高层建筑外墙涂装自动喷涂车设计探讨

高层建筑外墙涂装自动喷涂车设计探讨

崔彩霞

广西理工职业技术学院 广西 崇左 532200

摘要：为解决高层建筑外墙涂装期间存在的工作环境恶劣、危险系数高以及耗资大等各类问题，本文通过研究提出一种新型自动喷涂车，并就其设计要点做出研究，进而有效解决高层建筑外墙涂装工作中存在的各类风险，降低外墙涂装期间的资金成本，以期为相关人员提供参考。

关键词：高层建筑；外墙喷涂；自动喷涂车；设计要点

1引言

随着国内城市化进程的不断加快，城市中高层、超高层建筑的数量越来越多，这些建筑的外墙壁面主要采用的是瓷砖、玻璃幕墙或者是铝塑板等材料。由于外墙与空气直接接触，因而经常需要清洁和喷涂，该工作需要耗费大量的资金，并存在着一定的工作风险。通过自动喷涂车的设计与应用，能够有效缓解上述问题，因而现阶段加强对自动喷涂车的研究有着极为重要的意义。

2自动喷涂车的研究现状与分类

受到高层建筑外墙材料的影响，使得外墙的清洁与喷涂工作难度增大。除此之外，高层建筑的外墙面积较大，表面相对平整、光滑，一些高层建筑的外墙形状不规则，这也给清洗、涂装工作带来了一定的难度，尤其是一些窗户较多、饰面造型较为奇特的高层建筑，喷涂难度大大增加。具体喷涂工作中，由于高层建筑的墙面是非导磁性，因而磁吸附装置在使用期间存在着较大的难度，甚至不能应用于实践工作中。因此，国内外很多专家学者对真空吸附方式进行了研究，并借助风扇、空气压缩机等设备，使得吸盘内部可以形成负压，进而确保喷涂车能够吸附在外墙上。按照喷涂车结构特点，可以将其分为两种形式：其一，单吸盘真空吸附式喷涂设备，这一类型的设备较为轻量化，并且结构较为简单。但是，这一类型的喷涂车对于墙面的平滑度有着较高的要求，很难跨越外墙存在的障碍；其二，多吸盘脚式喷涂装置，此类设备有着良好的吸附性、稳定性与可靠性，能够在复杂的外墙结构面上移动。

国内外对于喷涂车的移动方式有着广泛的研究，主流的移动方式主要有以下两种：车轮式、履带式。一方面，对于车轮式移动方式而言，其移动速度快，且控制较为灵活。此类移动方式的摩擦系数小，因而对于吸附力有着较高的要求；另一方面，对于履带式移动方式而言，对于壁面有着良好的适应性，且着地面积相对较大，工作中不易转弯，运动的灵活性方面受到限制。

3自动喷涂车设计要点研究

3.1自动喷涂车的优势分析

以往在进行高层建筑外墙涂装工作期间，主要采用的是人工喷涂的方式，这一涂装方式有着较多的缺点：首先，由于高空作业，因而会给操作人员的生命安全造成严重的威胁，尤其在遇到雨雪、大风天气，会造成吊篮晃动，存在严重的安全隐患；其次，由于涂料本身含有大量的有毒、有害等物质，如果施工人员长期、直接与这些涂料接触，就会对工人的自身健康造成严重的威胁；另外，如果采用手工喷涂的方式，涂层质量得不到保证，且喷涂效果受到人为因素的影响。比如，施工期间运枪速度、喷涂距离等因素都将对喷涂质量产生直接影响。此外，如果施工人员缺乏经验，对于喷涂量、喷涂方法的使用不合理，也将导致喷涂质量较低的问题。除此之外，采用手工喷涂的方式，会导致工作效率低下的问题。

相比较而言，通过自动喷涂车的使用，能够很好的完成高层建筑外墙喷涂施工，且施工质量易控。一方面，就国内目前的喷涂施工现状而言，基本停留在人工喷涂的阶段，在高空作业期间，需要耗费大量的人力、物力资源进行脚手架、人工吊篮的搭建。如果利用自动喷涂车进行涂装，就会减少人力、物力、财力资源的浪费，并且不需要在脚手架、吊篮的拆除工作中耗费资金。另一方面，通过自动喷涂车的使用，还能有效提高施工效率，确保涂料施工质量。这主要是由于自动喷涂车使用了多喷头喷涂系统，且涂料事先储存在罐中，喷涂过程中采用高压涂料泵对涂料进行输送，因而对于涂料的浪费问题可以有效的解决，且喷涂效果易于控制。施工环节中，只需要调节喷涂操作参数即可。涂料喷涂系统采用多喷头喷涂外墙表面，完成设定宽度的喷涂。另外，高层建筑外墙涂装自动喷涂车不会打转，能贴紧外墙表面上下直线行走。动力电池作为泵和摄像头的电源，整车采用无线遥控操作。除此之外，高层建筑外墙涂装自动喷涂车及投送装置便于搬运上楼顶。

2.2设计要点

在本文中，所设计的高层建筑外墙涂装自动喷涂车，主要用于高楼外墙的涂装与维护工作。总体来说，本文所设计的自动喷涂车由三部分组成：喷涂车、涂料喷涂系统以及投送装置，采用的是双线牵拉投送的方式。具体工作期间不会打转，且可以直线上下。工作过程中，依靠胶轮和轴流风机，并借助风力使喷涂车贴紧墙面上下行走。对于涂料喷涂系统而言，采用的是多喷头喷涂外墙表面，涂料储存罐储存涂料，高压涂料泵通过涂料输送管输送涂料；通过摄像头组件观察外墙表面喷涂效果，以利调节喷涂操作参数；高能电池作为泵和摄像头的电源，整车采用无线遥控操作。

高层建筑外墙涂装自动喷涂车具体结构如下：喷涂车主要由软胶轮（2）以及高压涂料泵（3）、车体（4）、涂料输送管（5）组成，另外，自动喷涂车还配备了涂料储存箱（6）、牵拉环（7）以及牵拉索（8）、喷头（9）、摄像头组件（10）、管架（11）、轴流风机（12）、动力电池（13）、框架（14）等设施，下图1为该自动喷涂车的结构示意图。

图1 自动喷涂车的结构示意图

从上图1可以看出，在进行高层建筑外墙涂装工作时，自动喷涂车的工作原理与流程如下：其一，由软胶轮（2）、车体（4）、牵拉环（7）、牵拉索（8）以及轴流风机（12）、框架（14）组成喷涂车主体，它依靠牵拉索的拉力和车体的自重，可控制车体上、或下行走；其二，依靠软胶轮的支撑作用，利用牵拉索的拉力的垂直分力，使喷涂车贴紧外墙壁面（1）上下行走。其三，由高压涂料泵（3）、涂料输送管（5）、涂料储存箱（6）以及喷头（9）、摄像头组件（10）组成涂料喷涂系统。需要注意的时，涂料喷涂系统采用多喷头喷涂外墙表面。对于本次设计的自动喷涂车，设有涂料储存罐储存涂料，高压涂料泵。施工期间，通过涂料输送管输送涂料。同时，通过摄像头组件观察外墙表面1喷涂效果，以便实时调节喷涂操作参数。除此之外，动力电池（13）作为泵和摄像头的电源，整车采用无线遥控操作。

3结束语

本文主要对自动喷涂车的设计进行了研究，该设备采用双线牵拉投送方式，不会打转，能直线上下。喷涂车依靠软胶轮的支撑作用，利用牵拉索的拉力的垂直分力，使车体贴紧外墙表面上下行走。此外，通过摄像头组件观察外墙表面喷涂效果，以利调节喷涂操作参数。工作期间，动力电池作为泵和摄像头的电源，整车采用无线遥控操作，极大的提高了喷涂效率与质量。

参考文献

[1]王国庆,孟凡召.浅谈玻璃幕墙清洗机器人现状及发展趋势[J].机械装备研发,2020,(6):94-95.

[2]刘通,李硕等.高层建筑外墙壁喷涂机器人的机械结构设计[J].吉林化工学院学报, 2019,36(9):22-24.

基金项目：广西高校中青年教师基础能力提升项目《高层建筑外墙涂装自动喷涂车的研制》（2021KY1890）

作者简介：崔彩霞（1992-），女，汉族，甘肃金昌人，讲师，大学本科，主要从事汽车专业教师工作。