劉國(guó)浩 李 棟

（聊城大學(xué) 東昌學(xué)院，聊城 252000）

噴涂機(jī)以其噴涂范圍廣、施工效率高、可操控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)噴涂作業(yè)中[1]。建筑行業(yè)中室內(nèi)刮膩?zhàn)?，以人工作業(yè)為主，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工效率低[2-3]。少部分以噴涂機(jī)作業(yè)，工人手持噴涂桿，控制噴涂的位置和厚度，工人操作的隨意性較大，熟練程度不同，噴涂質(zhì)量參差不齊，給后續(xù)刮平膩?zhàn)釉斐奢^大困難。本文研究一種基于噴涂機(jī)的膩?zhàn)訃娡垦b置，其施工效率高，噴涂厚度可控，噴涂質(zhì)量可靠，而且能夠減少后續(xù)膩?zhàn)庸纹焦ぷ?，?jié)省人力，降低作業(yè)難度。

1 膩?zhàn)訃娡垦b置的工作原理

本文研究的膩?zhàn)訃娡垦b置主要包含移動(dòng)底座、膩?zhàn)訑嚢杵?、噴涂機(jī)、自動(dòng)繞管器、絲杠傳送機(jī)構(gòu)和噴涂機(jī)構(gòu)。在使用時(shí)，首先根據(jù)所需噴涂的高度，選取合適的絲杠傳送機(jī)構(gòu)，然后將噴涂機(jī)構(gòu)與絲杠傳送機(jī)構(gòu)組裝在一起，最后將絲杠傳送機(jī)構(gòu)安裝在移動(dòng)底座上，完整的膩?zhàn)訃娡垦b置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 膩?zhàn)訃娡垦b置結(jié)構(gòu)

本文研究的膩?zhàn)訃娡垦b置的工作原理是，首先使用膩?zhàn)訑嚢杵鲗⒛佔(zhàn)臃酆退凑找欢ū壤龜嚢杈鶆?，確保符合噴涂機(jī)使用的黏稠度；噴涂機(jī)吸取膩?zhàn)訑嚢杵髦心佔(zhàn)訚{，通過(guò)隔膜泵增壓送到噴嘴（噴嘴與室內(nèi)墻面垂直）形成霧狀黏附在內(nèi)墻上，可以通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制噴涂機(jī)出料口的通斷；絲杠傳送機(jī)構(gòu)可以控制噴涂機(jī)構(gòu)的高度；自動(dòng)繞管器隨時(shí)控制高壓管的長(zhǎng)度，確保噴涂機(jī)構(gòu)能夠跟隨絲杠傳送機(jī)構(gòu)自由上下運(yùn)動(dòng)；噴涂機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)噴嘴的噴射角度，當(dāng)噴涂機(jī)構(gòu)運(yùn)行至絲杠傳送機(jī)構(gòu)最低端時(shí)，噴嘴向下方旋轉(zhuǎn)一定角度，使膩?zhàn)訃娡恐潦覂?nèi)墻面根部，然后反方向旋轉(zhuǎn)至與室內(nèi)墻面垂直的方向；當(dāng)噴涂機(jī)構(gòu)運(yùn)行至絲杠傳送機(jī)構(gòu)最頂端時(shí)，噴嘴向上旋轉(zhuǎn)一定角度，使膩?zhàn)訃娡恐潦覂?nèi)墻面頂部，然后反向旋轉(zhuǎn)至室內(nèi)墻面垂直的方向；移動(dòng)底座可以實(shí)現(xiàn)噴涂裝置的左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)膩?zhàn)訃娡康倪B續(xù)作業(yè)。

2 膩?zhàn)訃娡垦b置的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

根據(jù)膩?zhàn)訃娡垦b置的工作原理，結(jié)合實(shí)際噴涂作業(yè)需求，攪拌均勻的膩?zhàn)訚{經(jīng)過(guò)噴嘴形成霧狀黏附在墻面上，要求使用的噴涂機(jī)必須能夠產(chǎn)生足夠的壓力值。同時(shí)，為了保證施工效率，噴涂流量應(yīng)該滿(mǎn)足實(shí)際使用要求。根據(jù)相關(guān)要求選取某型號(hào)噴涂機(jī)，其關(guān)鍵參數(shù)如表1所示。

表1 噴涂機(jī)關(guān)鍵參數(shù)

在施工過(guò)程中，噴嘴跟隨噴涂機(jī)構(gòu)將沿絲杠上下運(yùn)動(dòng)，高壓管的布置是一個(gè)值得考慮的問(wèn)題。合理的高壓管收放裝置是安全施工的重要保證，結(jié)合室內(nèi)墻面噴涂的一般高度為2.8m，確定高壓管可移動(dòng)長(zhǎng)度不超過(guò)10m，選取合適的自動(dòng)繞管器。

膩?zhàn)訑嚢杵鞑捎猛ㄓ玫?8L油漆桶作為膩?zhàn)訚{儲(chǔ)存裝置，基本尺寸為：直徑350mm，高度480mm，配備一個(gè)簡(jiǎn)易自動(dòng)攪拌機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)膩?zhàn)优c水按比例充分融合。

絲杠傳送機(jī)構(gòu)主要完成噴涂機(jī)構(gòu)的上下運(yùn)動(dòng)，由兩根帶有滑道的立柱、一根中心絲杠及頂部固定板組成，具體高度由室內(nèi)噴涂高度和移動(dòng)底座高度決定（常用樓房層高2.8m），使用時(shí)需固定在移動(dòng)底座上，并由移動(dòng)底座上固定電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)。

移動(dòng)底座由支架、兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪及兩個(gè)定向輪組成，主要用于固定噴涂機(jī)、自動(dòng)繞管器、膩?zhàn)訑嚢杵?、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器，可以實(shí)現(xiàn)噴涂裝置的左右移動(dòng)。

噴涂機(jī)構(gòu)采用直角鋼板左右兩側(cè)分別固定兩個(gè)高壓噴嘴，并在一側(cè)安裝步進(jìn)電機(jī)控制噴嘴的噴射方向，兩個(gè)噴嘴通過(guò)一個(gè)三通閥經(jīng)高壓管直接連接到噴涂機(jī)出料口。噴嘴選用噴幅為300～350mm，噴射角度為60°。由于噴涂高度較高，噴涂機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能接近絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以減少絲杠因受力產(chǎn)生的彎曲變形。增加高壓管導(dǎo)向桿，使高壓管按規(guī)定線路布置，減少高壓管對(duì)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)造成干擾。噴涂機(jī)構(gòu)如圖2所示。

3 膩?zhàn)訃娡垦b置的三維設(shè)計(jì)

本文結(jié)合選用設(shè)備的相關(guān)參數(shù)以及相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，使用UG NX軟件實(shí)現(xiàn)膩?zhàn)訃娡垦b置各部件的三維建模，通過(guò)其裝配模塊，添加裝配約束關(guān)系，實(shí)現(xiàn)膩?zhàn)訃娡垦b置三維裝配，其結(jié)果如圖3所示。

圖2 噴涂機(jī)構(gòu)示意圖

圖3 噴涂裝置三維模型

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的膩?zhàn)訃娡垦b置能夠完成建筑室內(nèi)垂直墻面的膩?zhàn)訃娡抗ぷ?，且噴涂厚度可控、噴涂均勻、施工作業(yè)效率高，減少后期膩?zhàn)庸纹?、打磨工作量。通過(guò)調(diào)節(jié)絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝形式，人們可以實(shí)現(xiàn)噴涂高度的自動(dòng)調(diào)節(jié)；通過(guò)添加位移傳感器，可以實(shí)現(xiàn)門(mén)窗位置的自動(dòng)檢測(cè)；通過(guò)優(yōu)化移動(dòng)底座運(yùn)動(dòng)軌跡算法，可以實(shí)現(xiàn)膩?zhàn)訃娡垦b置的自動(dòng)轉(zhuǎn)向；通過(guò)優(yōu)化噴涂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)頂部墻面的噴涂作業(yè)；通過(guò)增加視覺(jué)傳感器及其相應(yīng)控制算法，可以實(shí)現(xiàn)膩?zhàn)訃娡垦b置噴涂空間三維識(shí)別與自動(dòng)噴涂。