[發明專利]一種基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置及方法

有效

• 申請號: 201410366437.7
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104162990B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 王美華;李榮帥
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/20;B29C64/232;B29C64/236;B29C64/241;B33Y30/00
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1.一種基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，包括圓形軌道梁、打印頭橫梁、打印頭桿、打印頭以及支撐，所述圓形軌道梁通過若干所述支撐水平架空設置，所述打印頭橫梁通過所述圓形軌道梁的圓心且所述打印頭橫梁的兩端分別與所述圓形軌道梁滑動連接，所述打印頭橫梁的兩端分別能夠沿著所述圓形軌道梁移動，所述打印頭橫梁能夠繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內轉動，所述打印頭桿與所述圓形軌道梁相互垂直，并且所述打印頭桿的一端與所述打印頭橫梁滑動連接，所述打印頭桿的一端能夠沿著所述打印頭橫梁移動，所述打印頭桿的另一端設置所述打印頭，所述打印頭桿能夠伸縮，帶動所述打印頭上下移動，所述打印頭能夠跟隨所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁移動。

2.根據權利要求1所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述打印頭橫梁與所述圓形軌道梁通過橫梁滑塊連接，所述圓形軌道梁為C型空腔梁，所述橫梁滑塊為與所述圓形軌道梁的C型空腔相匹配的弧形滑塊，所述打印頭橫梁的兩端分別與嵌設于所述圓形軌道梁的C型空腔內的對應的橫梁滑塊剛性連接。

3.如權利要求2所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括橫梁驅動機構，所述橫梁驅動機構設置于所述橫梁滑塊上，所述橫梁驅動機構包括第一驅動電機、第一傳動機構以及第一滾輪對,所述橫梁滑塊嵌設于所述圓形軌道梁的C型空腔內，所述第一滾輪對與所述圓形軌道梁的C型空腔的內壁相接觸，所述第一驅動電機經所述第一傳動機構帶動所述第一滾輪對轉動，使得所述橫梁滑塊沿著所述圓形軌道梁移動。

4.如權利要求2所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括橫梁驅動機構，所述橫梁驅動機構包括第三驅動電機以及第一支架，所述第一支架固定設置于所述圓形軌道梁的上方，所述第三驅動電機設置于所述第一支架上與所述圓形軌道梁的圓心相對應的位置，所述第三驅動電機的輸出部與所述打印頭橫梁的中心部連接，通過所述第三驅動電機的旋轉運動帶動所述打印頭橫梁繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內轉動。

5.根據權利要求1所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述打印頭桿與所述打印頭橫梁通過打印頭桿滑塊連接，所述打印頭橫梁為工字型梁，且所述打印頭橫梁的底板設有C型開口腔，C型開口腔的開口方向朝向遠離圓形軌道梁的方向，所述打印頭桿滑塊為與所述打印頭橫梁的C型開口腔相匹配的方形滑塊，所述打印頭桿上遠離打印頭的一端與所述打印頭桿滑塊剛性連接。

6.如權利要求5所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括打印頭桿驅動機構，所述打印頭桿驅動機構包括第二驅動電機、第二傳動機構以及第二滾輪對，所述打印頭桿驅動機構設置于所述打印頭桿滑塊上，所述打印頭桿滑塊嵌設于所述打印頭橫梁的C型開口腔內，所述第二滾輪對與所述打印頭橫梁的C型開口腔的內壁相接觸，所述第二驅動電機經所述第二傳動機構帶動所述第二滾輪對轉動，使得所述打印頭桿滑塊沿著所述打印頭橫梁移動。

7.如權利要求5所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括打印頭桿驅動機構，所述打印頭桿驅動機構包括：由絲杠與螺母組成絲杠螺母副、第四驅動電機、以及第二支架，所述螺母與所述打印頭桿剛性連接，所述絲杠通過所述第二支架設置于所述打印頭橫梁的斜上方且所述絲杠與所述打印頭橫梁相平行，所述第四驅動電機驅動所述絲杠轉動，所述絲杠經所述螺母帶動所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁移動。

8.根據權利要求1所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于,所述支撐均勻分布于所述圓形軌道梁的四周，且所述支撐斜向設置，所述支撐上遠離圓形軌道梁的一端向外傾斜，所述支撐與所述圓形軌道梁的軸線的夾角為5-15度。

9.根據權利要求1所述的基于極坐標定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于,還包括水平設置的底座，所述支撐的下端與所述底座剛性連接，所述支撐的上端與所述圓形軌道梁剛性連接。