[发明专利]一种基于极坐标定位的建筑用3D打印装置及方法

权利要求书

1.一种基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于，包括圆形轨道梁、打印头横梁、打印头杆、打印头以及支撑，所述圆形轨道梁通过若干所述支撑水平架空设置，所述打印头横梁通过所述圆形轨道梁的圆心且所述打印头横梁的两端分别与所述圆形轨道梁滑动连接，所述打印头横梁的两端分别能够沿着所述圆形轨道梁移动，所述打印头横梁能够绕所述圆形轨道梁的圆心在所述圆形轨道梁所在平面内转动，所述打印头杆与所述圆形轨道梁相互垂直，并且所述打印头杆的一端与所述打印头横梁滑动连接，所述打印头杆的一端能够沿着所述打印头横梁移动，所述打印头杆的另一端设置所述打印头，所述打印头杆能够伸缩，带动所述打印头上下移动，所述打印头能够跟随所述打印头杆沿着所述打印头横梁移动。

2.根据权利要求1所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于，所述打印头横梁与所述圆形轨道梁通过横梁滑块连接，所述圆形轨道梁为C型空腔梁，所述横梁滑块为与所述圆形轨道梁的C型空腔相匹配的弧形滑块，所述打印头横梁的两端分别与嵌设于所述圆形轨道梁的C型空腔内的对应的横梁滑块刚性连接。

3.如权利要求2所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于，还包括横梁驱动机构，所述横梁驱动机构设置于所述横梁滑块上，所述横梁驱动机构包括第一驱动电机、第一传动机构以及第一滚轮对,所述横梁滑块嵌设于所述圆形轨道梁的C型空腔内，所述第一滚轮对与所述圆形轨道梁的C型空腔的内壁相接触，所述第一驱动电机经所述第一传动机构带动所述第一滚轮对转动，使得所述横梁滑块沿着所述圆形轨道梁移动。

4.如权利要求2所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于，还包括横梁驱动机构，所述横梁驱动机构包括第三驱动电机以及第一支架，所述第一支架固定设置于所述圆形轨道梁的上方，所述第三驱动电机设置于所述第一支架上与所述圆形轨道梁的圆心相对应的位置，所述第三驱动电机的输出部与所述打印头横梁的中心部连接，通过所述第三驱动电机的旋转运动带动所述打印头横梁绕所述圆形轨道梁的圆心在所述圆形轨道梁所在平面内转动。

5.根据权利要求1所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于，所述打印头杆与所述打印头横梁通过打印头杆滑块连接，所述打印头横梁为工字型梁，且所述打印头横梁的底板设有C型开口腔，C型开口腔的开口方向朝向远离圆形轨道梁的方向，所述打印头杆滑块为与所述打印头横梁的C型开口腔相匹配的方形滑块，所述打印头杆上远离打印头的一端与所述打印头杆滑块刚性连接。

6.如权利要求5所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于，还包括打印头杆驱动机构，所述打印头杆驱动机构包括第二驱动电机、第二传动机构以及第二滚轮对，所述打印头杆驱动机构设置于所述打印头杆滑块上，所述打印头杆滑块嵌设于所述打印头横梁的C型开口腔内，所述第二滚轮对与所述打印头横梁的C型开口腔的内壁相接触，所述第二驱动电机经所述第二传动机构带动所述第二滚轮对转动，使得所述打印头杆滑块沿着所述打印头横梁移动。

7.如权利要求5所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于，还包括打印头杆驱动机构，所述打印头杆驱动机构包括：由丝杠与螺母组成丝杠螺母副、第四驱动电机、以及第二支架，所述螺母与所述打印头杆刚性连接，所述丝杠通过所述第二支架设置于所述打印头横梁的斜上方且所述丝杠与所述打印头横梁相平行，所述第四驱动电机驱动所述丝杠转动，所述丝杠经所述螺母带动所述打印头杆沿着所述打印头横梁移动。

8.根据权利要求1所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于,所述支撑均匀分布于所述圆形轨道梁的四周，且所述支撑斜向设置，所述支撑上远离圆形轨道梁的一端向外倾斜，所述支撑与所述圆形轨道梁的轴线的夹角为5-15度。

9.根据权利要求1所述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，其特征在于,还包括水平设置的底座，所述支撑的下端与所述底座刚性连接，所述支撑的上端与所述圆形轨道梁刚性连接。