索軌道式墻面噴涂清洗機設計研究

李德勇 梁靖涵

【摘要】將索軌道和墻面噴涂清洗機結合在一起，進行整合設計，主要是可以提高噴涂清洗機的穩(wěn)定性，使其附著于墻面?；诖?，本文主要分析索軌道墻面噴涂清洗機的設計要點，探討其在現代化墻面噴頭清洗方面的具體應用，以提高實際的設計工藝水平，解決傳統設計當中存在的問題。

【關鍵詞】鎖軌道;墻面噴涂清洗機;固定裝置

索軌道式墻面噴涂清洗機，主要是通過索軌道來對墻面噴涂清洗機進行固定，使其可以沿著墻面的固定軌道系統進行運動。目前主要的軌道系統有主索軌道和副索軌道組成，兩端分別安裝著連接器，在主軌道上安裝噴涂清洗機，主軌道和副軌道之間可以進行有效的移動控制，從而全面提高系統的穩(wěn)定性。

1、索軌道式墻面噴涂清洗機設計的必要性

隨著社會進步，經濟與科技的發(fā)展，城市規(guī)模越來越大，建筑越來越高，以至摩天大廈比比皆是，高層建筑更是成了一個城市面貌的核心內容。一些摩天大樓采用玻璃幕墻或者金屬材質的幕墻設計，既可以提升美觀度，又可以透光保暖，提高建筑的使用性能。但如果不對這些幕墻進行定期的清潔，大樓的外表將會被灰塵、顆粒物質所覆蓋，灰蒙蒙一片，嚴重影響城市的建設形象。但是采用傳統的人工清洗方式成本高、難度大、方式復雜，清洗的效率較低，尤其是夏季一場雨過后，很多建筑外墻都需要清洗，常常會出現清洗技術工人供不應求的現象[1]。

2、索軌道式墻面噴涂清洗機設計方案

2.1整體結構

索軌道式墻面噴涂清洗機包括底座、側面四角的通孔、活動桿、底板、行走輪、減震彈簧、增壓水泵等結構，可以在索軌道上比較靈活的行走。用于高層建筑清洗墻面的索軌道式墻面噴涂清洗機，使用卷揚繩帶動滑輪及底座，實現在墻面上高度的調整。同時，增壓水泵的進水口與外部水管相連，將水噴到墻面上，減速電機帶動滾筒上的毛刷轉動，除去墻面上的贓物;帶有減震彈簧結構的行走輪方便在墻體上行走，氣泵產生高壓氣體通過高壓氣槍噴出，反作用力使底座以及轉筒貼合墻面，清潔徹底，不需人工爬高。

2.2 行走結構

索軌道式墻面噴涂機，主要是基于搭建在橋面上的、可供噴涂機行走的索軌道。在索軌道運行的過程當中，通過主索軌道和副索軌道之間的相互配合，兩端各有一個移動頭來進行連接。清洗機運行在主索軌道的同時，副索軌道還可以提供穩(wěn)定結構，方便主索軌道機器可以按照預計的路線，沿副索軌道方向不斷的移動。

2.3 材料選擇

（1）要盡可能提高材料的強度，避免材料在風力大的天氣受到拉伸的影響，例如本次設計當中所采用的鋼鎖鐵鏈bk-3007就是一種強度大、拉伸能力小的鋼結構材料。

（2）這種材料在十級風以內具有良好的結構硬性，在超過1萬次的磨損當中基本不會發(fā)生任何情況的變形，在拉伸情況下也具有良好的表現，可以滿足索軌道式墻面清洗裝置的工作要求。

（3）該種材料只要進行前期的潤滑養(yǎng)護之后，就可以維持一到兩年的工作狀態(tài)，穩(wěn)定性與安全性均較高，發(fā)生變形的幾率小于0.04%。

（4）軌道材料的選擇還要選擇比重小的材料，這種材料的控制可以盡可能減少軌道自身的重量，避免在大風天氣下由于自重過大，造成材料傾覆，影響軌道是墻面清洗機的運行安全性。

（5）例如本次設計當中采用的高強度鋁合金材料，就應用于索軌道的管型、槽形、工字形框架的制作過程當中，可以顯著提高整個索軌道面的剛性結構。

（6）整個設計是由多個短軌道連接而成的，長軌道可自由的收縮，降低材料的浪費情況，適用墻面清洗機的正常運行。

2.4 間距控制

在主索軌道和副索軌道之間各有3cm的距離，這種距離可以避免索軌道與墻面距離過近，避免在夏季由于膨脹作用導致索軌道發(fā)生變形。同時主索軌道和副索軌道之間還有10厘米的膨脹調節(jié)距離，可以適應摩擦發(fā)生的熱性變化，盡可能提高設備運行的穩(wěn)定性。

2.5附著結構

首先，索軌道兩端的固定連接裝置均有一個卷索輪，通過渦輪結構來進行渦輪蝸桿的拉緊。主索軌道旁邊還有一個移動裝置，并附有螺桿螺母旋，來進一步對結構進行拉緊，避免在清洗滑動的過程當中，清洗機無法緊密的附著在墻面上，影響清洗機的實際清洗效果。

其次，清洗機的附著問題始終是高層建筑外墻清洗的一個難點問題，只有通過良好的穩(wěn)定控制，提高其靈活性，提高對墻面的壓力，才能夠在噴出清洗液體的時候有一定的清洗效果。而采用索軌道式墻面清洗噴涂機就可以有效地解決這個安全、穩(wěn)定性的問題，更加靈活高效的保障清洗機在墻面進行運動。

最后，在未來，隨著移動通信技術的發(fā)展，尤其是5G技術的全面鋪開，索軌道式墻面清洗機還可以加裝壓力傳感器和拉張力傳感器等等，將主索軌道和副索軌道承受的應力集中的反饋在電腦顯示終端上，轉化成數字信號，方便操作人員運用移動便攜的終端設備，例如手機、pad等等，對于墻面清洗機的移動位置進行靈活的調整，這種方式可以減少人工操作對于索軌道運行和墻面清洗機附著力造成的負面影響。盡可能提高清洗的效率[2]。

結論：

綜上所述，索軌道式墻面噴涂清洗機是一種自動化程度比較高的清洗設備，充分利用的水壓、應力等等，實現了自動附著與爬行。從本文分析可知，研究索軌道式墻面噴涂清洗機設計，有利于我們從技術升級的角度，看待目前外墻清洗裝置設計的進步。因而我們要進行結構優(yōu)化設計，結合具體的應用場景，提升索軌道式墻面噴涂清洗機的一體化程度。

參考文獻：

[1]潘榮照.新型爬壁機器人的優(yōu)化設計研究[D].重慶大學，2018.

[2]陳峰，宋汶師，郭雨薇.淺論調研在產品設計中的重要性——墻面清洗機功能設計[J].納稅，2018（02）：248-249.

作者簡介：

李德勇（1972-11）， 男，山東省德州市人 ，漢， 本科，工程師，研究方向：工程項目管理;

梁靖涵（1999-7）， 男，山東省德州市人 ，漢， 本科，研究方向：工程管理。