CN104563467A - 一种用于顶部墙体表面磨光装置 - Google Patents

Abstract

<b>本发明公开了一种用于顶部墙体表面磨光装置</b><b>，</b><b>包括机架、位移电机、磨头、气缸、气动马达、传感器、控制台和传动组件，本发明运用了计算机三维成像原理，采用超声波技术在对被磨光的墙体表面进行整体检测后，以其最低点作为磨光基准点，从最高点开始切削式打磨，从根本改变了传统磨墙工艺的打磨方式，定点、定时、定量对不同材质的墙体表面实现数字化、模块化的磨光，不但大幅度地改善了工人的劳动强度和作业环境，更确保了施工质量，降低了企业的建造成本。</b>

Description

一种用于顶部墙体表面磨光装置

技术领域

本发明涉及建筑、装潢领域，特别涉及一种用于顶部墙体表面磨光装置。

背景技术

随着国家城镇化建设进程的加快,以及住房商品化的改革，如何提升城市住宅建设使其朝向更加人性化、宜居化的方向发展，营造一个安全、高效、低廉、节能、低碳、环保型的城市建造方式，已是各个相关行业极力推崇的目标。

墙体的顶部表面打磨是建筑行业中必不可少的施工工序之一，也是整体施工工艺中重要的作业环节，其质量的好坏将直接关系到下道立面涂装工序的施工质量，乃至住房的整体外观成效，然而墙体顶部表面磨光技术一直沿袭着手工打磨的方法，多年来，人们一直梦想能用机械的方法来取代落后的人工作业，不仅是为了施工质量，更主要的是为了彻底摆脱危害人体的扬尘环境和低效、繁重的人体劳动，尤其是在劳动力成本越来越高的当今社会。

为此，人们设计出许多辅助的机械方法，如吸盘式磨光机等等，但大都是停留在以人的手臂为作业半径的范围之内，由于存在的基准缺陷，对于较大的整体墙面而言，依然呈现出高低不平或波浪状，为此，对于较大的整体墙面施工和设计者一般采用立面装潢的方法，以遮掩施工缺陷，这样一来不仅增加了施工和时间成本，同时也增加了因贴面装饰而带来的有害元素，如油漆、粘胶剂中的许多苯类、甲醛物质。

专利《全自动砂墙机》（CN 202023345 U）提出了一种二维平面的磨墙方法，但纵观其设计原理类似平面打印机的局部打磨形式，存在如下重大弊端：

1. 未设置出水平面的基准座标

该砂墙机是以被砂墙作为固定和基准点，所以即便打磨出的平面也与水平面存异。

正压力不均衡

   该砂墙机采用的是框架式施压法，利用弹簧的扭力和框架的形变力对墙体施压，由于整体框架与打磨滑块的面积相差悬殊，滑块在框架内的正压力是随着墙体表面的高低不平而起伏变化。

墙体表面打磨机理分析：

建筑墙基体固化成型后，其表面覆盖层采用的是水泥、细砂石、石灰、石膏、水溶胶、油腻字等作为基材坯料，其组分为硅酸盐、碳酸钙、氢氧化钙、硫酸钙等，大都是以水作为溶剂，根据材料学原理，任何物质在液态向固态凝固转变时，首先由凝聚核开始产生固化效应，在上述组分中，最为显著在成分为细砂石或其他可水解组分中的杂质，由于各个凝聚核点分布的非均衡性，以及溶解饱和剩余水的流动性，会造成，先凝聚核点凝聚速度加快，容易固化形成高点，而后凝聚核点凝聚速度缓慢易形成低点，而且容易形成剩余水的低洼凹坑，一般常见的覆盖层由于未化开的石灰、大颗粒砂石、板结的水泥或石膏，所形成的表面开花、开裂现象的形成机理都出于此原因，而且都是在覆盖层表面的高点部位，其高点部位的密度和硬度又是整体表面最高的，如果不用整体的表面打磨技术，传统其施工效果只能是高点打磨掉很少，而低点却越磨越低，因为低点凝固得慢，其组分含量相对少，硬度也就相对越低。

此外，加上地心引力作用墙体表面覆盖层成型后，大都呈现的是上薄下厚效应，虽然操作工人在施工时，采用了刮板、刮铲、平抹子等平面工具，但都是在以人体为中心，约1～2米的半径的范围内，凭人的经验、手感和视觉来决定其施工表面的平整度，所以每个作业完的墙体表面整体平整度，都会因人而异、因地而异、因时而异。在建筑、装潢行业内普遍流传着这样的顺口溜：高不怕，低不怕，就怕平行光来照。

综上所述，基于传统施工中存在的人工作业缺陷和技术瓶颈，是难以实现墙体表面覆盖层平整度的标准化、数字化、模块化的现代施工技术要求。

发明内容

针对上述墙体表面打磨机理分析和传统技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种可提高打磨精度、具有自动检测功能的顶部墙体表面磨光装置。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种用于顶部墙体表面磨光装置,包括机架、位移电机、磨头、气缸、气动马达、传感器、控制台和传动组件，所述的机架为一个框架复合体，由一个固定平台和一个可移动行架组成，其固定平台为二纵二横的矩形平台，机架横梁和机架纵梁均采用型材结构钢，在机架横梁上设置有直齿条，在矩形平台机架横梁和机架纵梁的四个交接点处设置有可升降的支脚，支脚、机架横梁和机架纵梁间由紧固螺栓活动连接；

    所述的位移电机分为纵向位移电机和横向位移电机，二电机分别设置于机架的移动行架上，纵向位移电机通过联轴器与一丝杠同轴心活动连接，横向位移电机采用滚齿输出法与机架横梁上的直齿条滚动连接。

所述的移动行架为型材结构钢与丝杠的复合体，与机架纵梁平行，丝杠位于型材结构钢的顶部，在丝杠上设置有可纵向移动的滑块，滑块的上平面垂直设置一气缸，在气缸的前端设置有气动马达，气动马达的前端设置有磨头，气缸、气动马达和磨头呈同轴心互套结构。

滑块与气缸间设置有压力传感器，且在滑块表面与墙体垂直方向设置有三个以上的超声波测距传感器。

所述可升降的支脚上设置有控制台，控制台内设置有电子水平仪。

所述的型材结构钢为工字钢或槽钢。

所述的机架横梁上直齿条的端点处分别设置有位移传感器。

所述的可升降支脚可以是螺杆式、气动式和液动式之一种。

本发明运用了计算机三维成像原理，采用超声波技术在对被磨光的墙体顶部表面进行整体检测后，以其最低点作为磨光基准点，从最高点开始切削式打磨，从根本改变了传统磨墙工艺的打磨方式，定点、定时、定量对不同材质的墙体表面实现数字化、模块化的磨光，不但大幅度地改善了工人的劳动强度和作业环境，更确保了施工质量，降低了企业的建造成本。

附图说明

图1是本发明结构示意图;

图2是本发明使用状态（切削式磨头）示意图;

图3是本发明切削式磨头结构示意图;

图4是本发明震荡式磨头结构示意图;

图5是本发明使用状态（震荡式磨头）示意图;

图6是本发明被磨墙体表面三维等高线示意图;

图7～图13是本发明被磨墙体表面分步（A→F）等高线示意图;

图14是本发明使用状态（拼接）示意图;

其图中:1-磨头;2-气缸;3-超声波传感器;4-滑块;5-丝杠;6-墙体表面层;7-气缸管路;8-气动马达管路;9-立柱;10-支脚;11-横向位移电机;12-位移传感器;13-显示屏;14-控制台;15-控制台支架;16-纵向位移电机；17-机架横梁；18-机架纵梁;19-丝杠滑块；20-气动马达。

具体实施方式

本发明以图1所示作为最佳实施例说明具体实施方法:

首先，对于待磨墙体顶部表面必须设置水平基准面，本发明在控制台14内设置有电子水平仪，可自动调节4个可升降支脚10，达到整体基准面的水平状态。

考虑到墙体表面层6的整体平整度，做到墙体表面层6的整体数字化，本发明运用了计算机三维成像原理，采用超声波技术对被磨光的墙体表面进行整体检测，众所周知，当一组超声波被发射至墙体表面层6后，由于距离和角度的不同，其反射波的时间和衰减量也各不相同，从而可以测出其波源和反射面的距离，常见的有汽车的倒车测距和薄片的精密测厚，开动本发明横向位移电机16和纵向位移电机11，移动丝杠5上的滑块4，滑块4上的一组超声波传感器3便可在一个二维的平面内，对被磨光的墙体顶部表面进行整体座标扫描和检测，得出其表面的最低点和最高点，经过计算机系统处理后可在控制台14的显示屏13同步得到其等高线图（见图6）。

在确立了表面的最低点和最高点的座标点后，控制台14会操控滑块4移动至座标最高点，气缸管路7开通，按照系统设置气缸2施加一定的正压力至磨头1，开通气动马达管路8开动气动马达20，带动磨头1旋转，开始打磨。

对于不同材质墙体表面层6，本发明气缸2的施加的正压力各不相同，如含石灰、石膏浆料等较软的建材，可施低压，对于高标水泥或含有水溶胶、油腻字等坯料，可施高压。

为了减少粉尘的飞扬，在切削方向可设置粉尘收集箱。对于边角处尚未打磨掉带圆弧的剩余部位可采用震荡式磨头予以打磨（见图4和图5）。

与传统手工作业不同，本发明是按等高线的位置来进行打磨，可以节省许多手工作业所需要的时间，图7～图13是本发明被磨墙体表面分步（A→F）等高线示意图;由图中可见计算将整个墙体表面层6划分为A、B、C、D、E、F六个区域，其中A区域为最高点+5mm,F区域为最低点0mm，，打磨时首先是A区域，然后是B区域，依次完成整体表面打磨。

考虑到墙体打磨时，对打磨马达的轴向磨损，本发明采用了气动马达20作为打磨动力，不但振动小，噪音低，而且使用寿命长。

对于较大墙体的顶部表面，本发明可采用条块分割的方法，将滑块4移动至交接分割线，超声波传感器3可对于二个不同平面，可将已经打磨好的平面参数，自动加入计算机系统并重新确立最低点，系统可以对未打磨的平面进行拼接打磨（见图14）。

本发明不仅可局部、单体的墙面打磨，更适用于整栋办公大楼、酒店客房，尤其是大跨幅、大面积的大堂、会议中心，以及具有一定采光度要求的主墙体顶部表面。

以上所述仅为本发明的一较佳实施例，不能以其限定本发明的保护范围, 本发明还可有其他的结构变化,只要是依本发明的保护范围所作的均等变化与修饰,均应属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种用于顶部墙体表面磨光装置,包括机架、位移电机、磨头、气缸、气动马达、传感器、控制台和传动组件，其特征在于：

      所述的机架为一个框架复合体，由一个固定平台和一个可移动行架组成，其固定平台为二纵二横的矩形平台，机架横梁和机架纵梁均采用型材结构钢，在机架横梁上设置有直齿条，在矩形平台机架横梁和机架纵梁的四个交接点处设置有可升降的支脚，支脚、机架横梁和机架纵梁间由紧固螺栓活动连接；

      所述的位移电机分为纵向位移电机和横向位移电机，二电机分别设置于机架的移动行架上，纵向位移电机通过联轴器与一丝杠同轴心活动连接，横向位移电机采用滚齿输出法与机架横梁上的直齿条滚动连接。

2.根据权利要求1所述的用于顶部墙体表面磨光装置, 其特征在于所述的移动行架为型材结构钢与丝杠的复合体，与机架纵梁平行，丝杠位于型材结构钢的顶部，在丝杠上设置有可纵向移动的滑块，滑块的上平面垂直设置一气缸，在气缸的前端设置有气动马达，气动马达的前端设置有磨头，气缸、气动马达和磨头呈同轴心互套结构。

3.根据权利要求2所述的滑块，其特征在于滑块与气缸间设置有压力传感器，且在滑块表面与墙体垂直方向设置有三个以上的超声波测距传感器。

4.根据权利要求1所述的用于顶部墙体表面磨光装置, 其特征在于所述可升降的支脚上设置有控制台，控制台内设置有电子水平仪。

5.根据权利要求1所述的用于顶部墙体表面磨光装置, 其特征在于所述的型材结构钢为工字钢或槽钢。

6.根据权利要求1所述的用于顶部墙体表面磨光装置, 其特征在于所述的机架横梁上直齿条的端点处分别设置有位移传感器。

7.根据权利要求1所述的用于顶部墙体表面磨光装置, 其特征在于所述的可升降支脚可以是螺杆式、气动式和液动式之一种。