[實用新型]大型建筑增材制造設備框架及其自適應機構

有效

• 申請號: 201821033521.7
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN208469068U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 張恒;郭興安;趙紀元;車旭晨;張坤;胡萬洪
• 申請（專利權）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B33Y30/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型涉及一種大型建筑增材制造設備框架及其自適應機構。大型建筑增材制造設備框架的自適應機構，包括液壓平衡缸和轉接滑板；轉接滑板底面沿框架的地軌方向與框架的地軌滑動連接，頂面沿框架的橫梁方向與框架的立柱滑動連接；液壓平衡缸沿橫梁方向設置，一端與轉接滑板連接，另一端與立柱連接。本實用新型所述的大型建筑增材制造設備框架包括地軌、橫梁、以及固定立柱和浮動立柱；固定立柱沿對應側地軌方向與其滑動設置；浮動立柱與對應側地軌之間設置有上述的自適應機構；橫梁兩端分別連接固定立柱和浮動立柱。自適應機構能夠滿足打印時所需要的精度和剛性，各運動部件連接副運動阻力保持微量波動，消除橫梁的爬行或卡死現象。框架能實時的根據框架內部應力大小，進行適量的自適應調整。

技術領域

本實用新型涉及建筑增材制造領域，具體為大型建筑增材制造設備框架自適應機構。

背景技術

近年來，隨著建筑材料和機械設備的發展，建筑增材制造技術已經在國內外屢見不鮮，使得大規模生產個性化定制建筑成為可能，給建筑業的發展注入了新的動力，建筑增材設備也得到了較大的發展，在重建物體的幾何形狀和機能上已經獲得了一定的水平，幾乎任何靜態的幾何形狀都能可以被打印出來。基于建筑結構尺寸大小的不同，可選用不同結構尺寸的設備完成建筑打印。對于建筑模型或小型建筑，由于尺寸結構小，且可在現有通用機械設備上增加噴頭，即可實現建筑增材所需要的運行軌跡，設備的運行精度和效率完全能夠滿足要求。可選用設備相對較多，如工業軸關節機器人，小型懸臂機械臂或門式框架結構；對于現有的大型建筑就需要大型建筑增材專用設備，要求建筑增材設備具有大跨距，長行程，高度大等特點。大型框架結構為當前普遍首選項，其結構特點能夠滿足要求，且可行性高，設計、制造和裝配相對簡單，方便現場施工時組裝和調試。但設備越大越難制造和裝配，運行精度就會比較差，打印精度和打印速度就會越差，影響建筑增材設備在大型建筑打印的應用。要在建筑行業將增材制造建筑推廣應用，發展大型建筑增材制造設備成為關鍵。

現有大型建筑增材制造設備，大都采用框架式結構，如圖1所示，主要組成機構有地軌1、立柱2、橫梁5和噴頭6，由數控系統控制其運行軌跡，其中地軌1可以根據建筑長度進行拼接。兩個立柱2間距即橫梁5的跨度決定建筑的寬度，可以進行有限的拼接。立柱2的高度，決定了建筑的高度。

地軌1和立柱2通過滾輪軌道實現連接，立柱2和橫梁5滾輪軌道或導軌滑塊機構，橫梁5和噴頭6同樣采用滾輪軌道或導軌滑塊機構，各連接處均為剛性連接結構。其驅動力均有電機提供。

當前各種框架式結構，立柱2和橫梁5均采用桁架拼接式結構，主要特點為，加工制造簡單，易拼接安裝，成本低，結構剛性相對較好，且能夠滿足建筑打印精度要求。但隨著橫梁5的跨度和立柱2高度的增加，框架式結構剛性變得越差，橫梁5出現彎曲，兩邊立柱2容易變形，故框架出現扭曲現象，會引起橫梁5的上下運動阻力加大，容易導致橫梁5在運動過程中出現爬行或卡死現象，甚至較頻繁的引起電機過載，影響設備工作效率和使用壽命，且現場裝配調試難度大。

實用新型內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種大型建筑增材制造設備框架及其自適應機構，結構簡單，設計合理，能夠自適應的消除框架中的扭曲應力。

本實用新型是通過以下技術方案來實現：

大型建筑增材制造設備框架的自適應機構，包括液壓平衡缸和轉接滑板；

所述的轉接滑板底面沿框架的地軌方向與框架的地軌滑動連接，頂面沿框架的橫梁方向與框架的立柱滑動連接；

所述的液壓平衡缸沿橫梁方向設置，一端與轉接滑板連接，另一端與立柱連接。

優選的，所述轉接滑板的頂面固定設置有沿橫梁方向布置的直線導軌；直線導軌與立柱滑動連接。

進一步，所述轉接滑板的頂面對稱設置有兩個直線導軌，液壓平衡缸設置在兩個直線導軌之間。