3D学生汇机械设计作品之智能建筑工程涂漆装置

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    本项目研发一种在单片机控制下，能对铁门、窗体、墙体粉刷油漆等粘性材料的全新机械装置，该装置属于建筑工程类机械，不同于普通立式机架不可升高的涂料装置，工作过程可实现自动化，无轨道运动且操作简单。主要用于解决粉刷一般商品房墙体竖直方向的粘性材料的问题，它具有便捷、节省人力、省时、效率高的特点，所以在频繁和大量的粉刷工作中具有极大的实用价值。主要思路如下：①采用多组平行四边形结构的伸缩特性，在架顶上安装滚轮或毛刷等，作为粉刷、涂抹粘性材料的往返装置。②整体装置，呈空间四方体结构，用轮子或履带作为该装置水平的前进装置，用发动机为机器水平和竖直运作的提供动力，可用家电或蓄电池提供能源。③应用单片机控制装置的粉刷高度和水平位移的距离，随时可以手动调整装置的各项运动。④通过选择机器喷涂的高度和水平运动距离，适应大小不同的墙面，过程实现全自动化。了解更多机械设计大赛、工业设计大赛作品推荐可进入“3D学生汇”学生专区了解详情。
    研究背景：目前国内外对墙体涂漆机械装置的研究相对较小，研究成果仅停留在对直立钢管除锈喷漆的程度上，且操作复杂。由于存在液压装置，机器造价过于昂贵，只能对大件和大批钢管有使用价值。最新的相关产品也只是在确定的轨道上对水平面进行涂漆，而没有竖直方向上的刷漆功能，在垂直方向譬如墙壁、铁门、窗户等自动刷漆和喷漆的机械装置研究极少，市场上并没有成熟的产品，现今自动化涂漆的装置由于大量采用液压和高程度的自动化技术，增加了机器的制造难度，市场推广性较差，采用低成本制造且实用的刷漆装置可满足市场的普及要求。
    研究意义：
    （1）解决关于技术难度的操作问题。随着中国房地产行业的兴起，装修业作为附带产业也获得了迅速发展，而人工粉刷的油漆、石灰等粘性材料的工序过于繁琐，需要有专门的技术工人，所以耗费了大量的人力成本。
    （2）自动化涂漆的装置，解放了熟练油漆工人的劳动力，提高了劳动效率，简化了涂漆的工序，减小了成本。极大地节省了刷漆工人的工作时间和精力，减少了如梯子等劳动工具，降低了工人的工作危险性。
    （3）无轨式涂漆装置的应用将大大降低装置的操作难度和制作成本，适应能力强，该创新理念在于利用廉价精巧的伸缩机构，解决了紧压墙体的难题，普及其使用率。
    （4）有效解决了油漆工人的健康问题。油漆内含有大量甲醛、苯、TVOC等 ，传统的油漆工人长期与有毒的油漆直接接触，可出现中枢神经系统麻醉作用；可抑制人体造血功能，使红血球、白血球、血小板减少，再生障碍性贫血患率增高，致癌率升高，带来了一系列的健康问题，因此有市场价值的多形面墙体自动化刷漆装置的研发具有极大的前瞻性。
    创新点
    （1）装置整体结构紧凑。无人值守，可按照编程指令运动，自动完成粉刷工作，可适应不同高度的墙面，允许工作墙面有一定程度的凹凸。
    （2）采用剪叉式伸缩机构，伸缩比大，易于制造和组装，能够适应各种高度的墙面，水平行进时，无需架设立式轨道，节省成本，方便维护。
    （3）采用行程开关控制支架的伸缩行程，以配合墙面高度，简单可靠易于操作。         
    （4）采用了喷刷结合的涂漆方式，结合两者优点。预期作品主要工作区在竖直的建筑物面上，而不同于只针对钢管的刷漆机器，也不需要铺设专门的轨道，采用喷漆和刷漆结合的方法，极大提高了装置的应用性。
    （5）采用了可拆装式直接涂漆的用具，开创了一种也能在墙体上涂抹薄层石灰的多功能粉刷粘性材料的设计。通过在伸缩装置更换粉刷材料和各式毛刷来适应不同的刷漆面和粉刷条件。
    （6）采用了单片机精确的控制方式。分立不同区间进行粉涂，设计了一种能水平运动时也能进行竖直快速伸缩运动的机械粉刷组合。对建筑面实施分段粉刷，把不同高度的建筑面划分为不同的粉刷区间，通过程序控制，实现在不同的粉刷区间来回喷抹涂料，开创了墙体自动化涂漆的创新方法。
    （7）开发了一种新的自动刷漆的运作方式。利用单片机控制，实现了竖直人工涂漆的工序，节省了人力，使用范围广，成本低廉，工作效率高，消除了油漆工由于长期工作而带来的健康问题，墙体自动涂刷的方法新颖，这不仅仅是一种创新的设计，更是一种极具发展潜力的新颖理念！了解更多机械设计大赛、工业设计大赛作品推荐可进入“3D学生汇”学生专区了解详情。