[實用新型]一種匹配低重力環境應用的3D打印機械臂

有效

• 申請號: 202223296975.2
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN219158437U
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 李欣;姚佳利;何皓翔;龐歡;雷玟;李達;唐鳳君;楊雪榕
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: E04G21/04
• 分類號: E04G21/04;B25J9/04;B25J9/12;B25J5/00
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 梁嘉朗

本實用新型公開了一種匹配低重力環境應用的3D打印機械臂，包括基座、鋁合金臂段和輸料管；鋁合金臂段的截面呈工字形，多條鋁合金臂段以首尾相接的方式轉動連接，置于起始位置的鋁合金臂段與基座轉動連接，置于末端位置的鋁合金臂段轉動安裝有打印頭；多條輸料管分別設于多條鋁合金臂段上，多條輸料管以首尾相接的方式轉動接通，置于起始位置的輸料管轉動接通有進料管，置于末端位置的輸料管與打印頭轉動接通；即利用鋁合金自身高強度、低重量的優勢解決了現有機械臂無法同時兼顧低重量和高強度的問題，而且鋁合金臂段的工字形結構，也進一步加強了機械臂的機械強度，從而使得機械臂往低重力環境運輸、并穩定運行應用得以實現。

技術領域

本實用新型涉及打印機械臂的技術領域，特別涉及一種匹配低重力環境應用的3D打印機械臂。

背景技術

在目前的建筑施工領域中，機械臂已經能夠實現打印建筑的功能，其原理是將打印頭設于機械臂的端部，通過機械臂控制打印頭進行特定軌跡的移動，以此完成整個建筑打印的工程。

但是上述機械臂僅能應用于一般常態的工作環境，而無法應用于低重力環境下；因為若要將機械臂應用于低重力環境，則需要解決機械臂往低重力環境運輸、以及在低重力環境下穩定運行的兩個問題。

對于機械臂往低重力環境運行的問題，由于該場景下的運輸工具載重量較小，而現有機械臂重量較大，所以為將現有機械臂運輸至低重力環境下進行工作，只能強行減機械臂的重量，譬如將機械臂從實心機械臂改為空心機械臂連接而成，但將會大幅降低機械臂的機械強度。

對于機械臂在低重力環境下穩定運行的問題，由于低重力環境的工作環境較為嚴峻，所以利用上述方式降低機械臂強度后，機械臂極度容易出現損壞，從而無法滿足長時間穩定工作的需求。

因此，為實現機械臂在低重力環境下的工作，必須同時解決機械臂減重和保持機械強度的兩個問題，但現有技術目前依然無法實現兩者的兼顧。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種匹配低重力環境應用的3D打印機械臂，以解決現有機械臂無法適用于低重力環境的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種匹配低重力環境應用的3D打印機械臂，包括基座、鋁合金臂段和輸料管；所述鋁合金臂段的截面呈工字形，多條所述鋁合金臂段以首尾相接的方式轉動連接，置于起始位置的所述鋁合金臂段與所述基座轉動連接，置于末端位置的所述鋁合金臂段轉動安裝有打印頭；多條所述輸料管分別設于多條所述鋁合金臂段上，多條所述輸料管以首尾相接的方式轉動接通，置于起始位置的所述輸料管轉動接通有進料管，置于末端位置的所述輸料管與所述打印頭轉動接通。

在其中一個實施例中，所述鋁合金臂段包括第一鋁合金臂段、第二鋁合金臂段和第三鋁合金臂段；兩所述第一鋁合金臂段以平行相對的方式轉動安裝于所述基座上；兩所述第二鋁合金臂段以平行相對的方式分別轉動安裝于兩所述第一鋁合金臂段上；一條所述第三鋁合金臂段轉動安裝于兩所述第二鋁合金臂段之間，所述第三鋁合金臂段上轉動安裝有所述打印頭。

在其中一個實施例中，兩條所述第一鋁合金臂段與所述基座的轉動連接處均設有第一電機，所述第一電機用于帶動所述第一鋁合金臂段轉動。

在其中一個實施例中，一條所述第一鋁合金臂段與所述第二鋁合金臂段的轉動連接處設有第二電機，所述第二電機用于帶動所述第二鋁合金臂段轉動；一條所述第二鋁合金臂段與所述第三鋁合金臂段的轉動連接處設有第三電機，所述第三電機用于帶動所述第三鋁合金臂段轉動；一條所述第三鋁合金臂段與所述打印頭的轉動連接處設有第四電機，所述第四電機用于帶動所述打印頭轉動。

在其中一個實施例中，所述輸料管與所述進料管的接通處、各相鄰所述輸料管的轉動接通處、以及所述輸料管與所述打印頭的轉動接通處均設有密封法蘭，所述密封法蘭與所述進料管、所述輸料管和所述打印頭密封轉動連接。