[實(shí)用新型]模塊化三維建筑打印機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520955722.2
• 申請(qǐng)日: 2015-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN205172011U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金釗;郝敬賓;宋千帆;王凱;時(shí)展;范玉婷;張曉夢(mèng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E04G21/04
• 分類號(hào): E04G21/04
• 代理公司: 徐州支點(diǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32244
• 代理人: 劉新合

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種3D打印機(jī)，具體是一種模塊化三維建筑打印機(jī)，屬于3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D建筑打印是一種新興建筑方式，與傳統(tǒng)施工建筑工藝相比：至少要比施工速度快10倍，且建筑類型、復(fù)雜性等因素不會(huì)增加建設(shè)成本；由于全程由電腦程序操控，直接基于CAD設(shè)計(jì)等的施工建造只產(chǎn)生5-10mm的誤差，該技術(shù)允許的精度和設(shè)計(jì)自由性在過去聞所未聞，建筑師和工人間的問題將不再阻礙建筑師所要表達(dá)的設(shè)計(jì)想法；并且不需要模板，定制型強(qiáng)、可塑性好、可打印出任何細(xì)節(jié)特點(diǎn)與復(fù)雜曲面、管道等；最為創(chuàng)新的是：打印所用的原料多來源建筑垃圾、礦山尾礦，實(shí)現(xiàn)了能源材料的重復(fù)利用以及綠色環(huán)保。

但是，目前的3D打印機(jī)均為整體式打印機(jī)，大都存在只能打印大小在打印機(jī)尺寸工作范圍內(nèi)的建筑、無法在工地進(jìn)行打印等問題，這些問題嚴(yán)重阻礙了3D建筑打印在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種模塊化三維建筑打印機(jī)，能夠適用于各種實(shí)際條件下的施工要求，具有效率高、打印更加自由方便、自動(dòng)安裝構(gòu)件等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種模塊化三維建筑打印機(jī)，其它包括：

位于底部兩側(cè)的可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)和可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)；

所述的可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)的每一側(cè)設(shè)置3個(gè)有可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)；6個(gè)可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)共組成三組，每一組可拼接提升的垂直機(jī)構(gòu)安裝一個(gè)模塊化的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，在三個(gè)模塊化的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)上分別裝有物料輸送噴頭、構(gòu)件安裝機(jī)械手及材料填充裝置；在對(duì)稱的可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，同時(shí)配有構(gòu)件輸送機(jī)構(gòu)；

其中，模塊化的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)、可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)分別能夠?qū)崿F(xiàn)X軸、Y軸、Z軸方向的位移進(jìn)行打印。

所述的可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)包括可拼接延長的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)以及絲杠螺母橫向進(jìn)給結(jié)構(gòu)；

所述的可拼接延長的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)又包括設(shè)置在地面的凹狀軌道、凹狀軌道內(nèi)部的直齒條、至少兩個(gè)行走齒輪和支撐架；

其中，行走齒輪通過齒輪軸設(shè)置在支撐架底部、并且通過底部步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪軸帶動(dòng)行走齒輪在凹狀軌道內(nèi)部的直齒條內(nèi)行走，從而帶動(dòng)支撐架一起運(yùn)動(dòng)；

所述的絲杠螺母橫向進(jìn)給結(jié)構(gòu)包括兩根光軸、絲杠；所述的兩根光軸上套有軸套同時(shí)兩端固定在支撐架上部；絲杠上配有螺母并通過兩端端部的滾珠絲杠軸承與支撐架固定，絲杠一端通過聯(lián)軸器與上部步進(jìn)電機(jī)相連；

其中，絲杠上的螺母、光軸內(nèi)的軸套與上部的可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)連接，從而帶動(dòng)可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)在Z軸方向上運(yùn)動(dòng)。

所述的可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)包括多個(gè)龍門架底座、立柱、立桿以及齒輪；

所述的底部龍門架底座上安裝有立柱形成底部奠基；底部奠基通過堆疊立柱實(shí)現(xiàn)高度的提升；其中，底部立柱內(nèi)側(cè)相鄰的兩根立桿上開有燕尾槽軌道，燕尾槽軌道底面有齒條；

所述的齒輪位于燕尾移動(dòng)滑塊內(nèi)并與立桿內(nèi)燕尾槽軌道的齒條相嚙合；同時(shí)齒輪與步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器連接；

步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燕尾移動(dòng)滑塊在立桿下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在Y軸方向上的位移。

所述的可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)、可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)、模塊化的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)均為模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行拼接以滿足使用要求。

所述的模塊化的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)通過滾軸絲杠結(jié)構(gòu)帶動(dòng)物料輸送噴頭、構(gòu)件安裝機(jī)械手及材料填充裝置在X軸方向上的位移。

與現(xiàn)有的整體式3D打印機(jī)相比，本實(shí)用新型中的模塊化的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、可拼接升高的垂直提升機(jī)構(gòu)、可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)分別能夠?qū)崿F(xiàn)X軸、Y軸、Z軸方向的位移；并且均為模塊化結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行長度、高度、寬度、跨度方向上的合理拼裝以滿足實(shí)際需要；

同時(shí)可拼接延長的雙層行走機(jī)構(gòu)分為可拼接延長的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)以及絲杠螺母橫向進(jìn)給結(jié)構(gòu)，位于下層的可拼接延長的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以抵抗建筑灰塵的侵襲，也大大提高非工作環(huán)境下的行走速度；位于上層的絲杠螺母結(jié)構(gòu)則滿足了較高的3D打印精度要求；雙層設(shè)計(jì)可以避免通過絲杠來實(shí)現(xiàn)大長度的打印時(shí)，由于自重以及上方移動(dòng)平臺(tái)的重量，絲杠彎曲而打印精度降低等問題；

并且物料填充裝置采用了獨(dú)立的行走機(jī)構(gòu)，物料填充可以與構(gòu)件安裝同時(shí)進(jìn)行，也大大提高了加工效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)三維視圖；