[發明專利]行走式建筑3D打印工藝控制系統及方法

有效

• 申請號: 201910620443.3
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110421681B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 韓立芳;楊燕;白潔;王進;連春明
• 申請（專利權）人: 中國建筑第八工程局有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B28B13/02;B28B17/00;B33Y10/00;B33Y40/00;B33Y50/02
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 宋小光

本發明涉及一種行走式建筑3D打印工藝控制方法，包括如下步驟：提供一自動配料裝置，依據打印材料的配比進行打印材料的制備；提供一泵送裝置，將打印材料泵送至送料器內；提供一麥輪式行走小車，利用麥輪式行走小車帶動機械手及送料器進行移動；于作業面上劃出行走路線，并于行走路線上間隔地布設標識碼；掃描對應的標識碼獲取行走坐標及行走方向進而帶動機械手進行移動，同時進行打印作業。本發明采用自動配料裝置實現自動制備打印材料，實現無人化供料，降低勞動強度，減小環境污染。麥輪式行走小車提高3D打印的定位精度，且可任意角度的側移，運行平穩可靠，無需設置拐彎半徑。

技術領域

本發明涉及建筑施工工程領域，特指一種行走式建筑3D打印工藝控制系統及方法。

背景技術

建筑物在空間尺度上往往需要具有一定的體量，比如常規建筑物的單層高度在3m左右，因此用于建筑物現場打印的3D打印設備需要具備覆蓋較大工作范圍的能力。

目前建筑3D打印設備可分為兩種類型：大型機架結構和小型機械臂結構。

如采用大型機架結構，需要將其置于建筑物打印區域的外側，以覆蓋建筑打印區域范圍進行打印作業。被打印建筑的尺寸往往受到機架結構尺寸的限制，并且大型機架結構存在體型龐大，靈活性低，拆裝不便等問題。

如采用小型機械臂結構，需要配置移動式底座、使打印設備多次移動以覆蓋建筑打印區域范圍進行打印作業，但是在狹小房間、墻角等位置會使設備移動明顯受限、進而影響設備的應用范圍。

另外，建筑3D打印使用的打印材料多是水泥砂漿，通常水泥砂漿采用人工現場拌制，其勞動強度較大，且容易產生揚塵，造成環境污染。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種行走式建筑3D打印工藝控制系統及方法，解決現有的建筑3D打印存在的傳統機架結構體型龐大、靈活性低、拆裝不便以及普通移動時機械臂結構在狹小空間移動受限、應用不便的問題和現場人工拌制打印材料勞動強度大、易造成環境污染以及移動控制復雜，精度較低等的問題。

實現上述目的的技術方案是：

本發明提供了一種行走式建筑3D打印工藝控制方法，包括如下步驟：

提供一自動配料裝置，利用所述自動配料裝置依據打印材料的配比進行打印材料的制備；

提供一麥輪式行走小車、一機械手以及一升降平臺，將所述升降平臺固設于所述麥輪式行走小車上，將所述機械手固設于所述升降平臺上；

提供一送料器，將所述送料器固設于所述機械手的末端；

提供一泵送裝置，將所述泵送裝置連接所述自動配料裝置和所述送料器，通過所述泵送裝置將所述自動配料裝置制備的打印材料泵送至所述送料器內；

于作業面上劃出行走路線，并于所述行走路線上間隔地布設標識碼；以及

通過掃描對應的標識碼獲取行走坐標及行走方向，進而依據所獲取的行走坐標及行走方向控制所述麥輪式行走小車移動并帶動所述機械手進行移動，同時所述機械手在移動的過程中通過所述送料器進行打印作業。

本發明的行走式建筑3D打印工藝控制方法采用自動配料裝置實現自動制備打印材料，實現無人化供料，降低勞動強度，減小環境污染。利用麥輪式行走小車提高打印作業的定位精度，且可任意角度的側移，運行平穩可靠，無需設置拐彎半徑；利用機械手實現多維度打印需求，體型小巧，靈活性高，可適用于狹小的作業空間，施工方便。采用劃定行走路線并設置標識碼的方式控制麥輪式行走小車的移動行走，能夠提高3D打印機的移動行走精度，進而提高打印質量。

本發明行走式建筑3D打印工藝控制方法的進一步改進在于，提供一自動配料裝置，利用所述自動配料裝置依據打印材料的配比進行打印材料的制備的步驟包括：