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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 新型自行式多功能噴涂機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 現(xiàn)今全國各城市，尤其是交通繁忙的大型城市的道路上都設(shè)有公路分隔欄。公路護(hù)欄需要定期清潔和油漆翻新維護(hù)，然而如今的護(hù)欄維護(hù)工作仍然依靠落后的人手操作，導(dǎo)致環(huán)境污染、阻塞交通、危害人員健康和浪費(fèi)油漆等問題?；谶@種現(xiàn)狀，本小組設(shè)計(jì)了一組具有油漆氣霧回收、勞動(dòng)強(qiáng)度輕、占地面積小、密封噴涂等特點(diǎn)的模塊化工作機(jī)器組代替落后的手工作業(yè)，以解決人手作業(yè)的多種問題。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前，車道分隔鐵欄及高速路護(hù)欄涂飾維護(hù)作業(yè)工程仍以手工為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作工序多、生產(chǎn)效率低、涂層厚度不均勻、既浪費(fèi)涂料又難以保證工程質(zhì)量，往往還需圍閉道路施工而導(dǎo)致交通擁堵。長年參與油漆工作的工人還會(huì)因此患上職業(yè)病----油漆中包含的TVOC 總揮發(fā)性有機(jī)化合物，VOC ，Votatile Organic Compound的縮寫， TVOC包括苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、對（間）二甲苯、苯乙烯、鄰二甲苯、十一烷等。研究表明，即使室內(nèi)空氣中單個(gè)VOC含量都低于其限含量，但多種VOC的混合存在及其相互作用，就使危害強(qiáng)度增大。 TVOC表現(xiàn)出毒性、刺激性，能引起機(jī)體免疫水平失調(diào)，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，出現(xiàn)頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶等癥狀，還可能影響消化系統(tǒng)，出現(xiàn)食欲不振、惡心等，嚴(yán)重時(shí)可損傷肝臟和造血系統(tǒng)，甚至引起死亡。 鑒于國內(nèi)對于公路欄桿的噴涂只能依賴于低效率的人手噴涂。然而噴涂技術(shù)無論是在國內(nèi)與國外都處于一個(gè)先進(jìn)的領(lǐng)域，對于公路護(hù)欄的機(jī)械噴涂差的就是一種連接噴涂技術(shù)與欄桿噴涂的媒介式的機(jī)械設(shè)備，因此本小組研發(fā)一種新型自行式多功能噴涂機(jī),可對護(hù)欄進(jìn)行噴漆及漆料回收，實(shí)現(xiàn)節(jié)省油漆，減輕油漆氣霧對空氣的污染、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及因此罹患職業(yè)病的機(jī)會(huì)。同時(shí)避免封路對交通所帶來的影響，減少維護(hù)成本等。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的 發(fā)明一種自動(dòng)噴涂機(jī)組完成噴涂的打磨、清潔、噴漆和烘干四種工序，以機(jī)械作業(yè)代替落后的手工作業(yè)現(xiàn)狀。 研究的基本思路： 通過對公路欄桿的結(jié)構(gòu)分析，噴涂機(jī)必須能包封欄桿達(dá)到密封效果、噴頭能自由的在X軸與Y軸運(yùn)動(dòng)、對噴頭與桿定位、數(shù)桿系統(tǒng)探知不同長度的欄桿。因此機(jī)體主要由密封機(jī)體、噴頭動(dòng)作運(yùn)動(dòng)件、定位系統(tǒng)數(shù)桿系統(tǒng)、噴漆系統(tǒng)、機(jī)體和噴頭控制系統(tǒng)。密封機(jī)體可以用容易使漆料脫落的材料制作而成。 1、噴頭動(dòng)作運(yùn)動(dòng)件：噴頭動(dòng)作有X軸與Y軸的運(yùn)動(dòng)，利用絲桿的傳動(dòng)動(dòng)力和轉(zhuǎn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)兩軸的運(yùn)動(dòng)。 2、數(shù)桿系統(tǒng)：思路來源于工廠成品的數(shù)件系統(tǒng)，利用紅外線對射器、繼電器和單片機(jī)聯(lián)動(dòng)就可以制作出數(shù)桿系統(tǒng)，為后面的動(dòng)作設(shè)定制造基礎(chǔ) 3、機(jī)體和噴頭控制系統(tǒng)：由單片機(jī)、繼電器和電機(jī)組成。單片機(jī)程序控制電流的通斷、利用繼電器設(shè)計(jì)成的電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路而組成控制系統(tǒng)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 其主要?jiǎng)?chuàng)新之處如下： 1、自行式密封噴涂，全程噴涂在密封工作箱內(nèi) 進(jìn)行 2、油漆氣霧回收，避免噴漆過程污染環(huán)境； 3、智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)噴涂自動(dòng)化，包括：自動(dòng)定位，噴涂裝置姿態(tài)控制等； 4、設(shè)備占地面積小，噴涂過程無需圍閉道路，對交通無影響
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 由于交通壓力不斷上升，為解決交通問題廣州市等城市設(shè)立公路護(hù)欄，作為后續(xù)工作的護(hù)欄維護(hù)翻新工作是必須的。然而護(hù)欄的翻新油漆主要靠人手工作，人手翻新的經(jīng)濟(jì)性和效率不能滿足護(hù)欄大量使用的現(xiàn)狀，故一種機(jī)電一體化的噴漆機(jī)器的需求就需要解決。本作品的科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處在于： ? 一、本作品利用紅外線對射器、單片機(jī)組成控制系統(tǒng)對噴漆機(jī)的行走于噴漆動(dòng)作進(jìn)行控制定位。有了智能控制系統(tǒng)定位的準(zhǔn)確性得到了保證。體現(xiàn)出作品的科學(xué)性 ? 二、噴涂機(jī)啟動(dòng)后是自動(dòng)式工作，相比現(xiàn)有的人手翻新油漆有明顯的技術(shù)進(jìn)步。在經(jīng)濟(jì)（請參考使用說明一部分）和效率方面都有很大的優(yōu)越，這是作品的先進(jìn)之處。 ? 三、作品的獨(dú)特性是將欄桿分段成多段噴涂工作，利用紅外線對射器作探測，確定每次工作范圍。對欄桿的節(jié)點(diǎn)處自動(dòng)選擇長行程噴涂，實(shí)現(xiàn)對欄桿全面噴涂。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年5月23日 在 第十屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽 比賽中獲二等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場演示、圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點(diǎn)： 一、通過密封式可移動(dòng)工作箱防止多余油漆外泄 二、根據(jù)欄桿特點(diǎn)自動(dòng)選擇噴涂行程 三、對噴頭與欄桿相對位置定位 推廣:向效率方面推廣，增加噴槍機(jī)構(gòu)，效率提高 效益比較: 噴涂機(jī)： 制作成本5000元；每年維修費(fèi)用2000元；使用年限10年 十年內(nèi)總支出50000+2000×10=70,000元 人工維護(hù)： 工人薪金2元/每平方米；每年維護(hù)欄桿總長 100,000米；工作年數(shù)10年 十年內(nèi)總支出2×100,000×10=2,000,000元 在不計(jì)算漆料費(fèi)用下和工作量只有100000每年的情況下，在一臺噴漆機(jī)的工作年限內(nèi)，采用噴涂機(jī)維護(hù)就可以省下1930,000元。
同類課題研究水平概述
- 目前的公路護(hù)欄翻新維護(hù)主要以手工為主，設(shè)備多為單(雙) 噴嘴小型噴涂機(jī)或手持式噴斗，效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度高，油漆利用率不高，油漆氣霧無法控制，還沒出現(xiàn)有自動(dòng)化噴漆機(jī)器。當(dāng)前國內(nèi)公路護(hù)欄噴漆機(jī)上沒有前例，而在室內(nèi)粉刷上有安徽理工大學(xué)機(jī)械工程系的王成軍、蔣紅梅和劉萍制作的室內(nèi)粉刷自動(dòng)噴漆機(jī)。粉刷機(jī)是靠墻行走，速度可調(diào)，對于一個(gè)工作面需要來回多次粉刷噴涂，而來回行走是需要人來判斷的，當(dāng)工人在場工作必須時(shí)刻留意粉刷機(jī)的工作情況，當(dāng)工人判斷走到需要回走的時(shí)候按下回轉(zhuǎn)按鈕，為工作帶來不便。噴涂量需要和噴涂速度配合，行走過慢則涂層厚，易形成掛流，行走過快則涂層薄，甚至無法覆蓋。實(shí)際操作時(shí)應(yīng)結(jié)合涂噴涂料和空氣量的壓力、流量調(diào)節(jié)情況具體確定 , 不同粘度的涂料情況不盡相同 , 最終應(yīng)以形成滿意的涂層為準(zhǔn)。 本作品對護(hù)欄分成多個(gè)工作區(qū)域，每次完成的工作區(qū)域由紅外線對射器來探測，紅外線對射器與單片機(jī)組合成的控制系統(tǒng)有很好的可靠性。在工作的時(shí)候工人只需固定噴漆機(jī)與欄桿的相對位置后啟動(dòng)按鈕就可以了。無需太過于繁瑣的工序，也不需要工人時(shí)刻關(guān)注噴漆機(jī)的工作。只需要在出現(xiàn)異常情況時(shí)工人來處理。 鑒于現(xiàn)時(shí)的油漆噴頭和空壓機(jī)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，為噴漆機(jī)提供了很好的工作條件。以廣州市為例，公路護(hù)欄覆蓋率非常高，這為噴漆機(jī)的使用提供了廣闊的使用環(huán)境，噴涂機(jī)的實(shí)用性自然高。我們力求作品的使用性，為解決當(dāng)前落后的人工作業(yè)，提高工作效率，減少經(jīng)濟(jì)損失
