填缝装置及填缝方法与流程

本发明涉及机械设计领域，具体而言，涉及一种填缝装置及填缝方法。

背景技术：

目前，在铺设瓷砖时，相邻地两块瓷砖之间会留有缝隙，这些缝隙需要人工在瓷砖铺设完成后进行填补，以增强地板或墙板的防水性能，在填补完成后，还需要对填补剂进行抹平，以使瓷砖铺设地更加美观。

现有的对缝隙进行填补和抹平的工作主要依靠人工操作，人工操作浪费了大量的人力和物力，降低了填缝工作的效率。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种填缝装置及填缝方法，以解决现有技术中的填缝工作效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种填缝装置，用于填补缝隙，填缝装置包括：填缝剂输出管，用于输出填缝剂以填补缝隙；刮板，刮板设置在填缝剂输出管的侧方，以在填缝剂输出至缝隙内后，将填缝剂压入缝隙内；移载部件，填缝剂输出管和刮板均安装在移载部件的工作端，移载部件沿预定工作轨迹可移动地设置，以通过移载部件带动填缝剂输出管和刮板移动；导航小车，导航小车具有导航系统，移载部件安装在导航小车上，以通过导航小车带动移载部件移动至预定工作区域；视觉定位部件，视觉定位部件安装在移载部件上，视觉定位部件具有拍照功能，以在移载部件移动地过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，以使控制系统控制移载部件动作，以带动填缝剂输出管和刮板朝向缝隙移动，以进行填缝工作和/或刮缝工作。

进一步地，刮板包括第一板体和第二板体，第一板体与第二板体连接；第一板体具有第一避让端面和与第一避让端面相对的第二避让端面，刮板的工作端面设置在第一避让端面与第二避让端面之间，第一避让端面所在的平面与第二避让端面所在的平面之间的夹角为锐角，以在刮板工作时，使刮板避让墙面和/或地面。

进一步地，刮板的工作端面所在的平面与填缝剂输出管的工作端面所在平面之间具有预定距离，以在填缝剂填充完成后，利用刮板将填缝剂压入缝隙内。

进一步地，填缝剂输出管的轴线为第一轴线，第一轴线与水平面之间具有第一预定夹角；刮板的板面所在的平面为第一平面，第一平面与水平面之间具有第二预定夹角，沿填缝剂输出管的填缝剂输入端至填缝剂输出端的方向，第一轴线与第一平面之间的水平距离逐渐增大。

进一步地，填缝装置还包括：测距部件，安装在移载部件的安装面上，用于测量填缝剂输出管的工作端面和/或刮板的工作端面与缝隙的开口所在平面之间的距离，以根据所测得地距离确定填缝剂输出管和/或刮板的工作位置。

进一步地，刮板的工作端面为弧形面。

根据本发明的另一方面，提供了一种填缝方法，适用于上述的填缝装置，填缝方法包括：s10：利用导航小车的导航系统识别工作区域的位置信息，同时通过填缝装置的激光雷达识别工作区域的地图信息，以使导航小车带动填缝剂输出管和刮板移动至预定工作区域；s20：控制移载部件沿预定工作轨迹移动，同时利用视觉定位部件对工作环境进行拍照，以确定缝隙位置；s30：利用移载部件带动填缝剂输出管和刮板沿缝隙的延伸方向移动，以在填缝剂输出管输出填缝剂至缝隙内的同时，利用刮板将填缝剂压入缝隙内。

进一步地，填缝方法还包括：当缝隙填充完成后，控制移载部件动作以使填缝剂输出管和刮板远离缝隙，同时控制填缝装置的填缝剂输送泵停止送料。

进一步地，填缝装置为上述的填缝装置，填缝方法还包括：在将填缝剂输出管和刮板移动至缝隙的上方时，利用测距部件测量填缝剂输出管和/或刮板与缝隙的开口所在平面之间的距离，以保证将填缝剂输出管内的填缝剂输送至缝隙内。

进一步地，填缝方法还包括：在测距部件测量填缝剂输出管和/或刮板与缝隙开口所在平面之间的距离之后，将所测得的距离与系统内设定的预定安全距离数值相比较，当所测得的距离小于预定安全距离时，终止所测量缝隙段的填缝工作或者越过所测量缝隙段至下一缝隙段。

进一步地，填缝装置为上述的填缝装置，填缝方法还包括：当缝隙位于墙角时，移载部件动作，使刮板的中线与地面之间呈预定夹角，以使刮板避让墙面和地面。

应用本发明的技术方案，填缝装置用于填补缝隙，其中，填缝装置包括填缝剂输出管、刮板、移载部件、导航小车和视觉定位部件，填缝剂输出管用于输出填缝剂以填补缝隙，刮板设置在填缝剂输出管的侧方，以在填缝剂输出至缝隙内后，将填缝剂压入缝隙内，填缝剂输出管和刮板均安装在移载部件的工作端，移载部件沿预定工作轨迹可移动地设置，以通过移载部件带动填缝剂输出管和刮板移动，导航小车具有导航系统，移载部件安装在导航小车上，以通过导航小车带动移载部件移动至预定工作区域，视觉定位部件安装在移载部件上，视觉定位部件具有拍照功能，以在移载部件移动地过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，以使控制系统控制移载部件动作，以带动填缝剂输出管和刮板朝向缝隙移动，以进行填缝工作和/或刮缝工作，利用本发明中的填缝装置填补缝隙，结构简单且便于实现，能够在输出填缝剂后，及时地将填缝剂压入缝隙内，节省了时间，提高了填缝工作的工作效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书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。在附图中：

图1示出了根据本发明的填缝装置的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的填缝装置的安装块的第一视角的实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的填缝装置的安装块的第二视角的实施例的结构示意图；以及

图4示出了根据本发明的填缝装置的工作状态图；

图5示出了根据本发明的填缝装置的清缝刀的实施例的结构示意图一；

图6示出了根据本发明的填缝装置的清缝刀的实施例的结构示意图二；

图7示出了根据本发明的填缝装置的换取机构的实施例的结构示意图一；

图8示出了根据图7的换取机构的a部分的放大图；

图9示出了根据本发明的填缝装置的换取机构的实施例的结构示意图二。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、移载部件；2、控制系统；3、清缝刀；4、动力部件；5、连接部件；10、填缝剂输出管；20、换取机构；30、清洁刷；40、刮板；50、安装块；60、激光测距仪；70、支撑架；80、视觉定位部件；90、导航小车；21、磁力定位件；22、安装座；220、通过空间；23、超越离合器；24、驱动部件；31、刷板；32、刷杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明还提供了一种填缝装置，请参考图1至图9，用于填补缝隙，填缝装置包括：填缝剂输出管10，用于输出填缝剂以填补缝隙；刮板40，刮板40设置在填缝剂输出管10的侧方，以在填缝剂输出至缝隙内后，将填缝剂压入缝隙内；移载部件1，填缝剂输出管10和刮板40均安装在移载部件1的工作端，移载部件1沿预定工作轨迹可移动地设置，以通过移载部件1带动填缝剂输出管10和刮板40移动；导航小车90，导航小车90具有导航系统，移载部件1安装在导航小车90上，以通过导航小车90带动移载部件1移动至预定工作区域；视觉定位部件80，视觉定位部件80安装在移载部件1上，视觉定位部件80具有拍照功能，以在移载部件1移动地过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，以使控制系统控制移载部件1动作，以带动填缝剂输出管10和刮板40朝向缝隙移动，以进行填缝工作和/或刮缝工作。

根据本发明提供的填缝装置，用于填补缝隙，其中，填缝装置包括填缝剂输出管10、刮板40、移载部件1、导航小车90和视觉定位部件80，填缝剂输出管10用于输出填缝剂以填补缝隙，刮板40设置在填缝剂输出管10的侧方，以在填缝剂输出至缝隙内后，将填缝剂压入缝隙内，填缝剂输出管10和刮板40均安装在移载部件1的工作端，移载部件1沿预定工作轨迹可移动地设置，以通过移载部件1带动填缝剂输出管10和刮板40移动，导航小车90具有导航系统，移载部件1安装在导航小车90上，以通过导航小车90带动移载部件1移动至预定工作区域，视觉定位部件80安装在移载部件1上，视觉定位部件80具有拍照功能，以在移载部件1移动地过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，以使控制系统控制移载部件1动作，以带动填缝剂输出管10和刮板40朝向缝隙移动，以进行填缝工作和/或刮缝工作，利用本发明中的填缝装置填补缝隙，结构简单且便于实现，能够在输出填缝剂后，及时地将填缝剂压入缝隙内，节省了时间，提高了填缝工作的工作效率。

在具体实施的过程中，在一个工作场景中，会有多条缝隙，很多缝隙位置墙角处，因此，为了使填缝装置适应不同的工作环境，刮板40包括第一板体和第二板体，第一板体与第二板体连接；第一板体具有第一避让端面和与第一避让端面相对的第二避让端面，刮板40的工作端面设置在第一避让端面与第二避让端面之间，第一避让端面所在的平面与第二避让端面所在的平面之间的夹角为锐角，以在刮板40工作时，使刮板40避让墙面和/或地面。

在具体地填缝过程中，填缝剂输出管10向缝隙内输出填缝剂后，需要利用刮板40将填缝剂压实在缝隙内，因此，如图2所示，刮板40的工作端面所在的平面与填缝剂输出管10的工作端面所在平面之间具有预定距离，以在填缝剂填充完成后，利用刮板40将填缝剂压入缝隙内。

在本发明提供的实施例中，填缝剂输出管10的轴线为第一轴线，第一轴线与水平面之间具有第一预定夹角；刮板40的板面所在的平面为第一平面，第一平面与水平面之间具有第二预定夹角，沿填缝剂输出管10的填缝剂输入端至填缝剂输出端的方向，第一轴线与第一平面之间的水平距离逐渐增大。在这里需要指出的是，水平距离为沿水平面方向的距离。这样设置为了使填缝工作更加流畅，由于在具体地填缝工作中，在填缝剂输出管10输出填缝剂后，需要刮板40将填缝剂压入缝隙中，若将刮板40的板面与水平面垂直设置，则容易导致刮板40在工作过程中弯折，影响施工效率。优选地，刮板40的至少部分延伸至缝隙内，以进一步地将填缝剂压入缝隙内。其中，刮板40伸入缝隙内的距离为h，h为0至5mm。

为了提高填缝装置的自动化控制，填缝装置还包括：测距部件，安装在移载部件1的安装面上，用于测量填缝剂输出管10的工作端面和/或刮板40的工作端面与缝隙的开口所在平面之间的距离，以根据所测得地距离确定填缝剂输出管10和/或刮板40的工作位置。

为了便于安装填缝剂输出管10和刮板40，填缝装置还包括：安装块50，安装块50上具有第一安装端面，第一安装端面所在的平面与水平面之间具有第三预定夹角，填缝剂输出管10安装在第一安装端面上；安装块50上还具有第二安装端面，第二安装端面所在的平面与水平面之间具有第四预定夹角，刮板40安装在第二安装端面上。

优选地，测距部件为激光测距仪60，激光测距仪60安装在安装块50的安装端面上，以用于检测填缝剂输出管10的输出端与待填补缝隙的开口所在的平面之间的距离。这样设置能够自动确定填缝剂输出管10与待填补缝隙之间的距离，以使填缝剂输出管10输出的填缝剂准确地输出至缝隙内。

填缝装置还包括控制系统2，控制系统与激光测距仪60、视觉定位部件80和导航小车90均连接，控制系统根据视觉定位部件80所采集的图像信息，控制导航小车90运动至工作位置。其中，优选地，视觉定位部件80为工业相机，导航小车90为自动导引运输车。优选地，移载部件1为机械臂，移载部件1可移动地设置在导航小车90的支撑架70上。

优选地，刮板40的工作端面为弧形面或刮板40的工作端为球面。

在具体实施时，填缝装置还包括清缝刀3，在填缝工艺中，在填缝之前需要利用清缝刀3对缝隙进行清理，其中，清缝刀3通过动力部件4驱动，以使清缝刀3在工作位置与避让位置之间移动，清理完成之后填入填缝剂。填缝装置还包括用于安装清洗刷的安装组件，换取机构20设置在安装块50上，清洗刷用于在刮板将填缝剂压入缝隙内后，将溢出的填缝剂进行清理。其中，清洗刷可拆卸地安装在换取机构20上，以防止在填缝过程中清洗刷与地面或墙面发生干涉。

具体地，换取机构包括安装座22和超越离合器23，安装座22绕预定轴线可转动地设置，清洁刷30可拆卸地安装在安装座22上，超越离合器23安装在安装座22上，以使安装座22带动超越离合器23旋转，清洁刷30通过超越离合器23与安装座22连接，以通过调节安装座22的旋转方向使清洁刷30安装至安装座22内或由安装座22上脱落。结构简单且便于实施，利用超越离合器23的特性，超越离合器为利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换具有自行离合功能的装置，利用超越离合器的旋转方向的变换，控制清洁刷30的安装和拆卸，无需利用人工安装清洁刷，提高了清洁刷30的安装效率，进而提高了缝隙的清洁效率。

具体地，为了便于对清洁刷30定位，换取机构20还包括：磁力定位件21，磁力定位件21的至少部分与超越离合器的通过空间220相对，清洁刷30的至少部分插入通过空间220后，清洁刷30在磁力定位件21的磁力作用下与磁力定位件21连接，以通过磁力定位件21对清洁刷30进行定位，以将清洁刷30安装在预定位置。

为了便于驱动安装座转动，换取机构20还包括：驱动部件24，驱动部件24与安装座22驱动连接，以驱动安装座22绕第二预定轴线转动。优选地，驱动部件24为驱动电机，通过电机轴的正反转调节安装座22的旋转方向，进而调节超越离合器23的旋转方向，以安装清洁刷30和使清洁刷30由超越离合器23上脱落。

为了便于刷杆32与穿过孔配合，刷杆32远离刷板31的一端设置有导向部，以通过导向部对刷杆32进行导向，方便刷杆32插入穿过孔内，使刷杆32与磁力定位件21连接。优选地，导向部具有导向面，导向面所在的平面与水平面之间具有预定夹角。

在具体实施的过程中，首先通过自动导引运输车导航系统识别地图，其中，导航系统包括bim建图技术，建立工作场景的三维地图，通过激光雷达识别地图，实现填缝装置的定位；进一步地，控制系统控制机械臂移动，工业相机结合机械臂的运动实现地图实况的坐标信息录入，通过视觉动态寻缝来识别地面缝隙；之后利用激光测距仪60测量填缝剂输出管10的输出端与缝隙开口所在平面之间的距离，通过机械臂运动使填缝剂输出管10和刮板40与待填补缝隙相对，同时，控制泵送系统向填缝剂输出管10内注入填缝剂，机械臂沿缝隙的延伸方向移动，在填缝剂输出管10向缝隙内注入填缝剂后，通过刮板40将填缝剂压入缝隙内，以实现同时填缝和刮缝。填缝完成后，需要对缝隙内溢出的填缝剂进行清理，此时，机械手带动换取机构20移动至清洗刷的上方，继续移动直至与清洗刷连接，以利用清洗刷清洁多余的填缝剂。

本发明还提供了一种填缝方法，适用于上述实施例的填缝装置，填缝方法包括：s10：利用导航小车90的导航系统识别工作区域的位置信息，同时通过填缝装置的激光雷达识别工作区域的地图信息，以使导航小车90带动填缝剂输出管10和刮板40移动至预定工作区域；s20：控制移载部件1沿预定工作轨迹移动，同时利用视觉定位部件80对工作环境进行拍照，以确定缝隙位置；s30：利用移载部件1带动填缝剂输出管10和刮板40沿缝隙的延伸方向移动，以在填缝剂输出管10输出填缝剂至缝隙内的同时，利用刮板40将填缝剂压入缝隙内。在这里需要说明的是，工作区域的位置信息即导航小车所处的工作位置，通过激光雷达识别工作区域的地图信息即识别工作区域中各个部件的位置信息，以避免导航小车发生碰撞。

填缝方法还包括：当缝隙填充完成后，控制移载部件1动作以使填缝剂输出管10和刮板40远离缝隙，同时控制填缝装置的填缝剂输送泵停止送料。

填缝装置为上述实施例的填缝装置，填缝方法还包括：在将填缝剂输出管10和刮板40移动至缝隙的上方时，利用测距部件测量填缝剂输出管10和/或刮板40与缝隙开口所在平面之间的距离，以保证将填缝剂输出管10内的填缝剂输送至缝隙内。

在具体施工的过程中，填缝方法还包括：在测距部件测量填缝剂输出管10和/或刮板40与缝隙开口所在平面之间的距离之后，将所测得的距离与系统内设定的预定安全距离数值相比较，当所测得的距离小于预定安全距离时，终止所测量缝隙段的填缝工作或者越过所测量缝隙段至下一缝隙段。这样设置能够避免填缝剂输出管10和/或刮板40等位于移载部件1工作端的部件与墙面或地面发生摩擦碰撞，破坏填缝装置。

填缝装置为上述实施例的填缝装置，填缝方法还包括：当缝隙位于墙角时，移载部件1动作，使刮板40的中线与地面之间呈预定夹角，以使刮板40避让墙面和地面。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明提供的填缝装置，用于填补缝隙，其中，填缝装置包括填缝剂输出管10、刮板40、移载部件1、导航小车90和视觉定位部件80，填缝剂输出管10用于输出填缝剂以填补缝隙，刮板40设置在填缝剂输出管10的侧方，以在填缝剂输出至缝隙内后，将填缝剂压入缝隙内，填缝剂输出管10和刮板40均安装在移载部件1的工作端，移载部件1沿预定工作轨迹可移动地设置，以通过移载部件1带动填缝剂输出管10和刮板40移动，导航小车90具有导航系统，移载部件1安装在导航小车90上，以通过导航小车90带动移载部件1移动至预定工作区域，视觉定位部件80安装在移载部件1上，视觉定位部件80具有拍照功能，以在移载部件1移动地过程中，通过拍摄确定缝隙所在位置，并将所拍摄的结果上传至控制系统，以使控制系统控制移载部件1动作，以带动填缝剂输出管10和刮板40朝向缝隙移动，以进行填缝工作和/或刮缝工作，利用本发明中的填缝装置填补缝隙，结构简单且便于实现，能够在输出填缝剂后，及时地将填缝剂压入缝隙内，节省了时间，提高了填缝工作的工作效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。