一种高层建筑外墙喷涂装置的制作方法

本发明涉及一种高层建筑外墙的喷涂装置，属于高层建筑外墙施工设备技术领域。

背景技术：

随着城市化进程的不断发展，城市中高层建筑不断增多。在高层建筑施工中，需要对建筑物的外表面进行喷涂或其它装饰工作，这些喷涂和装饰工作不但直接影响着建筑物的外貌，也极大地影响了城市的总体面貌。目前，高层建筑物的喷涂工作仍然采用传统的工艺方法，均是由人工完成。在高度和超高度建筑物的外墙施工中，人工喷涂不仅效率低下，而且工作环境恶劣，工人经常会遇到高温、大风等诸多不利因素的影响，严重影响了喷涂的质量，甚至会对工人的健康和生命安全造成威胁，因此设计高层建筑的喷涂装置以替代工人完成喷涂作业是十分必要的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高层建筑外墙喷涂装置，这种喷涂装置能够根据地面上发送的指令在高层建筑的外墙上进行喷涂作业，可以有效地提高高层建筑外墙喷涂工作效率，保障施工工人的安全。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种高层建筑外墙喷涂装置，它包括壳体、喷涂机构、爬升机构、吸盘机构，壳体为两块平行的长方形钢板构成的框架，喷涂机构固定在壳体板面的中部，爬升机构固定在喷涂机构的一侧壳体板面上，吸盘机构分布在壳体板面的四角位置，喷涂机构通过涂料管与放置在建筑物顶部的涂料桶相连接，爬升机构与爬绳相连接，爬绳的上端固定连接在建筑物顶部，爬绳垂直向下，爬绳的下端固定在地面，喷涂机构、爬升机构、吸盘机构还与地面的空气压缩机通过管路相连接，喷涂机构、爬升机构、吸盘机构通过导线与地面控制机构相连接。

上述高层建筑外墙喷涂装置，所述喷涂机构包括底板、气动马达、底板移动导轨、Y轴导轨、X轴导轨、齿条、电机、齿轮、轴承座、滑台、水平转动机械臂、前垂直机械臂、后垂直机械臂、喷头，底板移动导轨、气动马达与壳体板面固定连接，轴承座固定连接在底板上，底板与底板移动导轨为滑动连接，Y轴导轨的一端通过轴承与轴承座为可转动连接，同时气动马达的输出轴与Y轴导轨的端面相连接，X轴导轨的一端与Y轴导轨相连接，滑台与X轴导轨相连接；沿着底板移动导轨长度方向固定安装有齿条，在底板与底板移动导轨的滑动连接处安装有电机和齿轮，电机和齿轮相连接，齿轮与底板移动导轨的齿条相啮合；沿着Y轴导轨的长度方向固定安装有丝杠，在Y轴导轨的一端固定安装有电机和联轴器，电机通过联轴器与丝杠相连接，X轴导轨的一端固定安装螺母，螺母与丝杠螺旋连接；沿着X轴导轨的长度方向固定安装有丝杠，在X轴导轨的一端固定安装有电机和联轴器，电机通过联轴器与丝杠相连接，滑台下表面固定安装螺母，螺母与丝杠螺旋连接；滑台上表面上安装有舵机和齿轮轴，舵机的输出端上安装固定齿轮，齿轮与齿轮轴啮合，水平转动机械臂的底面与齿轮的输出轴固定连接，水平转动机械臂的侧面安装固定舵机，后垂直机械臂的一端侧面与舵机的输出轴相连接，后垂直机械臂的另一端侧面安装固定舵机，前垂直机械臂的一端侧面与舵机的输出轴相连接，前垂直机械臂的端面安装固定电机，喷头与舵机的输出轴相连接。

上述高层建筑外墙喷涂装置，所述爬升机构由两组相同的气压装置构成，每组气压装置包括爬升主气压缸、爬升主气压杆、爬升副气压缸、爬升副气压杆、爬升进气管、爬升出气管，爬升主气压缸与壳体板面固定连接，爬升主气压杆与爬升主气压缸配合连接，爬升副气压缸与爬升主气压杆的前端固定连接，爬升副气压杆与爬升副气压缸配合连接，爬升副气压杆的前端与爬绳滑动连接，爬升进气管、爬升出气管分别与爬升主气压缸、爬升副气压缸相连接。

上述高层建筑外墙喷涂装置，所述吸盘机构由四组相同的气压装置构成，四组气压装置分别安装在壳体板面的左上、左下、右上、右下四角位置，每组气压装置包括吸盘主气压缸、吸盘主气压杆、吸盘副气压缸、吸盘副气压杆、真空管、吸盘、吸盘进气管、吸盘出气管，吸盘主气压缸与壳体板面固定连接，吸盘主气压杆的后部与吸盘主气压缸配合连接，吸盘主气压杆的前端与吸盘副气压缸固定连接，吸盘副气压缸与吸盘副气压杆的后部配合连接，吸盘副气压杆的前端与吸盘固定连接，真空管与吸盘固定连接，吸盘进气管、吸盘出气管分别与吸盘主气压缸、吸盘副气压缸固定连接，吸盘的盘面与墙面相对。

本发明的有益效果是：

本发明的喷涂机构负责进行喷涂作业，喷头可以在360度全方位进行移动和转向，完成对建筑物墙面的喷涂；爬升机构可以沿着爬绳上下移动，带动喷涂机构到需要作业的高度进行喷涂作业；吸盘机构可以在爬升机构移动到位后将壳体牢固地吸附到建筑物墙面上，以便喷涂机构可以稳定地进行喷涂工作。本发明结构合理、使用方便、喷涂效果良好，可以实现全自动操作，不但可以代替人工进行高层建筑物外墙的喷涂作业，避免人工作业的安全隐患，还可以有效提高喷涂工作效率，提高喷涂工作的质量，在行业内有极好地推广使用价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的局部放大示意图；

图3是喷涂机构的结构示意图和零件图；

图4是爬升机构的结构示意图和零件图；

图5是吸盘机构的结构示意图和零件图；

图6是本发明的使用状态示意图。

图中标记如下：壳体1、喷涂机构2、爬升机构3、吸盘机构4、爬绳5、底板6、气动马达7、底板移动导轨8、Y轴导轨9、X轴导轨10、齿条11、电机12、齿轮13、轴承座14、滑台15、水平转动机械臂16、后垂直机械臂17、前垂直机械臂18、喷头19，爬升主气压缸20、爬升主气压杆21、爬升副气压缸22、爬升副气压杆23、爬升进气管24、爬升出气管25、吸盘主气压缸26、吸盘主气压杆27、吸盘副气压缸28、吸盘副气压杆29、真空管30、吸盘31、吸盘进气管32、吸盘出气管33。

具体实施方式

本发明由壳体1、喷涂机构2、爬升机构3、吸盘机构4组成。与本发明配套的还有爬绳5、涂料桶、涂料管、空气压缩机、空气压缩管路等。

图1、2显示，壳体1为两块平行的长方形钢板构成的框架，喷涂机构2固定在壳体1板面的中部，爬升机构3固定在喷涂机构2的一侧壳体1板面上，吸盘机构4分布在壳体1板面的四角位置。喷涂机构2、，爬升机构3、吸盘机构4与地面的空气压缩机通过管路相连接，喷涂机构2、爬升机构3、吸盘机构4通过导线与地面控制机构相连接。

图1、2显示，喷涂机构2通过涂料管与放置在建筑物顶部的涂料桶相连接，喷涂机构负责进行喷涂作业，喷头19可以在360度全方位进行移动和转向，完成对建筑物墙面的喷涂。爬升机构3与爬绳5相连接，爬绳5的上端固定连接在建筑物顶部，爬绳5垂直向下，爬绳5的下端固定在地面，爬升机构3可以沿着爬绳5上下移动，带动喷涂机构2到需要作业的高度进行喷涂作业。吸盘机构4可以在爬升机构3移动到位后将壳体1牢固地吸附到建筑物墙面上，以便喷涂机构2可以稳定地进行喷涂工作。

图2、3显示，喷涂机构2包括底板6、气动马达7、底板移动导轨8、Y轴导轨9、X轴导轨10、轴承座14、滑台15、水平转动机械臂16、前垂直机械臂17、后垂直机械臂8、喷头19和齿条11、电机12、齿轮13。

图1、2、3显示，底板移动导轨8、气动马达7与壳体1板面固定连接，底板6与底板移动导轨8为滑动连接，沿着底板移动导轨8的长度方向固定安装有齿条11，在底板6与底板移动导轨8的滑动连接处安装有电机12和齿轮13，电机12和齿轮13相连接，齿轮与13底板移动导轨8的齿条11相啮合。电机12可以通过齿轮13、齿条11带动底板6沿着底板移动轨道8左右移动。

图1、2、3显示，在底板6上固定连接轴承座14， Y轴导轨9的一端通过轴承与轴承座14为可转动连接，同时气动马达7的输出轴与Y轴导轨9的端面相连接。压缩空气通过管路驱动气动马达7转动，气动马达7的输出轴带动Y轴导轨9沿着Y轴导轨9的轴线转动，轴承座14起到支撑Y轴导轨9的作用。

图1、2、3显示，X轴导轨10的一端与Y轴导轨9为滑动配合连接，在Y轴导轨9的长度方向上固定安装有丝杠，在Y轴导轨9的一端固定安装有电机和联轴器，电机通过联轴器与丝杠相连接，X轴导轨的一端固定安装螺母，螺母与丝杠螺旋连接。电机可以通过丝杠螺母副带动X轴导轨10沿着Y轴导轨9上下移动。

图1、2、3显示，滑台15与X轴导轨10为滑动配合连接，在X轴导轨10的长度方向上固定安装有丝杠，在X轴导轨10的一端固定安装有电机和联轴器，电机通过联轴器与丝杠相连接，滑台15下表面固定安装螺母，螺母与丝杠螺旋连接。电机可以通过丝杠螺母副带动滑台沿着X轴导轨10左右移动。

图1、2、3显示，滑台15上表面上安装有舵机和齿轮轴，舵机的输出端上安装固定齿轮，齿轮与齿轮轴啮合。水平转动机械臂16的底面与齿轮的输出轴固定连接。水平转动机械臂16的侧面安装固定舵机，后垂直机械臂17的一端侧面与舵机的输出轴相连。后垂直机械臂17的另一端侧面安装固定舵机，前垂直机械臂18的一端侧面与舵机的输出轴相连。前垂直机械臂18的端面安装固定电机，喷头19与舵机的输出轴相连。水平转动机械臂16、后垂直机械臂17、前垂直机械臂18、喷头19都是靠舵机的转动来带动的。

图1、2、4显示，爬升机构3由两组相同的气压装置构成，两组气压装置上下平行安装主壳体1板面上，爬绳5从上至下顺序穿过两组气压装置。每组气压装置包括爬升主气压缸20、爬升主气压杆21、爬升副气压缸22、爬升副气压杆23、爬升进气管24、爬升出气管25。

图1、2、4显示，爬升主气压缸20与壳体1板面固定连接，爬升主气压杆21的后部连接在爬升主气压缸20前端，爬升主气压缸20驱动爬升主气压杆21伸出或缩回。爬升副气压缸22与爬升主气压杆21的前端固定连接，爬升主气压杆21伸出或缩回时带动爬升副气压缸22一起运动。爬升副气压杆23的后部与爬升副气压缸22配合连接，爬升副气压杆23的前端与爬绳5滑动连接，爬升副气压缸22驱动爬升副气压杆23伸出或缩回，爬升副气压杆23对爬绳5进行夹紧或松开。爬升进气管24、爬升出气管25分别与爬升主气压缸20、爬升副气压缸22相连接，提供它们动作所需要的压缩空气。爬升副气压杆23夹住爬绳5的结构是，爬行副气压缸22上焊接直径略大于爬绳的半个钢管，钢管与爬绳滑动连接，爬绳副气压杆23上焊接直径略小于爬行的半个钢管。

图1、2、5显示，吸盘机构4由四组气压装置构成，四组气压装置分别安装在壳体1板面的左上、左下、右上、右下四角位置。每组气压装置包括吸盘主气压缸26、吸盘主气压杆27、吸盘副气压缸28、吸盘副气压杆29、真空管30、吸盘31、吸盘进气管32、吸盘出气管33。

图1、2、5显示，吸盘主气压缸26与壳体1板面固定连接，吸盘主气压杆27的后部与吸盘主气压缸26配合连接，吸盘主气压缸26带动吸盘主气压杆27前进和后退。吸盘主气压杆27的前端与吸盘副气压缸28固定连接，吸盘主气压杆27前进或后退时带动吸盘副气压缸28一起移动。吸盘副气压缸28与吸盘副气压杆29的后部配合连接，吸盘副气压缸28带动吸盘副气压杆29前进和后退。吸盘副气压杆29的前端与吸盘31固定连接，吸盘31的盘面与墙面相对，吸盘副气压杆29驱动吸盘31与墙体进行接触。真空管30与吸盘31固定连接，吸出吸盘31的空气，使吸盘31牢牢吸附在墙面上。吸盘进气管32、吸盘出气管33分别与吸盘主气压缸26、吸盘副气压缸28固定连接，提供它们动作所需要的压缩空气。

本发明的工作过程如下：

（1）喷涂作业

首先喷涂装置2中的水平转动机械臂16旋转至与墙面垂直位置。滑台15可沿X轴导轨10滑动，从而使喷头19完成X方向移动，X轴导轨10可沿Y轴导轨9滑动，从而完成Y轴方向移动，X轴与Y轴方向配合移动即可完成右侧区域的喷涂，而且底板6可沿底板移动导轨8移动，一方面进一步扩大X轴方向的喷涂范围，另一方面缩小了整体的宽度，使其可在狭窄区域工作。在进行侧面喷涂时，气动马达7带动Y轴导轨9旋转90度，此时喷头19与侧面垂直，重复上述操作即可进行侧面喷涂。

（2）爬绳运动

向上攀爬时，首先爬升机构3中的上方的气压装置动作，此时下方的气压装置夹住爬绳5静止不动。气体进入爬升主气压缸20下腔，爬升主气压杆21伸出，带动爬升副气压缸22向上移动。然后压缩空气通过爬升进气管24进入爬升副气压缸22，爬升副气压杆23伸出，半个钢管紧紧地压在爬绳5上，通过钢管粗糙表面的摩擦力将爬绳5夹住。压缩空气再进入爬升主气压缸20上腔，爬升主气压杆21收缩，此时下方的气压装置的爬升副气压杆23松开爬绳5，爬升主气压杆21带动爬升主气压缸20、壳体1等整体沿爬绳5向上移动，爬升一个爬升主气压杆21长度的距离。

下方气压装置的爬升副气压杆23伸出夹紧爬绳5，上方气压装置重复上述过程，可以到达预定位置。

向下攀爬时，两个气压装置运动方式相反。

（3）吸附运动

当攀爬完成到达指定高度时，即可进行吸附作业。四组气压装置运动相同，首先气体经吸盘进气管32进入吸盘副气压缸28，吸盘副气压杆29伸出，至吸盘31与墙面接触后停止，然后由真空发生器产生真空，经真空管30将吸盘31与墙面之间的空气吸走，从而使吸盘31与墙面固定，从而保证喷涂时主体的稳定。

（4）爬墙运动

除爬绳运动外，本发明还可进行爬墙运动，吸盘机构4四组气压装置运动，左上、右上同步运动，左下、右下同步运动，且下部气压装置吸盘31已与墙面吸附固定。

首先，爬升机构3与爬绳5为固定连接，压缩空气进入吸盘机构4的上部两组气压装置的吸盘主气压缸26下腔，吸盘主气压杆27伸出，带动吸盘副气压缸28向上移动，吸盘副气压缸28到位后进行吸附作业，如步骤（3），使吸盘31与墙面固定。

然后，爬升机构3中的爬升副气压杆23松开爬绳5，与爬绳5为滑动连接，同时吸盘机构4下部两组气压装置的吸盘31与墙面脱离吸附，压缩气体进入下方两组气压装置的吸盘主气压缸26，吸盘主气压杆27回收到最短位置，带动吸盘副气压缸28、吸盘副气压杆29、吸盘31上提。

由于吸盘机构4上部两组气压装置的吸盘31与墙面处于吸附固定状态，且吸盘主气压杆27处于伸开位置，因此将压缩气体进入吸盘机构4上部两组气压装置的吸盘主气压缸26上腔，吸盘主气压杆27收缩，带动吸盘主气压缸26和壳体1整体向上移动。

在吸盘机构4上部两组气压装置的吸盘主气压杆27收缩到位后，壳体1移动到位，同时吸盘机构4下部两组气压装置也随壳体1向上移动到位。压缩空气进入吸盘机构4下部两组气压装置的吸盘副气压缸28，驱动吸盘副气压杆29伸出，使吸盘31与墙面固定，同时爬升机构3中的爬升副气压杆23移动，夹紧爬绳5。

最后，吸盘机构4上部两组气压装置将空气放入吸盘31，切断与墙面的固定连接。至此完成一个吸盘主气压杆27长度的爬墙移动。

重复上述操作，即可完成爬墙运动。