對智能墻體泥墻裝置的研究

蘇肇斌（山東科技大學(xué)泰安校區(qū)，山東　泰安　271000）

對智能墻體泥墻裝置的研究

蘇肇斌
（山東科技大學(xué)泰安校區(qū)，山東泰安271000）

城鎮(zhèn)要發(fā)展，建設(shè)是基礎(chǔ)，施工是關(guān)鍵，設(shè)備是保障。我國是人口大國，住房需求量巨大。目前我國的工業(yè)、商用、民用房屋的建筑，無論從主體到裝修，從墻面抹灰到水電安裝，還全部由人工完成，工期時(shí)間長，質(zhì)量不易保證。而在施工方最注重的工期中，墻體粉刷抹灰占去了定額工期的50%。因此智能泥墻機(jī)市場在中國有很大的前途。

傳感器；西門子PLC系統(tǒng)；液壓缸

0　引言

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在全面建設(shè)小康社會(huì)中肩負(fù)著重要的歷史使命。隨著建筑商品化的發(fā)展，加快施工進(jìn)度，縮短工程周期提高投資效益，已成為建筑商品化的中心環(huán)節(jié)。當(dāng)前房地產(chǎn)發(fā)展迅速，在房屋室內(nèi)墻體泥墻中，需要大量的勞動(dòng)力，這就無形中提高了房子的成本。在建筑工程中，墻體抹灰這一必不可少的工序，多年以來都是通過人工操作實(shí)現(xiàn)的。這種操作方式存在占用勞動(dòng)力多、機(jī)械化程度低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工工期長、施工費(fèi)用大、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工質(zhì)量難以控制等缺陷。目前市場上還沒有一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泥墻、自動(dòng)找平功能等功能的全自動(dòng)墻體泥墻機(jī)械，為此對墻體自動(dòng)墻體泥墻機(jī)械進(jìn)行研究很有必要。

本智能全自動(dòng)墻體泥墻裝置說明通過對機(jī)械結(jié)構(gòu)、特別是建筑機(jī)械結(jié)構(gòu)的研究，借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)等，設(shè)計(jì)發(fā)明了一種全自動(dòng)控制的智能墻體泥墻機(jī)。

1　智能泥墻裝置簡介

本述全自動(dòng)智能墻體泥墻機(jī)包括：行走車輪組，由四只車輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、軸編碼器及連接件組成，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能墻體泥墻機(jī)的行走功能，軸編碼器作為檢測元器件，實(shí)現(xiàn)該墻體泥墻機(jī)水平行走距離檢測，作為該智能墻體泥墻機(jī)在被鏟墻平面內(nèi)的水平移動(dòng)參數(shù)；調(diào)平油缸，兩只調(diào)平油缸分別安裝于兩只對角車輪的上方，用于該墻體泥墻機(jī)與地面的垂直度調(diào)整；底盤，全自動(dòng)智能墻體泥墻機(jī)的所有零部件的載體；螺旋給料機(jī)構(gòu)，由供料電機(jī)、給料螺桿、料斗、料斗平板、料斗油缸底板、料斗推移缸、料斗滑移托架、直線位移傳感器等組成，供料電機(jī)、給料螺桿安裝在料斗內(nèi)，在泥墻過程中實(shí)現(xiàn)供料給料的作用，料斗滑移托架嵌入在工作平臺內(nèi)部，在料斗滑移托架的推動(dòng)下可沿著工作平臺內(nèi)部向外或者向里滑動(dòng)，以保證被泥抹墻體的厚度；砂漿輸送機(jī)構(gòu)，由砂漿噴嘴、可伸縮輸漿軟管、軟管托架、混凝土輸送泵等組成，用于實(shí)現(xiàn)混凝土通過輸漿軟管、砂漿噴嘴直接給料斗供料，實(shí)現(xiàn)了供料自動(dòng)化；工作平臺，螺旋給料機(jī)構(gòu)和平臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)的載體，與平臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)連接，在該步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下，工作平臺可沿著齒條作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成工作平臺的第一級上下工作移動(dòng)；齒條，有右齒條和左齒條2根，與左右工作液壓缸活塞桿上端的齒條連接板固定在一起，并安裝在直線導(dǎo)軌前側(cè)，齒條后側(cè)是與直線導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的燕尾槽，當(dāng)工作平臺上的平臺電機(jī)及齒輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作平臺帶動(dòng)螺旋給料機(jī)構(gòu)及平臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作平臺的第一級上下工作移動(dòng)；平臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)，由平臺電機(jī)及齒輪軸組成，工作平臺左右各安裝一套，和工作平臺運(yùn)動(dòng)齒條配合，工作平臺帶動(dòng)螺旋給料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工作平臺的第一級上下工作移動(dòng)；工作液壓缸，兩支工作液壓缸垂直固定在底盤上，工作液壓缸活塞桿上端左右各安裝一塊齒條連板，用于固定工作平臺運(yùn)動(dòng)齒條，活塞桿向上用移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)連板、齒條及平臺移動(dòng)機(jī)構(gòu)整體移動(dòng)，從而使工作平臺帶動(dòng)螺旋給料機(jī)構(gòu)沿著安裝在液壓缸前側(cè)面的直線導(dǎo)軌上下工作移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工作平臺的第二級上下工作移動(dòng)；直線導(dǎo)軌，兩條直線導(dǎo)軌分別固定在左右工作液壓缸的前側(cè)面，與底盤連接在一起，從而與工作液壓缸均固定不動(dòng)，當(dāng)工作液壓缸活塞桿向上移動(dòng)時(shí)，齒條后部的燕尾槽滑塊與直線導(dǎo)軌相對運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)工作平臺實(shí)現(xiàn)第二級上下工作移動(dòng)；支撐液壓缸，兩支直立的支撐液壓缸固定在底盤后部上方，支撐液壓缸活塞桿上方連接支撐板，用于泥墻時(shí)頂住屋頂，使該墻體泥墻機(jī)穩(wěn)定工作；控制裝置，由觸摸屏（或者工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）、可編程控制器及其外圍器件組成，用于實(shí)現(xiàn)墻體泥墻機(jī)的全自動(dòng)控制，并可通過觸摸屏（或者工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）由人設(shè)定要泥抹的厚度及路徑，控制該全自動(dòng)智能墻體泥墻機(jī)按照設(shè)定的厚度及規(guī)定的路徑進(jìn)行泥抹；液壓站，由液壓油缸、油缸電機(jī)、電磁閥、速度同步閥等組成，固定在底盤的上后方，用于提供各種液壓油缸的動(dòng)力；雙軸傾角傳感器，固定在底盤上，用于檢測墻體泥墻機(jī)底盤的水平度，來保證直線導(dǎo)軌與地面的垂直度；激光測距傳感器，用于檢測工作平臺在上下方向上的直線位移。

2　智能泥墻裝置具備的創(chuàng)新點(diǎn)

通過可編程控制器、軸編碼器等，能夠控制調(diào)平油缸的伸縮，從而保證料斗平板與地面垂直，實(shí)現(xiàn)墻體泥墻機(jī)的泥抹墻皮的全自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)了泥墻作業(yè)的自動(dòng)化控制，能自動(dòng)上料、自動(dòng)泥墻、自動(dòng)抹平墻面和實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)任意泥抹墻面的路徑及要泥抹的墻面厚度；利用傾角傳感器來實(shí)現(xiàn)墻體泥墻機(jī)底盤的水平調(diào)整，保證了泥抹墻面的平面度，通過砂漿輸送機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了泥墻的自動(dòng)供料，極大的改善了工人的操作環(huán)境，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了泥抹的質(zhì)量；利用激光測距傳感器，用于檢測工作平臺在上下方向上的直線位移。

3　結(jié)論

智能墻體泥墻裝置的研究具有應(yīng)用上的良好前景，具有滿足現(xiàn)期泥墻行業(yè)追求高效率高質(zhì)量的需求。

（1）安全、可靠，保障了工人的人身安全；

（2）做到了真正意義上的全自動(dòng)，能有效地降低生產(chǎn)周期和生產(chǎn)成本；

（3）減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了工人的體能，切實(shí)提高了勞動(dòng)效率；

（4）擁有可編程控制器，泥墻厚度的調(diào)節(jié)方便快捷。

推廣應(yīng)用前景、效益分析與市場預(yù)測：本裝置填補(bǔ)了我國在建筑行業(yè)室內(nèi)墻體泥墻中全自動(dòng)泥墻方面的空白，能夠應(yīng)用在所有建筑行業(yè)的室內(nèi)墻體泥墻墻體鏟灰工程中，科研成果將極大地帶動(dòng)科技進(jìn)步和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，極大地改善了工人的操作環(huán)境，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

［1］趙金榮，葉真主編.可編程序控制器原理及應(yīng)用［J］.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，2003.

［2］廖常初主編.PLC編程及應(yīng)用［J］.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

［3］徐瑞銀，蘇國秀主編.液壓氣壓傳動(dòng)與控制［J］.機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.110