[发明专利]3D房屋打印机

说明书

本发明公开了一种3D房屋打印机，包括桁架组件、机械手、出料口和供料机构；所述桁架组件包括桁架、桁架行走机构、桁架升降机构、升降横梁和横梁升降机构，桁架安装在两条平行的轨道上，桁架行走机构用于控制桁架沿轨道的方向平移，桁架升降机构用于控制桁架的自拔，升降横梁连接在桁架上，升降横梁上设置有横移机构，横梁升降机构用于控制升降横梁沿桁架升降；桁架组件设置有机械手桁架组件和打印机桁架组件两组，机械手固定在机械手桁架组件的横移机构下，出料口固定在打印机桁架组件的横移机构下，供料机构用于对出料口进行供料。本发明可以自动打印建造房屋，提高了房屋建造的自动化，且能适用较高楼层的房屋打印。

技术领域

本发明涉及房屋建造技术领域，具体涉及一种3D房屋打印机。

背景技术

2013年2月，英国伦敦Softkill Design建筑设计工作室首次建立了一个3D打印房屋概念，3D打印房屋需要用尼龙搭扣或者像钮扣一样的扣合件起到固定作用，同时借助传统建造技术。然而，它并非采用固体墙壁建造，而是在骨骼基础上建造纤维尼龙结构，房屋的承载力较差，仅仅适用于底层房屋的建造，存在极大的局限性，无法根本解决房屋的自动化建造。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种3D房屋打印机，以自动打印建造房屋，提高房屋建造的自动化，且能适用较高楼层的房屋打印。

本发明提供了一种3D房屋打印机，包括桁架组件、机械手、出料口和供料机构；所述桁架组件包括桁架、桁架行走机构、桁架升降机构、升降横梁和横梁升降机构，所述桁架的两对侧均设置有伸缩支架，桁架通过两侧的伸缩支架安装在两条平行的轨道上，所述桁架行走机构用于控制桁架沿轨道的方向平移，所述桁架升降机构用于控制伸缩支架的伸缩以控制桁架的高度，所述升降横梁连接在桁架两侧的伸缩支架之间，升降横梁上设置有横移机构，所述横梁升降机构用于控制升降横梁沿桁架两侧的伸缩支架升降；所述桁架组件设置有机械手桁架组件和打印机桁架组件两组，所述机械手固定在机械手桁架组件的横移机构下，所述出料口固定在打印机桁架组件的横移机构下，所述供料机构用于对出料口进行供料。

采用上述结构，机械手桁架组件可以带动机械手纵向移动，横移组件可以带动机械手横向移动，同时，升降横梁可以上下移动，因而机械手可在施工区域的空间上任意移动，这样即可通过控制机械手完成预制板的拿取和安装以及钢筋的安装和焊接等操作，同样地，打印机的出料口也可以在施工区域的空间上任意移动，这样即可通过控制出料口完成房屋的混凝土浇筑，因此，通过程序即可控制该3D房屋打印机自动打印建造房屋，提高了房屋建造的自动化；此外，本发明还可以通过控制伸缩支架的伸缩来控制桁架的高度，实现桁架高度的自拔，能适用较高楼层的房屋打印。

进一步地，每个伸缩支架的底端均设置有桁架行走机构，所述桁架行走机构包括与伸缩支架相连的第一移动小车，所述第一移动小车的下侧安装有可在轨道上滑动的第一导向轮，第一移动小车的一侧连接有电机座，所述电机座的上部安装有第一驱动电机，电机座的下部安装有第一齿轮，所述第一驱动电机的输出轴与第一齿轮传动连接，沿所述轨道设置有第一齿条，所述第一齿轮与第一齿条啮合。采用上述结构，即可通过第一驱动电机控制桁架在轨道上平移，运行安全可靠。

进一步地，所述桁架行走机构的两侧沿轨道安装有可自由伸缩的防护罩。保护罩可以防止杂质进入轨道而影响桁架的正常移动。

进一步地，所述桁架升降机构包括滑轮、钢丝绳和卷扬机，每个伸缩支架均设置有两固定单元，每个固定单元对应设置有可相对于该固定单元升降的升降单元，每个升降单元的上部和下部均设置有滑轮以形成滑轮组，每个桁架两侧的四组滑轮组通过所述钢丝绳依次串联，钢丝绳的一端固定在一侧的固定单元上，钢丝绳的另一端与安装在另一侧的固定单元上的卷扬机的输出轴相连。本发明的桁架升降机构利用滑轮组的原理来实现桁架的自拔，升降单元利用滑轮组组成为一个整体组装单元，便于运输，四个升降单元的滑轮组用钢丝串联起来，通过卷扬机收放钢丝绳即可实现四个升降单元的同步上升或下降，升降方便，运行可靠，并且，该结构利用滑轮组减速的关系，可以使与卷扬机配套的减速比大大降低。