1、PRJZ型噴漿機器人的研制與開發(fā)作者：李云江榮學文樊炳輝江浩摘要：PJRZ型噴漿機器人是一種噴射混凝土的新型專用設備。介紹了其整體結(jié)構、動作原理，闡述了機器人液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的總體設計方案以及可靠性設計。實踐證明，PJRZ型噴漿機器人噴射均勻，回彈和粉塵大大減少。具有很高的可靠性和穩(wěn)定性，實用性強，完全滿足混凝土噴射工藝要求。關鍵詞：噴漿；機器人；設計；可靠性中圖分類號：TH137文獻標識碼:A國外從20世紀60年代初開始采用機械手噴

2、漿。我國從60年代中后期起，有不少單位研制噴漿機械手[1，2]。但由于種種原因，雖經(jīng)過20多年的努力，也未形成過關的產(chǎn)品。存在的主要問題是，結(jié)構不合理、自動化水平低和可靠性差，其主要表現(xiàn)為操作復雜、動作不適應地下工程的惡劣環(huán)境?，F(xiàn)國內(nèi)采用的噴漿機械手全是進口的，價格比較高，且維修和配件供應困難。1、噴漿作業(yè)原則及其對噴漿機器人的要求噴漿分為干噴和濕噴。干噴是將干的水泥、砂子、石子和速凝劑粉按一定比例送到轉(zhuǎn)子式攪拌機(俗稱噴漿機)內(nèi)攪拌，

3、在攪拌機出料口被高壓風吹到送料管內(nèi)，送料管出口裝著噴槍(也稱噴嘴)，噴槍的入口處設有環(huán)形噴水器，能連續(xù)向槍內(nèi)噴水。水與混凝土就在這1m左右的運動中混合，大部分變成混凝土漿?？恐邏猴L賦予的沖擊力，混凝土撞到受噴面上后，一部分粘著在受噴面上，一部分又彈落回來，回彈量的多少(即回彈率)主要和噴槍與受噴面之間的角度及距離有關。濕噴是將加水攪拌好的混凝土借助高壓風的力量通過送料管送入噴槍噴射到受噴面上。濕噴的原理有幾種，有的是靠混凝土泵將漿送至

4、噴槍入口，有的是靠濕式噴漿機(轉(zhuǎn)子式濕式攪拌機)和高壓風將漿送至噴槍入口。噴漿的最佳工藝原則是噴槍始終與受噴面保持垂直、噴槍口至受噴面的距離為噴漿的最佳工藝原則是噴槍始終與受噴面保持垂直、噴槍口至受噴面的距離為1m左右，左右，在此工況下，在此工況下，最有利于減少回彈。國內(nèi)廣泛采用的干噴法存在的三大最有利于減少回彈。國內(nèi)廣泛采用的干噴法存在的三大技術難題技術難題(粉塵、粉塵、回彈、混凝土品質(zhì)不穩(wěn)定)長期以來困擾著人們。國內(nèi)外的施工1.大臂

5、四連桿2.大臂油缸3.小臂四連桿4.水平伸縮臂5.手腕轉(zhuǎn)動機構6.噴槍調(diào)姿油缸7.噴槍劃圓機構8.噴嘴9.送料管10.水平伸縮臂油缸11.小臂油缸圖1PJRZ噴漿機器人結(jié)構原理圖圖1所示的6自由度噴漿機器人可根據(jù)現(xiàn)場需要或安裝于汽車上，或安裝在有軌底盤車上。該機器人既可與濕噴機相配套，也可與干噴機相配套。依靠這6個自由度，可以實現(xiàn)噴槍作業(yè)所需的任何運動軌跡?，F(xiàn)以典型的噴漿作業(yè)過程為例簡述之。底盤車一般不在隧道中央，因此只能依靠小臂擺動把

6、小臂末端擺至隧道的縱向?qū)ΨQ面上；為減少回彈，噴漿是由下而上進行的，故開始時，小臂末端位于對稱面的最下方，使得噴槍口至受噴面的距離1m左右，這就做好了作業(yè)準備。噴漿開始后，噴槍即轉(zhuǎn)動，噴槍口劃著圓圈，噴射物在受噴面上劃出一串螺旋線，形成一條20cm寬的噴射帶；機器人水平伸縮臂在水平方向上一邊伸縮，噴槍一邊劃著圓圈，當移至設定距離后，靠大臂的仰起動作抬高20cm，如此依次往復，直至噴到邦與拱的交界線處；此后，小臂末端一直處于拱部圓弧面的中心