管线伸缩装置和具有其的浆料施工设备的制作方法

本发明属于机器人领域，尤其涉及一种管线伸缩装置和具有其的浆料施工设备。

背景技术：

对于建筑机器人行业，使用机械臂进行粘结剂的铺贴是保证粘结剂铺贴精准的重要手段。而在将瓷砖胶从料仓运输到机械臂末端的过程中，使用的管道有效长度变化巨大，必须对管道加以约束，以避免管道缠绕、弯折、阻碍粘结剂的运输。目前尚未有使用机械臂铺设瓷砖胶的先例，因此现有技术中上也没有收缩管道的模组。类似的有收缩线缆的模组，但此类模组行程短，使用弹力绳进行收缩，弹力不足以带动填满粘结剂的管道，且会随着使用老化，收缩能力进一步降低，故不适用机械臂铺浆的工况。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种管线伸缩装置，所述管线伸缩装置工作稳定，收缩效果好，使用寿命长。

本发明还旨在提供一种具有上述管线伸缩装置的浆料施工设备。

根据本发明实施例的管线伸缩装置，包括：支架；滑轮组，所述滑轮组设在所述支架上，所述滑轮组具有多个滑轮，所述多个滑轮包括动滑轮和定滑轮；管线，所述管线绕设在所述动滑轮和所述定滑轮上，所述管线的至少一端为自由端；配重块，所述配重块连接所述动滑轮，所述配重块在第一位置和第二位置之间可活动；其中，所述管线在所述自由端被向外拉出时带动所述动滑轮活动，使所述动滑轮带动所述配重块向所述第一位置活动以蓄能；所述管线在所述自由端被释放时，所述配重块朝向所述第二位置活动并释放势能，所述配重块带动所述动滑轮活动以拉动所述自由端回缩。

根据本发明实施例的管线伸缩装置，通过将管线绕在滑轮组上，能够对管线良好约束，避免管线缠绕、弯折等，管线的自由端被拉出的长度可以大幅度变化。而且通过调整管线绕过的滑轮的数量，或者调整管线在多个滑轮之间绕设的圈数，或者调整动滑轮的移动范围等，都可以使管线伸缩装置能够收揽的管线长度范围得到调整，因此这一方案可以适应各种管线管理领域中。由于滑轮组的每个滑轮可以转动，管线收放时摩擦力较小，磨损较小，因此可以延长装置使用寿命。而且滑轮通过转动来移动管线，管线收拉较顺畅、省力，可提高管线伸缩装置的工作平稳性。

除此之外，本发明实施例的管线伸缩装置利用配重块连接动滑轮，使自由端被拉出时配重块蓄势，而自由端被释放时配重块放势使拉动管线回缩，不仅可以使自由端在不需要时能够自动回缩，而且配重块利用的势能为自身的重力势能，不需要额外增设动力件，没有电耗，因此可以降低生产成本和使用成本，减小装置所占空间体积。

可选地，至少一个所述滑轮上设有用于限制所述管线脱离的限位外罩。

具体地，所述限位外罩包括：两个限位板，所述两个限位板连接在所述滑轮的相对两侧端面上；至少一个限位柱，所述限位柱的两端分别连接所述两个限位板，所述限位柱和所述滑轮之间容置所述管线。

进一步的地，所述限位柱上外套有滚动套。

可选地，所述配重块与所述动滑轮之间连接有牵引绳，所述牵引绳支撑在所述支架上，所述支架上设置有滚轮，所述牵引绳绕设在所述滚轮上。

在一些实施例中，所述配重块为串联连接的多个，每个所述配重块均为可拆卸连接。

在一些实施例中，所述支架上设有导向结构，所述导向结构用于与所述动滑轮的轮轴配合以使所述动滑轮在所述导向结构上活动。

具体地，所述导向结构为导轨，所述动滑轮的所述轮轴上连接有滑块，所述滑块滑动配合在所述导轨上。

在一些实施例中，所述滑轮组中包括多个所述定滑轮和多个所述动滑轮，在所述管线的延伸方向上，多个所述定滑轮和多个所述动滑轮交替布置。

根据本发明实施例的浆料施工设备，包括：管线伸缩装置，所述管线伸缩装置为上述任一项所述的管线伸缩装置，所述管线伸缩装置中的所述管线用于输送浆料；机械手，所述机械手连接所述管线的一个所述自由端。

根据本发明实施例的浆料施工设备，通过设置上述管线伸缩装置，管道可在使用结束后自动被收束在支架上，不会影响到其他工作器件，降低运动干涉，并且管道收束简单，运动稳定，再次使用管道时取用方便。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分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

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的管线伸缩装置的结构示意图。

图2是图1所示实施例的沿a-a方向的剖视图。

图3是一个实施例的滑轮与对应限位外罩的截面图。

附图标记：

管线伸缩装置100、

支架1、

滑轮组2、动滑轮21、轮轴211、定滑轮22、

管线3、自由端31、

配重块4、牵引绳41、滚轮42、

限位外罩5、限位板51、限位柱52、滚动套521、

导向结构6、导轨61、滑块62。

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，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的管线伸缩装置100。

本发明实施例的管线伸缩装置100，如图1和图2所示，包括：支架1、滑轮组2、管线3和配重块4。滑轮组2设在支架1上，滑轮组2具有多个滑轮，多个滑轮包括动滑轮21和定滑轮22。管线3绕设在动滑轮21和定滑轮22上，管线3的至少一端为自由端31。配重块4连接动滑轮21，配重块4在第一位置和第二位置之间可活动。其中，管线3在自由端31被向外拉出时带动动滑轮21活动，使动滑轮21带动配重块4向第一位置活动以蓄能，管线3在自由端31被释放时，配重块4朝向第二位置活动并释放势能，配重块4带动动滑轮21活动以拉动自由端31回缩。

支架1为管线伸缩装置100的底座与支撑件，来支撑管线伸缩装置100的其他大部分零件，方便零件的固定或悬挂，使整个支撑管线伸缩装置100在移动与使用、安装时较为方便。滑轮组2包括动滑轮21与定滑轮22，定滑轮22相对支架1只能转动不能移动，动滑轮21相对支架1既能转动也能移动，动滑轮21与定滑轮22分散布置，管线3缠绕在动滑轮21与定滑轮22上，从而使管线3能够有序地收纳在滑轮组2上，避免管线3在收纳时缠线问题，多滑轮的组合能收纳管线3的长度较大。其中，滑轮可以转动，管线3在收线和放线时，管线3都与滑轮之间大多为滚动摩擦，不仅使管线3收放更加顺畅、省力，而且对管线3也能起到保护作用，减少刮蹭导致的零件损伤。

本申请的方案中，管线3可以是用于输送物料的管道，管线3也可以是实芯线体，这里对于管线3的结构和用途不作具体限制。根据对管线3的实际使用情况，管线3可以仅一端活动即一端为自由端31，管线3也可以两端都活动即两端为自由端31。

管线伸缩装置100在使用时，会由工作或者使用设备(如机械臂、伸缩杆、甚至无人机等)牵引管线3的自由端31到达需要的位置。从管线伸缩装置100自身结构来讲，管线3的自由端31相当于管线伸缩装置100工作的主动部，动滑轮21、配重块4相当于管线伸缩装置100工作的被动部。当管线3的自由端31被向外拉出时，管线3绕设在滑轮组2上的部分的长度变短，在管线3的拉动下动滑轮21朝向与其他滑轮趋近的方向移动。动滑轮21移动时会拉动配重块4，当动滑轮21对配重块4的拉力超过重力势能对配重块4的作用力时，连在动滑轮21上的配重块4也被移动，配重块4在从第二位置向第一位置活动时其重力势能增加，达到蓄能效果。当管线3的自由端31被释放时，动滑轮21对配重块4的拉力减小，配重块4释放势能，即重力势能对配重块4的作用力驱动配重块4朝向第二位置活动。配重块4活动时拉动动滑轮21移动，使动滑轮21与其他滑轮之间的距离趋远，这样拉动管线3的自由端31回缩，绕设在滑轮组2之间的管线3的长度变长，完成管线3收束，降低管线3使用结束后对其他使用部件产生运动干涉。

综上，根据本发明实施例的管线伸缩装置100，通过将管线3绕在滑轮组2上，能够对管线3良好约束，避免管线3缠绕、弯折等，管线3的自由端31被拉出的长度可以大幅度变化。而且通过调整管线3绕过的滑轮的数量，或者调整管线3在多个滑轮之间绕设的圈数，或者调整动滑轮21的移动范围等，都可以使管线伸缩装置100能够收揽的管线3长度范围得到调整，因此这一方案可以适应各种管线管理领域中。由于滑轮组2的每个滑轮可以转动，管线3收放时摩擦力较小，磨损较小，因此可以延长装置使用寿命。而且滑轮通过转动来移动管线3，管线3收拉较顺畅、省力，可提高管线伸缩装置100的工作平稳性。

除此之外，本发明实施例的管线伸缩装置100利用配重块4连接动滑轮21，使自由端31被拉出时配重块4蓄势，而自由端31被释放时配重块4放势使拉动管线3回缩，不仅可以使自由端31在不需要时能够自动回缩，而且配重块利用的势能为自身的重力势能，不需要额外增设动力件，没有电耗，因此可以降低生产成本和使用成本，减小装置所占空间体积。

可选地，如图1所示，至少一个滑轮上设有用于限制管线3脱离的限位外罩5。

管线3缠绕在滑轮上，通过增设限位外罩5，可以限制管线3从滑轮上横向脱出的情况，避免脱线、夹线的情况发生，提高管线伸缩装置100的工作稳定性。

具体地，如图1和图3所示，限位外罩5包括：两个限位板51和至少一个限位柱52。两个限位板51连接在滑轮的相对两侧端面上，限位柱52的两端分别连接两个限位板51，限位柱52和滑轮之间容置管线3。

两个限位板51位于滑轮的相对两侧端面上，限位板51将滑轮与管线3都遮挡在两个限位板51之间，限位板51为横向限位，防止管线3横向脱出滑轮。限位柱52限制管线3的运动轨迹，将管线3限制在限位柱52与滑轮之间形成的空间中，防止管线3在运动速度过快从滑轮上脱出。

在一些具体实施例中，限位板51为扇形板，限位柱52为多个，多个限位柱52沿扇形板的边缘设置，使各个限位柱52与滑轮外周面之间距离一致，这样对管线3的约束作用较均衡，可以更好地使管线3贴紧滑轮。

可选地，管线3与滑轮之间的接触面不足360度，这样可以减小管线3与滑轮之间的摩擦，防止管线3缠死。在这样的配合方式中，限位外罩5的设置更加有必要。其中，限位板51为扇形板，仅设置在需要限制管线3位置处，可以降低成本，方便穿线。

进一步可选地，限位柱52为三个，连接在两个限位板51之间，其中一个限位柱52位于限位板51的圆弧边缘的中间点，另外两个限位柱52位于限位板51的圆弧边缘的两端，限位柱52的布置与滑轮之间的空间限定出管线3的可运动位置，限位柱52将管线3与滑轮贴紧，防止管线3脱出，提高管线伸缩装置100的运动稳定性。

进一步地，如图3所示，限位柱52上外套有滚动套521。

滚动套521可绕限位柱52进行转动，通过在限位柱52外增设滚动套521，管线3受到的摩擦力减小，管线3的运动更加流畅，伸展或者收缩动作都更快，提高了管线伸缩装置100的工作效率。

可选地，滚动套521为中间细两边粗的圆筒形，这样滚动套521的外周面在中间位置形成凹面，该凹面可以更好地卡在管线3上。滚动套521的中间细两边粗的结构也起到对管线3的横向限位作用，使管线3容易相对滚动套521居中运动。

进一步可选地，滚动套521为聚四氟乙烯材料，这种材料密度小，且具有自润滑性，采用这种材料的滚动套521工作稳定性强，能够在复杂的工作环境中保持稳定性能。

当然本发明实施例中，在滑轮上对管线3横向限位的方式不限于上述限位外罩5，滑轮自身也可以为具有限位功能的滑轮，比如，滑轮的尺寸可以直接提供管线3的横向限位，也可满足对管线3限位的作用。

在本发明实施例中，配重块4的结构可以不限，可以选择重力配重块，也可以是弹性配重块，还可以是磁性配重块，还可以是多种势能的组合形式。

在一些具体实施例中，如图2所示，配重块4与动滑轮21之间连接有牵引绳41，牵引绳41支撑在支架1上，支架1上设置有滚轮42，牵引绳41绕设在滚轮42上。

配重块4利用自身的重力势能，通过牵引绳41的连接，对动滑轮21产生一个使动滑轮21活动的力，从而将管线3收缩。在重力块41的活动范围里，其活动最高点即为第一位置、重力势能量大，其活动最低点为第二位置、重力势能最小。

配重块4通过牵引绳41通过自身重力势能拉动动滑轮21移动做功，滚轮42则可改变力的方向，将配重块4向下的重力变为拉动动滑轮21向上活动的力，在一些具体实施例中，配重块4与滑轮位于支架1的相反两侧，滚轮42位于支架1的顶部，牵引绳41越过支架1连接配重块4和动滑轮21。

在一些具体实施例中，牵引绳41为钢丝绳，钢丝绳材质韧性较高，耐磨性较好，牵引绳41在滚轮42上要进行频繁的往复运动，采用钢丝绳的连接性较好，传递力较为稳定，耐磨性高，工作稳定，使用寿命长。

在一些具体实施例中，所述配重块3为串联连接的多个，每个所述配重块3均为可拆卸连接。

在一些具体实施例中，管线3为传递运输物料的管道，运输的物料密度不同时，管线3的重量也不同，配重块4可进行更换，来平衡不同大小的管道的重力。配重块4的重量调整可通过更改串联的配重块3的数量实现，也可通过更改串联连接的配重块4的材料来实现。配重块4可拆卸连接便于增设或减少配重块4，能够简化操作来适应不同重量管线3。

在一些具体实施例中，如图1所示，支架1上设有导向结构6，导向结构6用于与动滑轮21的轮轴211配合以使动滑轮21在导向结构6上活动。

导向结构6为限制动滑轮21运动轨迹的限位机构，使动滑轮21在受到牵引绳42的拉力作用，或者受到管线3移动的拉动作用时能沿着导向结构6活动，导向结构6排布在支架1上使滑轮组2的运动与排布整齐有序，降低动滑轮21在移动时产生运动干涉的情况，提高管线伸缩装置100的工作稳定性。动滑轮21的轮轴211配合在导向结构6上，同时动滑轮21也可绕着轮轴211转动。在一些具体实施例中，动滑轮21的轮轴211为滑动轴承，相比于滚动轴承，滑动轴承的结构简单，质量轻，并且不怕管线3运输的物料污染，工作稳定性高。

可选地，导向结构6为导轨61，动滑轮21的轮轴211上连接有滑块62，滑块62滑动配合在导轨61上。

导轨61位于支架1上，导轨61沿竖直方向排布，滑块62也配合在导轨61上沿竖直方向活动，导轨61滑块62的配合使滑轮在导轨61方向上运动稳定。

在一些具体实施例中，如图1所示，滑轮组2中包括多个定滑轮22和多个动滑轮21，在管线3的延伸方向上，多个定滑轮22和多个动滑轮21交替布置。

管线3绕设在滑轮组2上，其中一端为自由端31，相对应的，另一端为固定端，固定端固定在支架1上，因此可通过滑轮组2内动滑轮21的运动，改变滑轮组2的间距，从而改变绕设在滑轮组2上管线3的长度，完成管线3的伸展或收缩。

在一些具体实施例中，如图1所示，滑轮组2包含两个动滑轮21和两个定滑轮22，其中一个定滑轮22位于管线3自由端31，使管线3的自由端31笔直的延伸，有利于管线3中物料的输送。另一个定滑轮22位于两个动滑轮21之间，可增加管线3绕设的长度。两个定滑轮22对称布置，位于支架1的导轨61上，可沿导轨61方向移动，拉伸或者收缩绕设在滑轮组2上的管线3。

在一些具体实施例中，只有在其中一个动滑轮21上连接有配重块4，通过一个动滑轮21的运动能够带动绕设在滑轮组2上的管线3伸缩。而在另一些具体实施例中。两个动滑轮21在支架1上对称排布，两个动滑轮21上均连接有配重块4，这种排布方式的动滑轮21受力更均匀，管线3的收缩运动速度较快，工作效率高。

在一些具体实施例中，滑轮组2为聚四氟乙烯材料，这种材料密度小，且具有自润滑性，采用这种材料的滑轮组2工作稳定性强，能够在复杂的工作环境中保持稳定性能。

下面描述根据本发明实施例的浆料施工设备。

根据本发明实施例的浆料施工设备，包括：本发明上述实施例所述的管线伸缩装置100和机械手。管线3用于输送浆料，机械手连接管线3的一个自由端31。

机械手伸至工作地，带动管道自由端31伸长，将管道拉伸，将浆料输送到工作地。在不工作时，机械手回缩，使管道的自由端31不再被向外拉，相当于释放了管道的自由端31，此时管道在配重块4、滑轮活动的带动下，被收缩在支架1上。

通过设置上述管线伸缩装置100，管道可在使用结束后自动被收束在支架1上，不会影响到其他工作器件，降低运动干涉，并且管道收束简单，运动稳定，再次使用管道时取用方便。

下面参考图1-图3描述一个具体实施例中管线伸缩装置100的结构和工作过程。

管线伸缩装置100包括：支架1、滑轮组2、管线3、配重块4和导向机构。滑轮组2包括两个动滑轮21和两个定滑轮22，滑轮组2位于支架1上，两个定滑轮22位于支架1的横向板上之下，两个动滑轮21位于支架1的竖向板上对称布置。在滑轮上设有限位外罩5，管线3绕设在滑轮组2上，限位外罩5可对管线3产生限位，防止管线3从滑轮上脱出。管线3的一端为自由端31，相应的，另一端为固定端，管线3的固定端固定设于支架1上，一个定滑轮22位于管线3的自由端31邻近，使管线3的自由端31平直地延伸，可通过滑轮组2内动滑轮21的运动，改变滑轮组2的间距，从而改变绕设在滑轮组2上管线3的长度，完成管线3的伸展或收缩。配重块4包括：重力块41，配合该配重块4还需要设置牵引绳42和滚轮43。重力块41与滑轮位于支架1的相反两侧，滑轮位于支架1的顶部，牵引绳42越过支架1连接重力块41和滑动轮。导向机构包括：导轨61和滑块62，导轨61布置在支架1上，动滑轮21的轮轴211上连接有滑块62，滑块62滑动配合在导轨61上。

当管线3正常工作时，管线3的自由端31被向外拉出，绕设在滑轮组2上的这段管线3长度变短，使得动滑轮21沿导轨61向下移动，缩短动滑轮21与定滑轮22之间的间距以满足管线3自由端31的伸长，这个拉力大于重力块41的重力，连在动滑轮21上的重力块41也被向上拉动，从第二位置向第一位置活动并蓄能。管线3被拉伸，到达工作地点，满足正常的工作需要。当管线3结束工作时，管线3的自由端31被释放，对重力块41的拉力减小了，重力块41释放势能，朝向下方的第二位置活动，重力块41拉动动滑轮21移动，动滑轮21沿导轨61向上移动，动滑轮21与定滑轮22之间的距离被拉伸，绕设在滑轮组2之间的管线3段的长度也变长，管线3被收缩到滑轮组2中，完成管线3收束，降低管线3使用结束后对其他使用部件产生运动干涉。

管线伸缩装置100利用重力块41释放势能带动管线3的运动较为稳定，并且滑轮组2对管线3有一定的约束作用，滑轮组2相互滑动的速度较为平稳，使得收缩管线3的运动过程较为平稳，提高管线伸缩装置100的工作稳定性，收缩效果好。滑轮组2和重力块41与管线3的工作摩擦较小，管线伸缩装置100的使用寿命较长。除此之外，本发明实施例的管线伸缩装置100利用动滑轮21对重力块41蓄势，再通过重力块41本身的势能释放完成管线3的收缩，不需要额外增设动力件，降低生产成本，减小装置所占空间体积。

下面描述一个具体实施例中浆料施工设备的结构。

浆料施工设备包括：上述任一项所述的管线伸缩装置100和机械手。管线3为用于输送浆料的管道，机械手连接管线伸缩装置100的自由端31。

根据本发明实施例的管线伸缩装置100的其他构成例如滑轮和支架1等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。