一种壁画砌体剥离设备的制作方法

本实用新型属于文物壁画切割设备技术领域，尤其涉一种壁画砌体剥离设备。

背景技术：

古代壁画指人们直接在墙壁上所绘制的画，一般出现在石窟、墓室或是重要建筑的墙壁上，它是反映古代社会、生活、艺术等方面的重要资料，也是中国古代文明的见证。这里主要指有一定历史考古价值的古代墓葬中或是岩石等表面中画家绘制而成的画，精美的壁画一般都出自贵族墓葬中，然而古墓中有大量的泥土、水和微生物，它们都会对壁画造成破坏性影响。如何把珍贵的壁画从墓道中完整地提取出来，这对文保人员来说是一个不小的挑战，目前切割壁画通常是要人工分块切割的，否则会碎掉，这就决定了壁画切割时必然会有残损，造成无法挽回的后果，且人工操作误差大，对于经验和体力要求都比较高，人工切割势必会损毁壁画。

目前为止没有应用到壁画剥离行业的自动化、半自动化设备可以参考，对于壁画行业是一种全新的技术空白，只能通过大量的尝试、试验、验证进行一步步的计算设计整和；根据切割介质的不用以及介质本身所具有的混合体、结构体、以及它们之间的连接特性分析选择合造的切割剥方式；

市场上现有的切割设备都能针对具有导电性的材质，切割过程中加冷却液、切剥液的方式，同时切割速度可以通过电流大小，被切材质的不同进行调整，而壁画一不导电，二又不能加水冷却，三不能出现震动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种壁画砌体剥离设备。

为了解决技术问题，本实用新型的技术方案是一种壁画砌体剥离设备，包括支架、上下切割装置、承载装置、前后切割装置和电气控制柜，所述上下切割装置安装在支架的竖边，承载装置的一端安装在上下切割装置上，前后切割装置安装在承载装置上；

所述支架的一侧设有电气控制柜来控制设备电路和设备运行。

优选的，所述前后切割装置包括前后移位组件、运丝结构、丝线切割组件和同步带轮伺服电机，前后移位组件的一侧安装有运丝结构且其另一侧安装在承载装置上，丝线切割组件安装在运丝结构上，所述运丝结构包括丝线、运丝轴、运丝轴同步带轮、排线丝杆、同步带和运丝伺服电机，所述同步带套设在运丝轴的一端和运丝轴同步带轮的一端且运丝轴的另一端与运丝伺服电机连接，运丝同步带轮的另一端通过排线丝杆与同步带轮伺服电机连接，丝线绕在运丝轴和丝线切割组件上形成回路。

优选的，所述上下切割装置包括第一减速电机、第一滚珠丝杆和第一直线导轨，所述第一直线导轨和第一滚珠丝杠相互平行，第一直线导轨安装在支架的竖边上且第一直线导轨与支架的竖边相互平行，第一减速电机安装在第一滚珠丝杆远离支架横边的一端。

优选的，所述承载装置包括线轨连接板、第一连接板、第二连接板和连接角件，所述第一连接板的一端与第二连接板的一端固定连接且第一连接板与第二连接板相互垂直，线轨连接板的一侧可滑动的安装在第一直线导轨上且其另一侧与第一连接板固定连接。

优选的，还包括丝线导轮组件，所述丝线导轮组件包括第一丝线导轮、第二丝线导轮、第三丝线导轮和第四丝线导轮，第一丝线导轮和第二丝线导轮设置在运丝轴的两侧，第一丝线导轮和第二丝线导轮的中轴线相互平行，第三丝线导轮和第四丝线导轮相对的设置在运丝结构的两侧，第三丝线导轮和第四丝线导轮的中轴线与第一丝线导轮和第二丝线导轮的中轴线相互垂直。

优选的，所述丝线缠绕在运丝轴上且丝线一端依次穿过第一丝线导轮、第四丝线导轮、丝线切割组件、第三丝线导轮和第二丝线导轮后与丝线另一端连接形成闭环。

优选的，所述前后移位组件包括底座、滑动板、第二滚珠丝杆、第二减速电机和第二直线导轨，第二直线导轨安装在底座上，滑动板安装在运丝结构底部，滑动板与第二直线导轨滑动配合，第二滚珠丝杆靠近丝线切割组件的一端固定安装在底座上且其另一端与第二减速电机连接。

优选的，所述丝线切割组件包括依次连接的第一丝线架、底座和第二丝线架且第一丝线架与第二丝线架相互平行设置，第一丝线架和第二丝线架两者远离底座的一端安装有两个导线轮，丝线穿过第四丝线导轮后依次穿过两个导线轮再穿过第二丝线导轮。

优选的，所述电气控制柜由电气控制箱和电气控制面板组成，电气控制面板安装在电气控制柜的上部，电气控制箱来安装和控制电路，电气控制面板上安装有操作控制按钮。

优选的，所述支架的形状为l型。

相对于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型选用丝线作为切割工具，可以减少振动和噪音对壁画带来的损坏，并且通过增加丝线的运行长度，通过左右移动使切割部位暴露在空气中达到自然冷却，减少冷却液的使用；

(2)本实用新型的丝线切割组件，可有效小转动惯量，尽量避免出现震动；

(3)本实用新型采用全自动设备进行切割，可替代人工挖掘，填补了考古壁画切割领域的技术空白，适合量产推广。

附图说明

图1、本实用新型一种壁画砌体剥离设备的结构示意图；

图2、本实用新型一种壁画砌体剥离设备中前后切割装置的结构示意图；

图3、本实用新型一种壁画砌体剥离设备中承载装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、支架，

2、上下切割装置，2-1、第一减速电机，2-2、第一滚珠丝杆，2-3、第一直线导轨；

3、承载装置，3-1、线轨连接板，3-2、第一连接板，3-3、第二连接板，3-4、连接角件；

4、前后切割装置；

5、电气控制柜；

6、运丝结构，6-1、丝线，6-2、运丝轴，6-3、运丝轴同步带轮，6-4、同步带，6-5、运丝伺服电机，6-6-、排线丝杆；

7、丝线切割组件，7-1、第一丝线架，7-2、第二丝线架；

8、同步带轮伺服电机，9、导线轮；

10、丝线导轮组件，10-1、第一丝线导轮，10-2、第二丝线导轮，10-3、第三丝线导轮，

10-4、第四丝线导轮；

11、前后移位组件，11-1、底座，11-2、滑动板，11-3、第二滚珠丝杆，11-4、第二减速电机，11-5、第二直线导轨。

具体实施方式

下面结合实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-3所示一种壁画砌体剥离设备，包括支架1、上下切割装置2、承载装置3、前后切割装置4和电气控制柜5，上下切割装置2安装在支架1的竖边，承载装置3的一端安装在上下切割装置2上，前后切割装置4安装在承载装置3上；

支架1的一侧设有电气控制柜5来控制设备电路和设备运行。

本设备通过电气控制柜5控制上下切割装置2调整承载装置3在高度上的变化，前后切割装置4用于壁画切割操作。

具体地，前后切割装置4包括前后移位组件11、运丝结构6和丝线切割组件7，前后移位组件11的一侧安装有运丝结构6且其另一侧安装在承载装置3上，丝线切割组件7安装在运丝结构6上；

运丝结构6包括丝线6-1、运丝轴6-2、运丝轴同步带轮6-3、同步带6-4、运丝伺服电机6-5、排线丝杆6-6和同步带轮伺服电机8，同步带6-4套设在运丝轴6-2的一端和运丝轴同步带轮6-3的一端且运丝轴6-2的另一端与运丝伺服电机6-5连接，运丝同步带轮6-3的另一端通过排线丝杆6-6与同步带轮伺服电机8连接，丝线6-1依次缠绕在运丝轴6-2和丝线切割组件7上。

前后切割装置4由伺服电机与减速机相结合的动力驱动方式并利用精密滚珠丝杆与直线导轨相结合的结构运动方式，完成前后由的稳定，恒速切割运行。不同与上下轴切割的是动力驱动部分与丝杆之间以同步带的方式连接传动；

具体地，上下切割装置2包括第一减速电机2-1、第一滚珠丝杆2-2和第一直线导轨2-3，第一直线导轨2-3和第一滚珠丝杠2-2相互平行设置，第一直线导轨2-3安装在支架1的竖边上且第一直线导轨2-3与支架1的竖边相互平行，减速电机2-1安装在第一滚珠丝杆2-2远离支架1横边的一端。

1、上下切割装置组成部分，由伺服电机与减速机相结合的动力驱动方式并利用第一滚珠丝杆2-2与第一直线导轨2-3相结合的负载承载方式，以完成上下切割的稳定，恒速切割运行，确认切割过程中因结构异常造成壁画砌体在切割过程中的不必要的损失；

2、支架1结构连接方式：

支架1固定架构是由gb6728-86冷弯方形空心型钢100x10通过非标定制直角件用gb_fastener_screws_hshcsm12x45高强度12.9级螺丝相固定的方式连接，达到设备重载螺丝固定结构稳固的目的，以达到因主架构连接异常造成壁画砌体在切割过程中的不必要的损失；

具体地，承载装置3包括线轨连接板3-1、第一连接板3-2、第二连接板3-3和连接角件3-4，第一连接板3-2的一端与第二连接板3-3的一端固定连接且第一连接板3-2与第二连接板3-3相互垂直，线轨连接板3-1的一侧可滑动的安装在第一直线导轨2-3上且其另一侧与第一连接板3-2固定连接。

上下切割装置2负载承载方式：

上下切割装置2的负载承载方式由第一精密滚珠丝杆2-2与第一直线导轨2-3连接的方式，承载装置3为s45c板材加工完成后通过结构完全焊接，并通过焊接测试后整体表面防锈处理(表面镀硬铬)后再与第一精密滚珠丝杆2-2、第一直线导轨2-3通过gb_fastener_screws_hshcsm20x60高强度12.9级螺丝相固定，连接组件上同时安装16x80的高强度定位销，达到稳固目的，以达到因负载承载连接异常造成壁画砌体在切割过程中的不必要的损失。

具体地，还包括丝线导轮组件10，丝线导轮组件10包括第一丝线导轮10-1、第二丝线导轮10-2、第三丝线导轮10-3和第四丝线导轮10-4，第一丝线导轮10-1和第二丝线导轮10-2设置在运丝轴6-2的两侧，第一丝线导轮10-1和第二丝线导轮10-2的中轴线相互平行，第三丝线导轮10-3和第四丝线导轮10-4相对的设置在运丝结构6的两侧，第三丝线导轮10-3和第四丝线导轮10-4的中轴线与第一丝线导轮10-1和第二丝线导轮10-2的中轴线相互垂直。该设计为了使丝线平滑过渡便于丝线张力调整。

具体地，丝线6-1缠绕在运丝轴6-2上且丝线一端依次穿过第一丝线导轮10-1、第四丝线导轮10-4、丝线切割组件7、第三丝线导轮10-3和第二丝线导轮10-2后与丝线另一端连接形成闭环。通过运丝伺服电机6-5正反转动作达到排线的功能，具体为当运丝伺服电机6-5正转时运丝轴6-2开始正向绕线，排线丝杆6-6带动整体向前移动，当移动到运丝轴6-2前极限位时，运丝伺服电机6-5反转后退，排线丝杆6-6带动整体向后移动，当移动到运丝轴6-2后极限位时，运丝伺服电机6-5正转，排线部分一直进行这样的往复运动；整个运动过程都只是通过运丝伺服电机6-5的正反转来完成，并确保排线过程中，线不会重叠在一起。

具体地，丝线切割组件7包括依次连接的第一丝线架7-1、底座11-1和第二丝线架7-2且第一丝线架7-1与第二丝线架7-2相互平行设置，第一丝线架7-1和第二丝线架7-2远离底座11-1的一端安装有两个导线轮9，丝线6-1穿过第四丝线导轮10-4后依次穿过两个导线轮9再穿过第二丝线导轮10-2。

具体地，电气控制柜5由电气控制箱和电气控制面板组成，电气控制面板安装在电气控制柜的上部，电气控制箱来安装和控制电路，电气控制面板上安装有操作控制按钮。

工作原理：

1、上下移动：丝线切割组件7通过上下切割装置2完成上下位移，其由伺服电机与减速机相结合的动力驱动方式并利用精密滚珠丝杆与直线导轨相结合的负载承载方式，以完成上下切割的稳定，恒速切割运行，确认切割过程中因结构异常造成壁画砌体在切割过程中的不必要的损失；

2、前后移动：主要依靠前后切割装置4完成，其由伺服电机与减速机相结合的动力驱动方式并利用精密滚珠丝杆与直线导轨相结合的结构运动方式，完成前后由的稳定，恒速切割运行，不同与上下轴切割的是动力驱动部分与丝杆之间以同步带的方式连接传动；前后切割与上下切割结构相似，动作原理相同，都是利用运动方式完成切割；

3、丝线切割过程：丝线切割部位移动，以此保证不切割的部分靠空气冷却散热，主要通过运丝伺服电机6-5正反转动作达到排线的功能，具体为当运丝伺服电机6-5正转时运丝轴6-2开始正向绕线，排线丝杆6-6带动整体向前移动，当移动到运丝轴6-2前极限位时，运丝伺服电机6-5反转后退，排线丝杆6-6带动整体向后移动，当移动到运丝轴6-2后极限位时，运丝伺服电机6-5正转，排线部分一直进行这样的往复运动；整个运动过程都只是通过运丝伺服电机6-5的正反转来完成，并确保排线过程中，线不会重叠在一起。

综上所述，研发了一种适用于壁画砌体这种成分复杂的介质切割，填补了针对文物中砌体壁画支撑体剥离修复壁画中缺少自动化机械的空白，大大提高壁画挖掘中对于文物的损毁。

上面对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。