一种活塞执行机构及填缝机器人
技术领域
本申请涉及装修设备技术领域，具体而言，涉及一种活塞执行机构及填缝机器人。
背景技术
目前，墙地砖填缝机器人器人工作过程中缸筒内没有料时，将缸筒出料嘴位置浸没在储备料桶中采取自动吸料方式，如果出料嘴孔径比较小会影响吸料速度，且会造成吸入空气等情况；而出料嘴孔径增大，又影响墙地砖填缝效果，易使填缝剂溢出。而且整个吸料过程时间比较长，又要单独增加清洗装置，既增加了整机的复杂性，又直接降低了墙地砖填缝机器人器人工作过程中效率。采用其他增加动力的方案进行快速更换缸筒，又会使整体结构复杂，增加末端执行机构的重量。
发明内容
本申请实施例提供一种活塞执行机构及填缝机器人，以改善目前填缝机器人缸筒更换困难的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种活塞执行机构，包括基体、缸筒和活塞组件。基体上设有锁止组件。缸筒具有开放端，开放端连接于基体，锁止组件用于将缸筒与基体锁定。活塞组件包括活塞和活塞杆，活塞杆可移动地设于基体，活塞设置于缸筒内且与活塞杆连接，活塞组件朝向开放端运动能够触发锁止组件动作，以将缸筒与基体解锁。
上述技术方案中，通过锁止组件能够实现缸筒与基体锁定，便于将缸筒安装在基体上，活塞组件的运动能够使得锁止组件将缸筒与基体解锁，通过活塞杆的运动即能实现缸筒与基体解锁便于将缸筒从基体上拆下，不需要其他的动力设备即能够实现缸筒的拆卸和安装，使得活塞执行机构的整体结构简单，重量较小。
另外，本申请第一方面实施例的活塞执行机构还具有如下附加的技术特征：
在本申请第一方面的一些实施例中，锁止组件包括锁止件和用于锁定锁止件的止挡件，当止挡件将所述锁止件锁定时，锁止件将缸筒锁定于基体；当止挡件解除对锁止件的锁定时，锁止件将缸筒与基体解锁；活塞组件朝向开放端运动能够触发止挡件动作，以使止挡件解除对锁止件的锁定。
上述技术方案中，通过活塞组件运动能够使得止挡件解除对锁止件的锁定，便于缸筒从基体上拆下，同时活塞组件通过止挡件间接对锁止件进行控制，提高了活塞组件运动的灵活性，且减少对活塞组件执行其他功能的干扰。
在本申请第一方面的一些实施例中，止挡件的位置具有将锁止件锁定的第一位置和解除对锁止件锁定的第二位置；锁止组件还包括弹性件，弹性件作用于所述止挡件，活塞能够驱动止挡件克服弹性件的弹性力从第一位置向第二位置移动，弹性件能够驱动止挡件从第二位置回到第一位置。
上述技术方案中，锁止组件包括作用于止挡件的弹性件，活塞组件移动能够使得活塞驱动止挡件克服弹性件的弹性力从第一位置移动至第二位置，以使止挡件将锁止件解锁，当活塞对止挡件的作用撤销后，止挡件能够在弹性件的作用下从第二位置移动至第一位置，以实现对锁止件锁定，即止挡件对锁止件的解锁或锁定分别是由不同的部件驱动的，提高了活塞组件运动的灵活性，且减少对活塞组件执行其他功能的干扰。
在本申请第一方面的一些实施例中，基体呈筒状结构，止挡件呈环形结构，活塞杆穿过止挡件的中心孔，开放端套接在基体上，基体套接在止挡件上，止挡件能够相对于基体轴向移动；开放端设有卡槽，基体的侧壁上设有通孔，锁止件的一端能够伸出通孔并与卡槽卡合；止挡件的外周面上设有凹槽，当止挡件处于第一位置时，凹槽与通孔错开，止挡件阻止锁止件的伸出端缩回；当止挡件处于第二位置时，凹槽与通孔对齐，止挡件允许锁止件的伸出端缩回。
上述技术方案中，基体呈筒状结构，止挡件呈环形结构，缸筒的开放端、基体和止挡件依次套接，使得止挡件和活塞组件的运动路径更加稳定，活塞执行机构的结构更加紧凑。当止挡件上的凹槽与基体上的通孔对齐或者错开时，锁止件能够被解锁或锁定，结构简单，便于实现。
在本申请第一方面的一些实施例中，基体上设有多个通孔，多个通孔沿基体的周向间隔分布；锁止组件包括多个锁止件，锁止件与通孔一一对应，凹槽为沿止挡件周向延伸的环形凹槽。
上述技术方案中，锁止件和通孔均设置多个，能够从多个方向对基体和缸筒进行锁定，使得基体和缸筒的锁定更加稳定可靠。
在本申请第一方面的一些实施例中，基体上设有用于阻止所述止挡件脱出的限位部，当止挡件位于第一位置时，止挡件与限位部抵持。
上述技术方案中，当止挡件位于第一位置时，止挡件与限位部抵持，限位部能够阻止止挡件进一步向远离开口端的方向移动，限位部能够将止挡件保持在第一位置，避免止挡件离开第一位置使得锁止件被解锁。
在本申请第一方面的一些实施例中，活塞执行机构还包括电机和空心转轴，空心转轴可转动地连接于基体，空心转轴上形成有内螺纹，活塞杆上形成有与内螺纹配合的外螺纹，电机用于驱动空心转轴转动；空心转轴转动能够驱动活塞杆相对基体移动。
上述技术方案中，活塞杆与空心转轴螺接，电机驱动空心转轴转动能够带动活塞杆直线移动，即将电机的转动转化为活塞杆的直线移动，驱动方式简单，还有利于活塞执行机构的各部件的合理布置。
在本申请第一方面的一些实施例中，活塞执行机构还包括安装板和连接体，基体、电机和连接体均固定在安装板上，连接体用于与机械臂的末端连接。
上述技术方案中，连接体的设置便于将该活塞执行机构安装于机械臂的末端，使得该活塞执行机构的适用范围更广。
在本申请第一方面的一些实施例中，活塞执行机构的无杆腔用于存储物料，缸筒的与开放端相反的一端设有出料嘴。
上述技术方案中，活塞组件向靠近出料嘴的一端移动能够将无杆腔内的物料挤出用于施工，即活塞组件不仅能够驱动锁止组件动作，还能为挤出物料提供动力，减少了活塞执行机构动力设备的设置，节约了成本，也简化了活塞执行机构的结构。
第二方面，本申请实施例提供一种填缝机器人，包括第一方面实施例提供的活塞执行机构，活塞执行机构的无杆腔用于存储物料，缸筒的与开放端相反的一端设有出料嘴。
上述技术方案中，当填缝机器人工作过程中缸筒内没有物料时，可以驱动锁止组件动作更换缸筒，能够提高缸筒的通用性。并且活塞组件不仅能够驱动锁止组件动作，还能为挤出物料提供动力，不需要增设其他的动力的装置进行缸筒更换，避免填缝机器人整体结构复杂，降低了填缝机器人的重量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请第一方面实施例提供的活塞执行机构的结构示意图；
图2为本申请第一方面实施例提供的活塞执行机构的锁止件被锁定的示意图；
图3为图2中III处的放大图；
图4为本申请第一方面实施例提供的活塞执行机构的锁止件解除锁定的示意图；
图5为图4中V处的放大图；
图6为基体的结构示意图；
图7为止挡件的剖视图。
图标：100-活塞执行机构；10-基体；11-限位部；12-通孔；20-缸筒；21-开放端；22-出料嘴；23-抵靠部；24-卡槽；30-活塞组件；31-活塞杆；32-活塞；41-锁止件；42-止挡件；421-凹槽；43-弹性件；50-电机；60-空心转轴；61-轴承；62-轴承座；70-安装板；80-连接体。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
如图1～图3所示，本申请第一方面实施例提供一种活塞执行机构100，活塞执行机构100包括基体10、缸筒20和活塞组件30。基体10上设有锁止组件。缸筒20具有开放端21，开放端21连接于基体10，锁止组件用于将缸筒20与基体10锁定。活塞组件30包括活塞32和活塞杆31，活塞杆31可移动地设于基体10，活塞32设置于缸筒20内且与活塞杆31连接，活塞组件30朝向开放端21运动能够触发锁止组件动作，以将缸筒20与基体10解锁。通过锁止组件能够实现缸筒20与基体10锁定，便于将缸筒20安装在基体10上，活塞组件30的运动能够使得锁止组件将缸筒20与基体10解锁，通过活塞杆31的运动即能实现缸筒20与基体10解锁便于将缸筒20从基体10上拆下，不需要其他的动力设备即能够实现缸筒20的拆卸和安装，使得活塞执行机构100的整体结构简单，重量较小。
在本实施例中，锁止组件包括锁止件41和用于锁定锁止件41的止挡件42，当止挡件42将锁止件41锁定时，锁止件41将缸筒20锁定于基体10；当止挡件42解除对锁止件41的锁定时，锁止件41将缸筒20与基体10解锁；活塞组件30朝向开放端21运动能够触发止挡件42动作，以使止挡件42解除对锁止件41的锁定。通过活塞组件30运动能够使得止挡件42解除对锁止件41的锁定，便于缸筒20从基体10上拆下，同时活塞组件30通过止挡件42间接对锁止件41进行控制，提高了活塞组件30运动的灵活性，且减少对活塞组件30执行其他功能的干扰。其中，基体10呈筒状结构，止挡件42呈环状结构，活塞杆31穿过止挡件42的中心孔，开放端21套接在基体10上，基体10套接在止挡件42上，止挡件42能够相对于基体10轴向移动。缸筒20的开放端21、基体10和止挡件42依次套接，使得止挡件42和活塞组件30的运动路径更加稳定，活塞执行机构100的结构更加紧凑。止挡件42相对基体10移动具有第一位置和第二位置，当止挡件42移动至第一位置时，止挡件42将锁止件41锁定，当止挡件42移动至第二位置时，止挡件42解除对锁止件41的锁定。锁止组件还包括作用于止挡件42的弹性件43。活塞32能够驱动止挡件42克服弹性件43的弹性力从第一位置向第二位置移动，以使止挡件42将锁止件41解锁，当活塞32对止挡件42的作用撤销后，弹性件43能够驱动止挡件42从第二位置回到第一位置，以实现对锁止件41锁定，即止挡件42对锁止件41的解锁或锁定分别是由不同的部件驱动的，提高了活塞组件30运动的灵活性，且减少对活塞组件30执行其他功能的干扰。在本实施例中，弹性件43为弹簧，弹簧套设于活塞杆31的外侧，弹性件43的一端抵接于止挡件42用于驱动止挡件42从第二位置移动至第一位置。
在其他实施例中，也可以通过其他方式驱动锁止件41移动，比如活塞杆31上设有凸位，当活塞杆31移动至凸位与基体10上的通孔12对齐时，锁止件41的伸出端卡入缸筒20上的卡槽24内，以将缸筒20和基体10锁定；当活塞杆31移动至凸位与基体10上的通孔12错开时，锁止件41的伸出端能够退出缸筒20上的卡槽24，以实现缸筒20与基体10解锁。
基体10上还设有用于阻止止挡件42脱出的限位部11，限位部11设于基体10位于缸筒20内的一端并向靠近基体10的中轴线的方向延伸。当止挡件42位于第一位置时，在弹性件43的弹力作用下，止挡件42始终与限位部11抵持，限位部11能够阻止止挡件42进一步向远离开放端21的方向移动，限位部11能够将止挡件42保持在第一位置，避免止挡件42离开第一位置，从而使得锁止件41被解锁。
在本实施例中，缸筒20的内壁还设有用于与限位部11轴向抵靠的抵靠部23，当缸筒20套接在基体10的外侧并抵靠部23与限位部11抵靠时，缸筒20内壁的卡槽24与基体10上的通孔12对齐，方便用户知道什么时候可以控制活塞组件30移动。
在本实施例中，缸筒20的开放端21的内壁上设有卡槽24，基体10的侧壁上设有通孔12，止挡件42的外周面上设有凹槽421，锁止件41设于通孔12内并能够在通孔12内移动，锁止件41在通孔12内移动能够使得锁止件41与缸筒20的开放端21的内壁上的卡槽24或者止挡件42外周面上的凹槽421卡合。定义锁止件41能够与缸筒20的开放端21的内壁上的卡槽24卡合的一端为锁止件41的伸出端。如图2、图3所示，当止挡件42处于第一位置时，凹槽421与通孔12错开，锁止件41的伸出端卡合于缸筒20的卡槽24内，止挡件42阻止锁止件41的伸出端向靠近止挡件42的方向缩回。如图4、图5所示，当止挡件42处于第二位置时，凹槽421与通孔12对齐，凹槽421使得锁止件41具有缩回的空间，止挡件42允许锁止件41的伸出端向靠近止挡件42的方向缩回，轴向移动缸筒20能够，缸筒20的内壁能够迫使锁止件41向靠近止挡件42的方向移动，锁止件41能够退出缸筒20的卡槽24，以使缸筒20能够从基体10上拆卸。当止挡件42上的凹槽421与基体10上的通孔12对齐或者错开时，锁止件41能够被解锁或锁定，结构简单，便于实现。
在本实施例中，锁止件41为钢球，钢球的表面为圆弧面，便于锁止件41进入或退出卡槽24，也便于锁止件41进入或退出凹槽421。在其他实施例中，锁止件41也可以是其他结构形式，比如锁止件41为杆件结构，锁止件41的延伸方向与通孔12的轴线方向一致，为了便于锁止件41进入或退出卡槽24和便于锁止件41进入或退出凹槽421，可以将锁止件41延伸方向上的两端的端面设置为圆弧面。
如图6所示，在本实施例中，基体10上设有多个通孔12，多个通孔12沿基体10的周向间隔分布；锁止组件包括多个锁止件41，锁止件41与通孔12一一对应。如图7所示，凹槽421为沿止挡件42周向延伸的环形凹槽421。锁止件41和通孔12均设置多个并周向间隔布置，使得锁止件41能够从多个方向对基体10和缸筒20进行锁定，使得基体10和缸筒20的锁定更加稳定可靠。
进一步地，活塞执行机构100还包括电机50和空心转轴60，空心转轴60可转动地连接于基体10，空心转轴60上形成有内螺纹，活塞杆31上形成有与内螺纹配合的外螺纹，电机50用于驱动空心转轴60转动；空心转轴60转动能够驱动活塞杆31相对基体10移动。活塞杆31与空心转轴60螺接，电机50驱动空心转轴60转动能够带动活塞杆31直线移动，即将电机50的转动转化为活塞杆31的直线移动，驱动方式简单，还有利于活塞执行机构100的各部件的合理布置。空心转轴60的外侧依次套设有轴承61和轴承座62，轴承61设于轴承座62与空心转轴60之间，轴承座62的外壁与基体10的内壁螺接。弹性件43的一端抵持于轴承座62，弹性件43的另一端抵持于止挡件42。当然，弹性件43的两端也可以分别与轴承座62和止挡件42连接。
当然，在其他实施例中，也可以是空心转轴60上形成有外螺纹，活塞杆31上形成有与外螺纹配合的内螺纹，即活塞杆31螺接于空心转轴60的外侧。
在本实施例中，活塞执行机构100还包括安装板70和连接体80，基体10、电机50和连接体80均固定在安装板70上，其中，基体10不仅与轴承座62螺接，基体10还通过螺栓、螺钉等连接于安装板70上。连接体80用于与机械臂的末端连接，连接体80的设置便于将该活塞执行机构100安装于机械臂的末端，使得该活塞执行机构100的适用范围更广。比如通过连接体80将活塞执行机构100连接于三轴机械手的末端，三轴机械手能够带动活塞执行机构100移动至不同高度的位置和水平面上的不同位置，能够对不同位置进行施工，能够提高该活塞执行机构100的使用范围。
本申请第二方面实施例提供一种填缝机器人，填缝机器人包括第一方面实施例提供的活塞执行机构100，活塞执行机构100的无杆腔用于存储物料，缸筒20的与开放端21相反的一端设有出料嘴22。当填缝机器人工作过程中缸筒20内没有物料时，可以驱动锁止组件动作更换缸筒20，能够提高缸筒20的通用性。并且活塞组件30不仅能够驱动锁止组件动作以使缸筒20快速安装和拆卸，还能为挤出物料提供动力，不需要增设其他的动力的装置进行缸筒20更换，避免填缝机器人整体结构复杂，降低了填缝机器人的重量。
一般地，填缝机器人是通过内置的活塞组件30作为动力为缸筒20内补充物料或者将缸筒20内的物料挤出用于施工。若是缸筒20的出料嘴22孔径较小会影响向缸筒20内吸入物料的进度，降低工作效率，影响施工质量，且会造成吸入空气的情况。若是出料嘴22的孔径较大时，虽然能够加快物料吸入使得物料能够得以及时补充，但是较大的出料口径则出料不容易控制，易使填缝剂溢出影响填缝质量。
本实施例中，可以将出料嘴22的孔径设置为合适填缝出料的大小。补充物料可以通过将缸筒20从基体10上拆下进行补充。在本实施例中，当需要将物料充足的缸筒20安装于基体10上时，电机50正向转动驱动空心转轴60转动使得活塞杆31带动活塞32向靠近开放端21运动，活塞32连接活塞杆31的一侧与止挡件42的一端接触并随着活塞32的移动推动止挡件42克服弹性件43的弹性力移动至凹槽421与通孔12对齐的第二位置，将缸筒20的开放端21套接在基体10的外侧，套接的过程中缸筒20的内壁会迫使锁止件41卡入凹槽421内，当缸筒20轴向移动至卡槽24与通孔12对齐的位置时，电机50反向转动通过空心转轴60带动活塞杆31向远离开放端21的方向移动，当活塞32与止挡件42分离后，止挡件42在弹性件43的弹性力作用下从第二位置移动至第一位置并与限位部11抵靠，止挡件42在从第二位置移动至第一位置的过程中，止挡件42会逐渐退出止挡件42上的凹槽421，并卡入缸筒20的卡槽24内，止挡件42外径较大的周壁抵持于锁止件41的一端，以使锁止件41保持卡入卡槽24内，从而实现缸筒20与基体10锁定。使电机50继续反向转动，则活塞杆31继续向远离开放端21的方向移动，活塞32则能够将无杆腔内的物料从物料嘴挤出用以地砖填缝。当无杆腔内的物料用尽后，需要更换缸筒20，使电机50正向转动，活塞杆31向靠近开放端21的方向移动，使活塞32将止挡件42推动至第二位置，锁止件41被释放，则能够将缸筒20从基体10上取下，则可以从物料用尽的缸筒20的开放端21进行物料补充，既能保证填缝质量，又能提高物料补充效率。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
