[發明專利]一種用于智能建造的3D打印機械臂及其使用方法

有效

• 申請號: 202210766021.9
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN114833914B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 冒亞龍;賴哲
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;云南盒子教育科技有限公司
• 主分類號: B28B1/00
• 分類號: B28B1/00;B25J11/00;B33Y30/00;E04G21/00
• 代理公司: 廣州中粵知識產權代理事務所(普通合伙) 44752
• 代理人: 楊毅宇

本發明涉及機械手技術領域，具體涉及一種用于智能建造的3D打印機械臂及其使用方法，包括機械臂單元，機械臂單元臂端設置有打印單元，打印單元包括殼體和多組打印噴頭，多組打印噴頭轉動連接在殼體內，打印噴頭包括噴管，殼體上滑動有驅動機構，殼體內設置有驅動件；其中，機械臂單元能帶動打印單元做各種角度的打印動作，使打印單元完成各種角度成型打印，不同的打印材料對應不同的噴管，通過驅動件驅使驅動機構移動至相應的打印噴頭處；本發明通過驅動件驅使驅動機構移動至相應的打印噴頭處，并通過驅動機構驅使對應打印材料的噴管從殼體翻轉出，從而實現快速轉換不同的噴管，不需手動更換，操作便捷，提高整體打印進度。

技術領域

本發明涉及機械手技術領域，具體涉及一種用于智能建造的3D打印機械臂及其使用方法。

背景技術

建筑3D打印技術具有機械化自動化程度高、一次成型、建筑耗材和工藝損耗少等特點，是實現建筑業轉型升級的一種重要手段，是解決建筑高效、安全、數字化、自動化、智能化建造的有效途徑，其研究已成為建筑業的發展趨勢。高校建筑類學生在進行數字化裝配建模時，需要基于實驗室用的智能建造的3D打印機械臂，其讓學生對建造的各個環節進行模擬，優化和建造，并作為最終施工過程的指導，甚至每個構件的加工和安裝設計本身也成為一個數據可視化的過程，驅使學生團隊探索并實現對設計建造全流程的快速把控，便于學生直接探索和完善設計中的結構體系，以達到最佳的結構性能和空間協調。

目前，基于實驗室用的智能建造的3D打印機械臂通常包括機械臂以及設置在機械臂端部的打印噴頭；由于更加真實的模擬建筑，通常在3D打印過程中，需要根據不同結構主體進行不同材料的打印，從而需要更換打印噴頭，而頻繁更換打印噴頭不僅操作繁瑣，而且影響整體3D打印進度。

發明內容

解決的技術問題

針對現有技術所存在的上述缺點，本發明提供了一種用于智能建造的3D打印機械臂及其使用方法，能夠有效地解決現有技術頻繁更換打印噴頭的問題。

技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種用于智能建造的3D打印機械臂，包括機械臂單元，所述機械臂單元臂端設置有打印單元，所述打印單元包括殼體和多組打印噴頭，多組所述打印噴頭轉動連接在殼體內，所述打印噴頭包括噴管，所述殼體上滑動有驅動機構，所述殼體內設置有驅動件；其中，機械臂單元能帶動打印單元做各種角度的打印動作，使打印單元完成各種角度成型打印，不同的打印材料對應不同的噴管，通過驅動件驅使驅動機構移動至相應的打印噴頭處，并通過驅動機構驅使噴管從殼體翻轉出或將噴管翻轉回殼體內。

更進一步地，還包括電動導軌單元，所述機械臂單元沿電動導軌單元上移動。

更進一步地，所述打印單元還包括多組電磁閥，多組所述電磁閥固定安裝在殼體側壁，且電磁閥分別通過導管與噴管連通。

更進一步地，所述殼體內固定安裝有軸管，所述打印噴頭分別轉動在軸管上。

更進一步地，所述打印噴頭還包括限位環和齒圈，所述限位環能轉動在軸管上，且限位環能與軸管限位配合，所述齒圈與限位環同軸轉動，且齒圈能解除限位環與軸管的限位配合并帶動限位環轉動，所述驅動機構與齒圈傳動配合，所述噴管與限位環固定。

更進一步地，所述限位環側壁同軸固定有套管，所述噴管遠離其噴嘴一端固定有套環，所述套環同軸固定安裝在套管遠離限位環一端，所述齒圈轉動安裝在位于限位環和套環之間的套管上。

更進一步地，所述軸管側壁開設有與限位環限位配合的限位孔，所述限位環內開設有兩組內腔，所述內腔內均滑動有限位桿，且內腔內均設置有彈性件，限位桿在彈性件作用下，穿出內腔并插入限位孔內。