一种吊篮式高层建筑外墙喷涂的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于：吊篮式喷涂主机由移动机构、吸附机构和喷涂机构组成；移动机构由横向和纵向两个移动机构组成，横向移动机构连接在吊篮体上，横向移动机构的电机通过联轴器带动丝杠副转动，运动通过轴承支座将转动变为直线移动传到导轨副上，纵向移动机构通过横向滑块连接在横向导轨上，并通过滑块与纵向导轨连接；吸附机构包括真空吸盘和与真空吸盘相连接的气缸，真空吸盘布置在吊篮靠近墙面一面的两端，两边采用吸盘组的方式；喷涂机构包括三个自动喷枪和与喷枪相连接的两个旋向相反的丝杠。本实用新型的外墙喷涂机在吊篮基础上，放置喷涂工具，实现半自动化，降低了劳动强度，提高喷涂效率及质量。
【专利说明】一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及建筑类机械装备领域，尤其是涉及一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机。
【背景技术】
[0002]在我国高空作业初始的方法是建脚手架，工人手工依次进行作业，完毕后再拆除脚手架。很显然，这种方式费工、费时，需要大量的辅助材料来搭建脚手架。尤其对于高层建筑外墙的喷涂成本更高，而且效率太低。目前我国对高层建筑外墙的喷涂主要是人工作业，基本有两种形式。一是用专门的载人提升设备，将工人及喷涂工具、喷涂材料等依次悬吊于墙面附近，喷涂工人手工依次对墙面进行喷涂。这种方法使用的设备简单，工人手持喷枪对墙面进行喷涂。二是对于高层建筑外墙比较规整的表面，在高层建筑的顶部预先安装吊篮提升设备，可供工人站在吊篮上进行手工喷涂，其喷涂方法与前一种方法基本相同。吊篮提升设备可同时站立多名工人在吊篮上工作，工人的工作条件有所改善，效率有所提高，但为保证喷涂作业的质量问题，在喷涂过程中最好由一名工人完成，这就另喷涂效率大大的降低，而且加大了工人的劳动强度。另外，采用手工喷涂的涂层质量受人为控制的因素影响较大，如运枪的速度、喷涂的距离、喷涂量、采用的喷涂方法和工人的技术水平等。
[0003]高层建筑物的壁面喷涂是一项量大面广的作业，迄今为止，国内外基本上还停留在人工喷涂阶段，整个作业过程中需要工人搭乘高空吊篮进行危险的高空作业，这对作业人员来说不仅存在生命安全问题，而且喷涂所用物料本身含有大量有害物质，长期接触亦会对工人的健康造成威胁。所以高层建筑壁面喷涂自动化问题亟待解决。解决这个问题的最好方法是用机器人代替工人进行高空作业，这将是高空作业的发展方向。但就目前来说，喷涂机器人的研究还不很成熟，不能普遍推广和使用。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，本实用新型的外墙喷涂机在吊篮基础上，放置喷涂工具，由人工控制，代替工人作业，实现喷涂的半自动化。这样可以在很大程度上降低工人的劳动强度，提高喷涂效率及质量。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:包括伺服悬吊系统和吊篮式喷涂主机，所述吊篮式喷涂主机由移动机构、吸附机构和喷涂机构三大部分组成；所述移动机构由横向和纵向两个方向的移动机构组成，横向移动机构连接在吊篮体上，横向移动机构包括横向丝杠副、电机、联轴器、轴承支座、导轨副组成，所述电机通过联轴器带动丝杠副转动，运动通过轴承支座将转动变为直线移动传到导轨副上，所述纵向移动机构通过横向滑块连接在横向导轨上，组成部件与横向移动机构相同，并通过滑块与纵向导轨连接；所述吸附机构包括真空吸盘和与真空吸盘相连接的气缸，真空吸盘布置在吊篮靠近墙面一面的两端，两边采用吸盘组的方式；所述喷涂机构包括三个自动喷枪和与喷枪相连接的两个旋向相反的丝杠。
[0006]上述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述吊篮体采用冷轧方钢管焊接，与其它零部件采用高强度螺栓连接。
[0007]上述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述真空吸盘为多唇边式高适用性真空吸盘，包括吸盘体和设置在吸盘体吸口处的唇形密封体，所述吸盘体通过内六角螺栓与唇形密封体连接，所述内六角螺栓外侧设置有垫铁，所述吸盘体背侧设置有外法兰，所述外法兰与六角薄螺母相连。
[0008]上述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述吸盘组包括紧锁气缸和设置在气缸两侧支架，所述两侧支架分别支撑导杆，所述紧锁气缸进气处设置有真空发生器，所述紧锁气缸出气处的两侧支架上分别设置有吸盘。
[0009]上述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述锁紧气缸的型号为QGSJR FB 40x350 H2Y，缸径为40mm，最大行程350mm，工作速度100mm/s，制动反向为双向。
[0010]上述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述喷涂机构采用一个二位二通的电磁换向阀及一个分流器，将压缩空气流分为三条支路分别送入三个自动喷枪的压缩空气口。
[0011]上述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述自动喷枪喷嘴为矩形。
[0012]上述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述真空吸盘采用的材料为丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、氟橡胶、聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物中任意一种或者其组合。
[0013]与现有技术相比，本实用新型有一下优点:
[0014]本实用新型的外墙喷涂机在吊篮基础上，放置喷涂工具，由人工控制，代替工人作业，实现喷涂的半自动化。这样可以在很大程度上降低工人的劳动强度，提高喷涂效率及质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1本实用新型的移动部件的具体结构图；
[0016]图2本实用新型的多唇边式吸盘的结构图；
[0017]图3本实用新型的吸盘组结构简图；
[0018]图4本实用新型的锁紧气缸原理图；
[0019]图5本实用新型的锁紧气缸回路图；
[0020]图6本实用新型的吸附部件气动回路图；
[0021]图7本实用新型的横向丝杠轴轴承支撑方式结构图；
[0022]图8本实用新型的纵向丝杠轴轴承支撑方式结构图；
[0023]图9本实用新型的喷枪的三种排列方式图。
[0024]标记说明:
[0025]1、吸盘体；2、唇形密封体；3、内六角螺栓；4、垫铁；
[0026]5、外法兰；6、六角薄螺母。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图进一步详细描述本实用新型的【具体实施方式】:
[0028]如图1所示，一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:包括伺服悬吊系统和吊篮式喷涂主机，所述吊篮式喷涂主机由移动机构、吸附机构和喷涂机构三大部分组成；所述移动机构由横向和纵向两个方向的移动机构组成，横向移动机构连接在吊篮体上，横向移动机构包括横向丝杠副、电机、联轴器、轴承支座、导轨副组成，所述电机通过联轴器带动丝杠副转动，运动通过轴承支座将转动变为直线移动传到导轨副上，所述纵向移动机构通过横向滑块连接在横向导轨上，组成部件与横向移动机构相同，并通过滑块与纵向导轨连接；所述吸附机构包括真空吸盘和与真空吸盘相连接的气缸，真空吸盘布置在吊篮靠近墙面一面的两端，两边采用吸盘组的方式；所述喷涂机构包括三个自动喷枪和与喷枪相连接的两个旋向相反的丝杠。
[0029]喷涂路线的设定应考虑移动部件的结构。由于纵向导轨置于横向导轨上，所以选择喷涂路线时，应考虑先纵向直线移动，然后再横向直线移动。本实施例采用自动喷枪进行喷涂，由于每个喷枪的喷涂范围大约在300?500mm之间，相对于墙面喷幅较小，所以可以采取设计喷枪组的方法，将数个喷枪线性排列或组合成其他形式，形成一个喷枪组，这样可以增大喷涂面积，提高喷涂效率。本实施例采用直线排列喷枪，对于直线排列的喷枪组，没有涂层重叠问题，而且图层重叠区域的大小可以通过吸盘的直线运动容易的得到改变。
[0030]由于采用圆形喷嘴时，幅面边缘地带扩散较大，可能导致图层不均匀，本设计采用在原有喷枪基础上将圆形喷嘴改为矩形喷嘴，有效的改善这个问题。另外，喷枪位置的调整，采用两个旋向相反的丝杠带动两端的喷枪相对于中间的喷枪同时向里或向外移动来调整相邻两个喷枪之间的距离，进而改变图层重叠区域的大小，来适应不同的喷距。
[0031]另外，本实施例采用隔膜泵作为喷涂设备的涂料动力提供设备。
[0032]本次设计中吊篮相对于墙面的定位采用真空吸盘吸附的方法。在吊篮靠近墙面那一面布置吸盘，待吊篮升降到一定位置，使吸盘吸附在墙面上，达到定位的目的。另外，吊篮距离墙面通常有一定的距离，所以需要吸盘沿垂直于墙面的方向能够移动。这里可以采用气动或液压元件实现吸盘在这个方向的运动，即将吸盘与液压缸或气缸相连，通过驱动液压缸或气缸运动，带动吸盘移动。由于在此次设计中，喷枪及吸盘都需要有压缩空气源，再综合考虑气压驱动与液压驱动的优缺点，决定选用气压驱动的方式，由气缸带动吸盘运动。由于喷涂距离的不同，吸盘需要在任意一个位置都能够停止，所以采用锁紧气缸，它可以实现在任意位置停止并锁紧。吸盘布置在吊篮靠近墙面一面的两端，为保证足够的吸附力，两边采用吸盘组的方式，每个吸盘组包含两个直径相同的吸盘。
[0033]进一步地，所述吊篮体采用冷轧方钢管焊接，与其它零部件采用高强度螺栓连接。由于架体各部分的焊接结构的制造精度和装配精度要求较高，制造中必须采用一定的工艺手段来保证精度。构成架体的焊接件在焊接前要进行校直。为防止和减小焊接变形，提高工件的尺寸精度，焊接时要采用专用的焊接夹具。可以采用如下办法:
[0034](I)在满足连接强度的条件下，尽量避免连续焊缝，采用间断焊缝或点接焊缝；间断焊缝采取交错排列顺序实施焊接。
[0035](2)对于长径比较大的，焊缝要求较密集的，或对外接尺寸要求较高的结构部件，采用专用焊接夹具来防止和减小变形，保证加工精度。
[0036]考虑到制造工艺顺序，由于焊接后的架体结构尺寸较大，不能进行再加工，相关的安装、连接件及尺寸必须在组装焊接前完成。所以，为了使大型组件焊接后不必再进行加工就能够达到设计要求，节约材料，省工、省时、提高生产效率，决定采取的工艺方案是:现将零件加工到位，再进行大部件焊接成型。大部件组合焊接时使用工装定位、装夹，以保证工件的尺寸精度。
[0037]进一步地，如图2所示，所述真空吸盘为多唇边式高适用性真空吸盘，包括吸盘体I和设置在吸盘体I吸口处的唇形密封体2，所述吸盘体I通过内六角螺栓3与唇形密封体2连接，所述内六角螺栓3外侧设置有垫铁4，所述吸盘体I背侧设置有外法兰5，所述外法兰5与六角薄螺母6相连。使用高性能的真空发生器，使泄漏的气体在最短的时间里补充上来。对于多唇边式真空吸盘，第一，由于多唇边的存在，各唇边之间可形成独立的密封范围，其中某一个密封范围发生泄漏并不影响其余范围的附效果。另外，柔软的橡胶材料使唇边可根据物体表面缺陷而变化，使其形状与物体表面完成良好的贴合，达到了较好的密封效果；第二，吸盘体和唇形密封体采用两分式结构，吸盘体采用普通的工业橡胶，唇边体采用具有耐磨性好、抗撕裂性能高的聚氨酯橡胶，在提高了吸盘寿命的同时也降低了生产成本；第三、由于多唇边的存在，增大了吸附面积，从而提高了吸盘的吸附力。
[0038]进一步地，所述吸盘组包括紧锁气缸和设置在气缸两侧支架，所述两侧支架分别支撑导杆，所述紧锁气缸进气处设置有真空发生器，所述紧锁气缸出气处的两侧支架上分别设置有吸盘。
[0039]如图3所示，整个吸盘组做成一个独立的整体，这样方便安装和拆卸。两个吸盘由气缸带动沿竖直方向运动，为保证两吸盘中心与气缸中心的平行度，以使吸盘组能够平稳吸附，采用双杆支撑的方式，两个导杆通过导向套与支架相连。另外气缸与支架相连处已采用导向套来连接，来保证气缸在这个方向的水平度。整个支架由薄板焊接组成，保证足够的刚度和强度。
[0040]本实施例中采用四个吸盘来吸附墙面，每两个吸盘作为一个吸盘组。吸附部件的结构如前面所述，包括架体，吸盘，真空发生器。吸盘吸附功能的实现需要有压缩空气，现设计吸附部件的气动回路图如图6所示。
[0041]真空发生器产生真空的原理和传统真空泵是不一样的。它是让压缩空气在泵体内形成高速气流，气体的流动速度越高，当地的气体压力就越低(从柏努利方程可以得出)，因此就具有越强的抽吸能力。真空发生器就是利用这种原理制成的。正因为如此，在同等真空抽气量的情况下，真空发生器体积小，基本不用维护，真正的无油，是一种既可靠效率又高的真空泵。喷涂机主机中的喷涂机构以及吸附机构都用到了气动元件。其中吸附机构的气动执行元件为吸盘组上的锁紧气缸。吸附机构的设计用到了真空发生器和真空吸盘。
[0042]锁紧气缸安装在吸盘组上，需要实现的运动有两个，在吸盘与墙壁接触面处有压力开关，当缸体伸出到一定位置吸盘与墙壁接触时，气缸停止运动并在此状态锁紧。当需要调节喷枪组于墙面之间的距离(即喷距)时，气缸运动到一定位置并锁紧。
[0043]在图4中，锁紧气缸当A 口加压，B 口排气时，制动轴瓦处于自由状态，活塞杆可自由运动口加压，A 口排气时，制动瓦在气动力及弹簧力的作用下，从外部抱紧活塞杆，起制动作用。
[0044]根据锁紧气缸的原理图，锁紧气缸回路设计如图5所示。
[0045]进一步地，如图5所示，为锁紧气缸回路图。所述锁紧气缸的型号为QGSJR FB40x350 H2Y，缸径为40mm，最大行程350mm，工作速度100mm/s，制动反向为双向。
[0046]进一步地，所述喷涂机构采用一个二位二通的电磁换向阀及一个分流器，将压缩空气流分为三条支路分别送入三个自动喷枪的压缩空气口。
[0047]进一步地，所述自动喷枪喷嘴为矩形。
[0048]进一步地，所述真空吸盘采用的材料为丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、氟橡胶、聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物中任意一种或者其组合。
[0049]本实施例对轴承的要求不高，在横向传动机构中，丝杠轴主要承受径向载荷，所以选用角接触球轴承，摩擦因数小，价格低廉。且在连接电机一端采用两个角接触球轴承对装的方式来承受较大的径向力。选用的角接触球轴承型号为GB/T292-1994，7206AC。轴承置于轴承座中，采用润滑油润滑，唇形密封圈密封的方式，轴承的结构型式见图7所示。
[0050]纵向传动机构中，丝杠轴主要承受轴向载荷，所以选用主要承受轴向力的推力球轴承，在连接电机一端采用一个双向推力球轴承，来承受双向的轴向载荷。选用的推力球轴承的型号为GB/T301-1995，51306,及GB/T301-1995，52207。轴承润滑采用润滑油润滑的方式，密封方式采用唇形密封圈密封，轴承的结构型式设计如图8所示。
[0051]本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:包括伺服悬吊系统和吊篮式喷涂主机，所述吊篮式喷涂主机由移动机构、吸附机构和喷涂机构三大部分组成；所述移动机构由横向和纵向两个方向的移动机构组成，横向移动机构连接在吊篮体上，横向移动机构包括横向丝杠副、电机、联轴器、轴承支座、导轨副组成，所述电机通过联轴器带动丝杠副转动，运动通过轴承支座将转动变为直线移动传到导轨副上，所述纵向移动机构通过横向滑块连接在横向导轨上，组成部件与横向移动机构相同，并通过滑块与纵向导轨连接；所述吸附机构包括真空吸盘和与真空吸盘相连接的气缸，真空吸盘布置在吊篮靠近墙面一面的两端，两边采用吸盘组的方式；所述喷涂机构包括三个自动喷枪和与喷枪相连接的两个旋向相反的丝杠。
2.根据权利要求1所述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述吊篮体采用冷轧方钢管焊接，与其它零部件采用高强度螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述真空吸盘为多唇边式高适用性真空吸盘，包括吸盘体(1)和设置在吸盘体(1)吸口处的唇形密封体(2),所述吸盘体(1)通过内六角螺栓(3)与唇形密封体(2)连接，所述内六角螺栓(3)外侧设置有垫铁(4),所述吸盘体(1)背侧设置有外法兰(5),所述外法兰(5)与六角薄螺母(6)相连。
4.根据权利要求1所述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述吸盘组包括紧锁气缸和设置在气缸两侧支架，所述两侧支架分别支撑导杆，所述紧锁气缸进气处设置有真空发生器，所述紧锁气缸出气处的两侧支架上分别设置有吸盘。
5.根据权利要求1所述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述紧锁气缸的型号为卯3爪40x350 缸径为40臟，最大行程350臟，工作速度100臟々，制动反向为双向。
6.根据权利要求4或5所述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述喷涂机构采用一个二位二通的电磁换向阀及一个分流器，将压缩空气流分为三条支路分别送入三个自动喷枪的压缩空气口。
7.根据权利要求6所述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述自动喷枪喷嘴为矩形。
8.根据权利要求3或4所述的一种吊篮式高层建筑外墙喷涂机，其特征在于:所述真空吸盘采用的材料为丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、氟橡胶、聚氨酯、丁腈橡胶或含乙烯基的聚合物中任意一种或者其组合。
【文档编号】E04F21/12GK204139558SQ201420347997
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】张晓勇, 赵小琴 申请人:宁夏澍侍信息科技有限公司, 张晓勇, 赵小琴