[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

说明书

本发明提供的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置及方法，通过若干所述支撑将圆形轨道梁水平架空，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做直线移动，本发明可以实现以极坐标系形式对打印头进行定位，与基于直角坐标系建筑用3D打印装置和方法相比具有更高的打印精度和效率。

技术领域

本发明属于建筑施工领域，尤其涉及一种建筑用3D打印装置及方法。

背景技术

3D打印技术即三维打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料，与电脑连接后，通过一层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。

随着3D打印技术的发展并逐渐成熟，3D打印技术给制造业带来技术革新。在劳动力密集型的建筑行业，如能引入3D打印技术进行工程施工生产，在施工效率，生产成本，工程工期，机械化自动化水平提高等方面均能有很大程度的提高。

现有的适用于建筑施工用的3D打印设备主要是基于直角坐标系定位，打印头的定位精度和打印效率比较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于极坐标定位的建筑用3D打印装置及方法，可以实现极坐标定位，定位精度和打印效率高。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于极坐标定位的建筑用3D打印装置，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。

优选的，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。

优选的，在上述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置中，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。

优选的，在上述的基于极坐标定位的建筑用3D打印装置中，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。

优选的，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。