[發(fā)明專利]一種全地形建筑3D打印機(jī)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711010043.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN107605161A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬義軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬義軍
• 主分類號(hào): E04G21/04
• 分類號(hào): E04G21/04
• 代理公司: 廣州圣理華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44302
• 代理人: 頓海舟,李唐明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，具體涉及一種全地形建筑3D打印機(jī)。

背景技術(shù)

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展并逐漸成熟，該技術(shù)不僅可以打印小件物品，而且這項(xiàng)技術(shù)甚至可以徹底顛覆傳統(tǒng)的建筑行業(yè)，在勞動(dòng)密集型的建筑行業(yè)，引入3D打印技術(shù)進(jìn)行工程施工生產(chǎn)，可以使施工效率、生產(chǎn)成本、工程工期、機(jī)械化自動(dòng)化水平得到顯著改變。但是目前的建筑3D打印機(jī)一般都采用固定式龍門架結(jié)構(gòu)，在打印區(qū)域內(nèi)鋪設(shè)滑軌和龍門架，通過龍門架在滑軌上的移動(dòng)和設(shè)置在龍門架上的打印頭的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)三維空間打印，這一類打印機(jī)設(shè)備通常用于打印高層建筑，而且存在設(shè)備體積大、靈活性差、不能移動(dòng)等缺點(diǎn)，無法滿足對(duì)于小型建筑、地下建筑和分散性建筑群的打印，使3D建筑打印技術(shù)的應(yīng)用有局限性。

比如，中國發(fā)明專利公告號(hào)CN103786235B公開了一種塔式3D打印機(jī)，包括塔吊、物料添加系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)系統(tǒng)、物料導(dǎo)管和打印系統(tǒng)，通過塔吊的水平移動(dòng)和上下高度的調(diào)節(jié)，完成3D建筑打印。然而，該專利的設(shè)備體積大、占地面積廣，無法整體移動(dòng)，在鋪設(shè)打印設(shè)備中會(huì)消耗大量時(shí)間，而且不能在狹小空間內(nèi)進(jìn)行打印。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種全地形建筑3D打印機(jī)。該建筑3D打印機(jī)通過在移動(dòng)裝置上設(shè)置機(jī)械臂組件、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和打印組件，打印組件安裝在機(jī)械臂組件上，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)械臂組件的配合，實(shí)現(xiàn)打印組件在三維空間內(nèi)六個(gè)自由度的全方位打印，而且移動(dòng)裝置的設(shè)置解決了打印設(shè)備過大不能整體移動(dòng)的問題，而且機(jī)械臂組件可以對(duì)小型建筑、地下建筑進(jìn)行打印。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種全地形建筑3D打印機(jī)，包括移動(dòng)裝置、機(jī)械臂組件、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、打印組件和控制裝置，所述移動(dòng)裝置下方設(shè)置有輪子或履帶，所述移動(dòng)裝置的下方至少設(shè)置有2個(gè)支撐裝置，所述機(jī)械臂組件包括固定臂、伸縮臂和飛臂，所述飛臂的一端設(shè)置有滑軌和移動(dòng)框架，所述飛臂沿順時(shí)針方向與所述伸縮臂之間存在負(fù)角。

優(yōu)選的，所述固定臂包括一級(jí)固定臂和二級(jí)固定臂；

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述移動(dòng)裝置上，所述一級(jí)固定臂的一端設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，所述一級(jí)固定臂的另一端與所述二級(jí)固定臂的一端連接，所述二級(jí)固定臂的另一端與所述伸縮臂的一端連接，所述伸縮臂的另一端與所述飛臂的一端連接，所述飛臂上的所述移動(dòng)框架沿著所述滑軌滑出，所述移動(dòng)框架與所述打印組件連接。

優(yōu)選的，所述打印組件包括打印頭、電子流量計(jì)和多孔噴嘴，所述電子流量計(jì)監(jiān)測(cè)漿料的流速和所述多孔噴嘴的堵塞情況，所述多孔噴嘴安裝在所述打印頭的末端。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括底座、轉(zhuǎn)盤、圓盤和驅(qū)動(dòng)舵機(jī)，所述底座設(shè)置于所述移動(dòng)裝置上，所述轉(zhuǎn)盤安裝于所述底座上，所述圓盤安裝于所述轉(zhuǎn)盤上，所述驅(qū)動(dòng)舵機(jī)連接所述轉(zhuǎn)盤用于驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所述一級(jí)固定臂一端安裝于所述圓盤上。

優(yōu)選的，所述一級(jí)固定臂和所述二級(jí)固定臂之間設(shè)置有升降油缸，所述二級(jí)固定臂與所述伸縮臂之間設(shè)置有伸縮油缸，所述伸縮臂與所述飛臂的連接位置設(shè)置有轉(zhuǎn)角油缸。

優(yōu)選的，所述伸縮臂由多級(jí)機(jī)械臂組成，所述機(jī)械臂上設(shè)置有托架。

優(yōu)選的，所述負(fù)角角度通過所述轉(zhuǎn)角油缸調(diào)節(jié)，所述負(fù)角的范圍為0°～30°。

優(yōu)選的，所述負(fù)角的角度為20°。

優(yōu)選的，所述打印機(jī)還包括攪拌輸送系統(tǒng)和儲(chǔ)料罐，所述攪拌輸送系統(tǒng)和所述儲(chǔ)料罐設(shè)置于所述移動(dòng)裝置上，所述儲(chǔ)料罐與所述攪拌輸送系統(tǒng)連接，所述攪拌輸送系統(tǒng)通過供料管連接所述打印組件。

優(yōu)選的，所述打印頭上設(shè)置有定位掃描裝置，用于監(jiān)測(cè)所述打印頭的位置，并將位置信號(hào)傳遞給所述控制裝置，所述控制裝置根據(jù)所述位置信號(hào)對(duì)所述打印頭進(jìn)行定位。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得了有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明公開的全地形建筑3D打印機(jī)的的移動(dòng)裝置上安裝有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和控制裝置，機(jī)械臂組件安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，打印組件安裝在機(jī)械臂組件上，移動(dòng)裝置下方設(shè)置有輪子或履帶，機(jī)械臂組件包括固定臂、伸縮臂和飛臂，飛臂的一端設(shè)置有滑軌和移動(dòng)框架。移動(dòng)裝置可以使打印機(jī)整體移動(dòng)，對(duì)于小型建筑和分散性建筑群打印效果很好，解決了打印設(shè)備龍門架不能移動(dòng)、靈活性差的問題，又保證了打印質(zhì)量。移動(dòng)裝置配合機(jī)械臂組件可以確保打印機(jī)在任何地形進(jìn)行移動(dòng)打印，實(shí)現(xiàn)全地形打印。