一种全方位壁纸张贴器的设计

摘 要：改进和创新一种新型壁纸张贴器，它主要包括张贴部分，剪裁部分、定位部分。可以同时完成粘贴、校准、剪裁等功能。该装置通过三维建模，保证了使用过程中无干涉。通过理论计算，验证了装置的可行性，是一种方便快捷的机械。

关键词：包装机械；壁纸；全方位

Abstract： Aiming to improve and innovate a new type of machine which is used to paste wallpapper. This machine is composed of three parts which are the pasting，the clipping and the location. It can realize the function of pasting， calibration and clipping. It can avoid interference in the use by 3D modeling. We test the feasibility of the installation by theoretical arithmetic. It is a convenient and quick machine.

Keywords： packaging machine； wallpapper； omnibearing

中图分类号：TP311 文献标识码：A

随着家居市场蓬勃发展，装修中壁纸的使用量越来越大，壁纸张贴成为一项耗时耗力的工作。并且由于技g的限制，大多装修工对壁纸张贴使用的是人工方式。这无疑会产生巨大的劳动量，耗费时间，产生较高的人工费。而且由于操作的误差，很难保证壁纸张贴过程中的平整划一。所以，在壁纸张贴过程中使用器械将成为必然的趋势，这有利于实现张贴的标准化，降低张贴费用，节省张贴时间，进而满足装修行业快速发展的需要。

1.工作原理

一种全方位壁纸张贴器的整体外观简图如图1所示。

具体工作原理为：该装置主要由机架1、上料滚轮2、切割刀3、压轮4、定位轮5、制动轮6、内置传动齿轮7、回收轮8组成，其中还有一些具体机构未在图中标出。其工作原理是，把壁纸安装在上料滚轮2上，把壁纸从切割刀3中间缝口处穿出，固定于压轮4上，在粘贴过程中产生的废料在回收轮8中回收。在工作过程中定位轮5的作用是防止张贴时受力不均而使得壁纸张贴偏斜。制动轮6内部与内置齿轮7互相配合，当张贴发生偏斜时，制动轮则会工作，使得定位轮停止转动。通过各机构的机械配合，使得操作简便精准，方便快捷，实现高效的粘贴功能。

2.关键部件的结构设计

2.1 张贴机构的设计

如图2，张贴机构主要主要用于实现壁纸的紧密连接，在连接过程中实现无褶皱、无歪斜，且要求回收废料。

如图（a）滚轮放大图，张贴所用的滚轮在边缘处连接齿轮，各滚轮两端的齿轮相互啮合，滚轮套于直径为6mm的轴上。当一个滚轮转定时，在齿轮的传动下，其他滚轮相继转动，实现传送，压紧、回收的功能。

如图（b）斜齿轮图，壁纸边缘的齿轮采用斜齿轮，斜齿轮由于其自身特点，使其传动更加平稳，且可以承受的载荷更大，保证了该机构在张贴过程中的平稳性，防止因用力过大对齿轮造成的伤害。

该张贴机构可以轻松从机架上拆卸，方便了更换壁纸。且滚轮上自带链接胶口，可以防止壁纸与滚轮间的相互攒动，使得其同步转动。

2.2 圆柱卡槽的设计

如图3，圆柱卡槽工作原理如下：

圆柱卡槽为一柱形套，其安装在上料滚轮的两侧。当需要安放壁纸时，首先将上料滚轮拆下，随后将其中一个圆柱卡槽拆下，将壁纸安套于圆柱滚轮上，随后将拆下的圆柱卡槽装上固定。安装时要保证两侧的圆柱卡槽的开口在同一位置。随后将壁纸打开，从开口抽出。其作用是保证了壁纸在工作时不会来回攒动，且防止了壁纸因受力不均，在出壁纸时出现歪斜等现象。

2.3 定位轮的设计

如图1所示的定位轮5，实现精准张贴的技术方案为：

本装置最前部有两个定位轮，定位轮与轴过盈配合，轴的末端链接有齿轮，通过齿轮系带动制动轮同时转动。制动轮可以在所在的轴上滑动，制动轮所在的轴为空心轴，中间内置有弹性元件，两个制动轮通过弹性元件链接。当两个定位轮不在同一水平线上时，会导致其转速不同，进而带动摩擦轮，使其转速不同，摩擦轮连接着弹性元件，使得弹性元件发生扭转。当弹性元件发生扭转时，其内部则会因扭转而收缩，进而拉动摩擦轮使其相向运动，使其侧面与定位轮接触，产生摩擦，最终使其不能转动。该机构有效防止了因操作不准而产生的歪斜问题，只要产生偏斜，摩擦轮就会把定位轮锁死，使得该装置不能工作。

2.4 伸缩手臂的设计

为了有效的实现不同环境的工作需要，装置采用了伸缩式手臂，其长度可根据个人需要进行调节，伸缩节具有一定范围，保证了使用过程中的稳定性和适应性，具有较强的适应能力，方便快捷。

3.理论计算

由于滚轮摩擦力的解析式为：

W=C0×（2k+μd）/D

D：滚轮直径d：滚轮轴直径k：滚轮在轨道上的摩擦力臂?：滚轮轴颈处滑动摩擦系数C0：附加阻力

只要确定其中滚轮直径D与滚轮轴直径d即可确定每个滚轮与壁纸间的摩擦力。并且每个滚轮上下交错既可以大概确定摩擦力值，而人的外力已知从而实现壁纸平稳快速向前移动。例如正常工人的外力F大约为100N，壁纸宽度1m，为了使壁纸平稳传输，壁纸与滚轮摩擦力控制在外力的67%～70%之间即：

W=70%F=C0×（2k+μd）/D=70N

查表可知C0=0.5，k=0.5，?=0.36

所以能够求出D与d之间的关系：

D=0.5/70+（0.18d/70）

通过计算可知滚轮取4个最为合适。

4.创新点

该装置设计与制造有很多创新点：

（1）目前市场上还没有能够张贴壁纸的装置加之该装置能够完全应用于机械，具有较强的创造性。

（2）通过机械装置传动，张贴的壁纸能够全方位完美结合，避免了人工带来的差及粘度降低，使得壁纸张贴更加牢固。

（3）结构巧妙。本产品由齿轮滚轮等一系列机构，同时配合有同时分工将壁纸张贴牢固，而且能够根据需要适时拆整大小。

（4）方便实用性强。每个装置操作简单，使用方便，能够成为工人装修的首选。

（5）制作成本低，加工容易，结构简单，推广性强。

结论

本装置正处于研究和开发阶段，对于壁纸粘贴的问题，提出了一种开创性的全方位壁纸张贴器的设计。本设计机构在以下方面取得了研究成果：

①通^理论计算，验证了机构使用的可行性.；

②应用CREO对机构进行建模，检查了机构运动的干涉问题，保证了机械结构的合理性.

③完善了机构的工作原理，使其工作更加科学。

本设计可以壁纸高效粘贴，大大降低人工操作时间，提高了生产效率，具有很强的稳定性、适应性。

参考文献

[1]巩云鹏，田万禄，等.机械设计课程设计[M].沈阳：东北大学出版社，2000.

[2]孙志礼，冷兴聚，魏严刚，等.机械设计[M].沈阳：东北大学出版社，2000.

[3]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，1991.

[4]哈尔滨工业大学理论力学教研组编.理论力学[M].北京：高等教育出版社，1997.

[5]大连理工大学工程画教研室编.机械制图[M].北京：高等教育出版社，1993.

[6]高泽远，王金.机械设计基础课程设计[M].沈阳：东北工学院出版社1987.

[7]张玉，刘平.几何量公差与测量技术[M].沈阳：东北大学出版社，1999.

[8]成大先.机械设计手册（减（变）速器.电机与电器）[M].北京：化学工业出版社，2004.