一种自动墙面抹浆机的设计*

陈运军，熊 隽

（泸州职业技术学院，四川 泸州 646000）

1 自动抹浆机的总体结构

自动抹浆机主要由底座、固定立架、移动立架、移动架、料斗、抹板、电控箱、支撑架及各检测控制元器件组成，如图1所示。

图1 自动抹浆机总体结构

底座为本设备的底部支撑部件，固定立架与底座通过螺栓连接固定在一起；移动立架与固定立架共同构成伸缩机构；支撑架一端通过螺栓连接于固定立架，另一端通过螺栓连接于底座，使三个部件形成稳定的三角形结构，固定立架牢固地立于垂直方向；移动立架前方挂有料斗，使移动架能轻松地带动料斗在移动立架的凹槽内上升或下降，而料斗下边缘挂有一抹板，随料斗一起上升完成抹墙的动作。

2 自动抹浆机的工作流程

自动抹浆机工作流程如下：

（1）工作前，由于如图2所示的底座前、后轮高度不一致（前高后低），因此底座及立架向后倾斜，以保证抹板不会碰伤墙面。

（2）工人打开墙角安装的红外线发生器，然后启动设备，抹浆机通过底座水平测量仪的反馈信号不断调节两伸缩电机的伸缩杆长度找平底座。

（3）底座找平后，料斗上升开始抹墙工作。料斗上升过程中不断振动，且一直保持抹板的水平。

（4）当移动立架上升触碰到行程检测元件时，底座后方的伸缩电机伸缩杆收回，底座及立架向后倾斜，抹板脱离墙面。

（5）底座内的两台伸缩电机配合工作，将移动立架、料斗下降。底座下方两驱动轮在步进电机带动下使抹浆机向右移动80cm，进行下一次抹墙工作，并保证移动的水平性。

图2 底座结构

3 自动抹浆机的关键处理技术

抹砂浆是墙面处理的初始环节，工作环境较差，地面凹凸不平。因此必须保证以下几点：

（1）保证墙面平面度：保证抹出的墙面在同一水平面上，无论在X方向还是Y方向都不能发生倾斜。

（2）保证墙面的平整：抹的砂浆厚薄均匀，不能有孔洞或鼓包，更不能出现砂浆脱落。

（3）保证抹墙的完整性：设备必须抹出完整的墙面，不能出现墙面顶部、底部等局部地方抹不到的情况。

3.1 保证墙面平面度

为保证墙面的平面度及厚薄一致，抹浆机在工作时必须保证水平。为此，在抹浆机底座的底板上安装一水平测量仪，底板侧面安装两伸缩电机。工作时，随时调节两伸缩电机的伸缩长度，分别保证抹浆机左右方向、前后方向的水平。

此外，抹墙过程中抹浆机需要顺着墙面水平移动，若抹浆机的移动路线略有倾斜，或抹墙时的抹板略有倾斜，都会导致抹出的墙面平面度达不到要求。因此，在抹浆机和抹板移动的过程中，需不停地检测两者的移动路线是否水平，并在检测到问题时应立即进行修正。

为达到完全水平的效果，采用红外线技术，在底板和料斗上各安装一个红外线接收器，并在墙角安装配套的红外线接收器。抹浆机工作时，两红外线接收器不停地检测是否有接收信号。当料斗上的红外线接收器检测不到信号时，控制器立即调整料斗后方的两平行伸缩电机（如图3所示）进行修正，以保证抹板的水平。而当底座上的红外线接收器检测不到信号时，控制器立即调整底座下方两驱动轮的移动方向，保证抹墙设备走水平直线。

3.2 保证墙面平整度

抹浆设备中，抹板的运行均是依靠机械装置控制的，需要结合抹墙现状设计出合理的抹板及料斗，保证在遇到特殊情况时如墙面有凸起或凹坑、墙面略微倾斜，抹板能保持水平，无孔洞、鼓包出现。为此，除了保证抹板永远水平外，在料斗下方开两方形槽安装振动器，并在振动器上方装橡胶垫起到减振的作用，如图4所示。抹墙时，振动器不停地工作，起到抖料和抹平墙面的作用。抹板悬挂在料斗最前方的长板上，用伸缩气缸支撑保证位置永远水平，不会随墙面发生变化。

图3 料斗后方伸缩电机

图4 料斗结构

3.3 保证抹墙的完整性

为保证抹到墙面最顶部，抹墙过程中抹板需要不停地向上移动，直至到达墙顶为止。但抹浆机在未工作时，为方便移动及搬运，支撑抹板的支架不可能设计为墙面的高度。因此，需要设计一套伸缩机构，使支架能随需要自由伸长或缩短，以保证抹板到达墙顶。

升缩机构主要由固定立架和移动立架两部分构成，具体结构如图5、图6所示。固定立架和移动立架连接关系如图7所示。移动立架能沿着固定立架的凹槽上下移动。

图5 固定立架结构

图6 移动立架结构

固定立架右方设计有一导杆，并在导杆上装有霍尔检测元件，当移动立架上升时，霍尔检测元件与移动立架上配套的磁体共同用于控制移动立架的上升行程。导杆用于调整霍尔元件的安装高度，从而调整移动立架的上升行程。此外，固定立架顶部两端还分别焊接有一滚轮（图7中的滚轮1，图5中未示出），起到间隔两立架和减小两立架相对移动摩擦力的作用。移动立架两端也各装一滚轮，当移动立架上下移动时起到减小摩擦力的作用。

图7 固定立架与移动立架的连接关系

4 料斗上升抹墙原理

料斗上升抹墙过程由两部分组成，前半部分是料斗沿着移动立架上升，移动立架固定不动；而后半部分则是料斗与移动立架一起上升。

4.1 料斗沿着移动立架上升原理

底座内部结构如图8所示，主要由两套旋转机构组成。电机1和电机2分别通过减速器1、2减速，带动滚轮轴3、4旋转，从而使绕有钢丝绳的滚轮3、4旋转，实现钢丝绳的收放。滚轮3所连钢丝绳与移动立架的连接如图9所示。当底座内的电机1正转时，带动滚轮3正转，钢丝绳缩短，通过钢丝绳拉动，即可实现料斗上的移动架连接轴及料斗上移。

图8 底座内部结构

4.2 料斗与移动立架一起上升原理

移动立架顶部装有霍尔元件，当料斗到达移动立架顶部后，霍尔元件发送信号到控制器，此时底座的电机1改为反转，电机2开始正转，即放长滚轮3的钢丝绳的同时缩短滚轮4的钢丝绳。滚轮4所连钢丝绳与移动立架的连接如图10所示，钢丝绳拉动移动立架不断上升，带动料斗也不断上升。

图9 滚轮3所连钢丝绳与移动立架的连接

图10 滚轮4所连钢丝绳与移动立架的连接

5 结论

该自动墙面抹浆机已经生产投入使用，在实际使用过程中，对电气控制进行了不断优化。目前，从现场反应的情况看，设备运行良好，墙面平整度保证在1.2mm可控范围内，符合用户要求。