[发明专利]一种全地形建筑3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种全地形建筑3D打印机。

背景技术

随着3D打印技术的发展并逐渐成熟，该技术不仅可以打印小件物品，而且这项技术甚至可以彻底颠覆传统的建筑行业，在劳动密集型的建筑行业，引入3D打印技术进行工程施工生产，可以使施工效率、生产成本、工程工期、机械化自动化水平得到显著改变。但是目前的建筑3D打印机一般都采用固定式龙门架结构，在打印区域内铺设滑轨和龙门架，通过龙门架在滑轨上的移动和设置在龙门架上的打印头的移动实现三维空间打印，这一类打印机设备通常用于打印高层建筑，而且存在设备体积大、灵活性差、不能移动等缺点，无法满足对于小型建筑、地下建筑和分散性建筑群的打印，使3D建筑打印技术的应用有局限性。

比如，中国发明专利公告号CN103786235B公开了一种塔式3D打印机，包括塔吊、物料添加系统、控制系统、机动系统、物料导管和打印系统，通过塔吊的水平移动和上下高度的调节，完成3D建筑打印。然而，该专利的设备体积大、占地面积广，无法整体移动，在铺设打印设备中会消耗大量时间，而且不能在狭小空间内进行打印。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种全地形建筑3D打印机。该建筑3D打印机通过在移动装置上设置机械臂组件、旋转机构和打印组件，打印组件安装在机械臂组件上，通过旋转机构和机械臂组件的配合，实现打印组件在三维空间内六个自由度的全方位打印，而且移动装置的设置解决了打印设备过大不能整体移动的问题，而且机械臂组件可以对小型建筑、地下建筑进行打印。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种全地形建筑3D打印机，包括移动装置、机械臂组件、旋转机构、打印组件和控制装置，所述移动装置下方设置有轮子或履带，所述移动装置的下方至少设置有2个支撑装置，所述机械臂组件包括固定臂、伸缩臂和飞臂，所述飞臂的一端设置有滑轨和移动框架，所述飞臂沿顺时针方向与所述伸缩臂之间存在负角。

优选的，所述固定臂包括一级固定臂和二级固定臂；

所述旋转机构设置在所述移动装置上，所述一级固定臂的一端设置在所述旋转机构上，所述一级固定臂的另一端与所述二级固定臂的一端连接，所述二级固定臂的另一端与所述伸缩臂的一端连接，所述伸缩臂的另一端与所述飞臂的一端连接，所述飞臂上的所述移动框架沿着所述滑轨滑出，所述移动框架与所述打印组件连接。

优选的，所述打印组件包括打印头、电子流量计和多孔喷嘴，所述电子流量计监测浆料的流速和所述多孔喷嘴的堵塞情况，所述多孔喷嘴安装在所述打印头的末端。

优选的，所述旋转机构包括底座、转盘、圆盘和驱动舵机，所述底座设置于所述移动装置上，所述转盘安装于所述底座上，所述圆盘安装于所述转盘上，所述驱动舵机连接所述转盘用于驱动所述转盘转动，所述一级固定臂一端安装于所述圆盘上。

优选的，所述一级固定臂和所述二级固定臂之间设置有升降油缸，所述二级固定臂与所述伸缩臂之间设置有伸缩油缸，所述伸缩臂与所述飞臂的连接位置设置有转角油缸。

优选的，所述伸缩臂由多级机械臂组成，所述机械臂上设置有托架。

优选的，所述负角角度通过所述转角油缸调节，所述负角的范围为0°～30°。

优选的，所述负角的角度为20°。

优选的，所述打印机还包括搅拌输送系统和储料罐，所述搅拌输送系统和所述储料罐设置于所述移动装置上，所述储料罐与所述搅拌输送系统连接，所述搅拌输送系统通过供料管连接所述打印组件。

优选的，所述打印头上设置有定位扫描装置，用于监测所述打印头的位置，并将位置信号传递给所述控制装置，所述控制装置根据所述位置信号对所述打印头进行定位。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

本发明公开的全地形建筑3D打印机的的移动装置上安装有旋转机构和控制装置，机械臂组件安装在旋转机构上，打印组件安装在机械臂组件上，移动装置下方设置有轮子或履带，机械臂组件包括固定臂、伸缩臂和飞臂，飞臂的一端设置有滑轨和移动框架。移动装置可以使打印机整体移动，对于小型建筑和分散性建筑群打印效果很好，解决了打印设备龙门架不能移动、灵活性差的问题，又保证了打印质量。移动装置配合机械臂组件可以确保打印机在任何地形进行移动打印，实现全地形打印。