蜗轮蜗杆电机可以通过持续的逆时针旋转保证砂料有向前部滑动的趋势，保证刮板输送装置70上的砂料能够均匀输出。

[0047] 综上，本发明提供的铺料装置100通过设置在料斗主体10内的散料轴20以及安装于料斗主体10外的封板30，实现了搅拌打散砂料、防止砂料结块以及对落料厚度进行准确控制的效果。

[0048] 请继续参阅图4和图5，本发明还提供一种地砖铺贴机器人1000，用于地砖的铺贴，其中，地砖的铺贴包括铺料、铺砖以及找平等步骤，铺料可以通过铺料装置100完成。在本实施例中，地砖铺贴机器人1000包括铺料装置100和可移动底座200，可移动底座200包括安装框210和舵轮220，料斗主体10安装于安装框210，在本实施例中，安装框210为多个杆体组成的框体结构。舵轮220与安装框210连接，并用于驱动安装框210移动。在本实施例中，舵轮220的数量可以是两个，舵轮220可以用于驱动可移动底座200的直行或者转向，避免地砖铺贴机器人1000在工作时与其他机构发生碰撞而造成损坏，或者影响地砖铺贴机器人1000的作业效率。

[0049] 在本实施例中，可移动底座200还包括两个从动轮230，从动轮230可以由舵轮220带动转动，从动轮230可以是万向轮结构，以实现车体的横向或者斜向移动。使得地砖铺贴机器人1000可以在在每次纵向倒退铺料完成后，横移到下一铺料位置继续作业，最后对剩下的横向通道进行铺砂作业。

[0050] 地砖铺贴机器人1000还包括信号连接的避障雷达300和控制器400，避障雷达300可以与舵轮220相邻并安装于可移动底座200，控制器400可以设置于任意位置，满足对舵轮220和避障雷达300的控制即可。避障雷达300用于检测周围是否存在障碍物，其中，障碍物包括可移动底座200移动时附近的静态障碍物或动态障碍物，控制器400根据避障雷达300的检测结果控制舵轮220的移动，以避开障碍物。具体地，舵轮220再带动从动轮230运动，从而使地砖铺贴机器人1000可以根据周围环境控制运动方向，避免与障碍物发生碰撞。

[0051] 请参阅图6，本发明还提供一种铺料方法，包括步骤：

[0052] 提供铺料装置100；

[0053] S110：在料斗主体10内装填物料。

[0054] 在一种实施方式中，可以在封板30关闭后，再给料斗主体10内进行物料装填。其中关闭封板30可以通过控制封板移动机构50的移动实现，具体地，可以控制伸缩部54相对固定部52下移，伸缩部54带动封板30向下移动，待封板30与皮带74相抵时，即实现封板30的关闭。装填物料可以是推车将铺料装置100推到物料补给区再进行装填物料。在另一种实施方式中，可以在铺料装置100运动到物料补给区的途中，关闭封板30。可以理解，还可以是在铺料装置100到达物料补给区之后再关闭封板30。

[0055] 作为一种示例，料斗主体10还可以设置砂料余量检测装置，砂料余量检测装置与控制器信号连接，待砂料余量检测装置检测到砂料余量少于预设余量时发出第一触发信号，控制器接收第一触发信号并控制推车推动铺料装置100朝物料补给区移动。砂料余量检测装置检测的砂料余量可以是通过检测砂料在料斗主体10中的高度、或者是料斗的重量变化、或者是检测从料斗主体10中输出的砂料的体积。待砂料余量检测装置检测到砂料余量等于或者多于预设余量时发出第二触发信号，控制器接收第二触发信号并控制推车推动铺料装置100朝作业位置移动。

[0056] S120：启动至少一个散料轴20，以搅拌物料。

[0057] 在本实施例中，可以是铺料装置100到达作业位置后，再启动至少一个散料轴20。在其他实施方式中，可以是物料装填完成后，可以启动散料轴20，散料轴20转动，对砂料进行搅拌，防止运输时间过长导致砂料结块。在另一种实施方式中，物料装填完成后，可以启动散料轴20，使散料轴20低速转动，待铺料装置100到达作业位置后，再提升散料轴20的转动速度。通过控制不同阶段对应的散料轴20的转动速度不同，在防止运输时间过长导致砂料结块的同时还可以降低能耗。

[0058] S130：控制封板移动机构50带动封板30着远离送料面741的方向移动，并启动刮板输送装置70，以使物料从封板30和送料面741之间被送出。

[0059] 其中封板移动机构50和刮板输送装置70可以同时启动，砂料随刮板输送装置70运动的过程中可以及时输出到料斗主体10外部的作业区，避免由于先启动刮板输送装置70，导致砂料的堆积对料斗主体10造成挤压，而损坏料斗主体10。也可以避免由于封板移动机构50先启动导致的砂料直接落入作业区，而导致的铺料不均匀。

[0060] 控制器400可以控制推车匀速移动或转动，从而控制铺料装置100匀速运动。由于铺料装置100可以准确控制落料的厚度，因此铺料装置100在匀速运动的过程中，可以控制将砂料均匀的铺在作业平面。

[0061] 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本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。