[发明专利]一种无人机式三维建筑打印机

权利要求书

1.一种无人机式三维建筑打印机，其特征在于，它包括打印喷头（1）、材料输送管道（2）、飞行平台（3）、多旋翼夹角调整组件（4）、旋翼组件（5）、旋翼位姿调整组件（6）、视觉装置（7）、挤出机（8）以及挤出机位姿调整组件（9）；通过视觉装置（7）提供环境信息进行控制，通过旋翼组件（5）和旋翼位姿调整组件（6）控制三维建筑打印机的运动路径和姿态，通过挤出机位姿调整组件（9）控制打印喷头（1）的位姿，通过材料输送管道（2）和挤出机（8）输送建筑打印材料，通过打印喷头（1）控制所挤出材料的形状和尺寸，快速实现自适应的三维建筑打印，在指定位置打印出指定形态的建筑物；在一组或两组旋翼组件（5）发生故障时，还可通过多旋翼夹角调整组件（4）调整各旋翼组件（5）的相对位置，以达到新的运动平衡继续工作。

2.根据权利要求1所述的一种无人机式三维建筑打印机，其特征在于，所述的旋翼组件（5）包括螺旋桨（5.1）、螺旋桨旋转轴承（5.2）、螺旋桨承载架（5.3）以及螺旋桨旋转电机（5.4）；螺旋桨旋转轴承（5.2）的内外圈分别与螺旋桨（5.1）和螺旋桨承载架（5.3）螺栓固定，螺旋桨旋转电机（5.4）的机体通过螺栓固定在螺旋桨承载架（5.3）上，其输出轴与螺旋桨（5.1）键连接，并通过挡片和螺栓轴向定位；螺旋桨旋转电机（5.4）输出轴相对于其机体绕其轴线的旋转运动，带动螺旋桨（5.1）相对于螺旋桨承载架（5.3）旋转，通过空气的反作用力形成一个垂直于旋翼组件（5）平面的力，为无人机式三维建筑打印机的移动提供前提条件。

3.根据权利要求1所述的一种无人机式三维建筑打印机，其特征在于，所述的旋翼位姿调整组件（6）包括旋翼运动球铰副（6.1）、旋翼运动伸缩轴（6.2）、旋翼运动液压球铰（6.3）以及旋翼位姿调整座（6.4）；旋翼运动球铰副（6.1）有三组，其固定端间隔120度焊接在螺旋桨承载架（5.3）上；旋翼运动液压球铰（6.3）有三组，其固定端间隔120度焊接在旋翼位姿调整座（6.4）上；旋翼运动伸缩轴（6.2）有三组，其两端分别与旋翼运动球铰副（6.1）活动端和旋翼运动液压球铰（6.3）活动端焊接在一起，从而构成并联式位姿调整装置，旋翼运动液压球铰（6.3）活动端相对于其固定端绕过其球心点任意轴线的旋转运动，结合旋翼运动伸缩轴（6.2）一端相对于另一端沿其轴线的直线移动，灵活调整螺旋桨承载架（5.3）相对于旋翼位姿调整座（6.4）的位姿，从而调整旋翼组件（5）所承受空气反作用力的方向，再通过螺旋桨旋转电机（5.4）的转速来调整作用力的大小，从而灵活调整无人机式三维建筑打印机的整体受力状态，实现多种姿态下的移动与悬停，快速通过障碍物到达打印起点，并操纵其沿指定路径运动，结合挤出机（8）和挤出机位姿调整组件（9）的工作实现自适应的三维建筑打印。

4.根据权利要求1所述的一种无人机式三维建筑打印机，其特征在于，所述的多旋翼夹角调整组件（4）包括旋翼夹角调整臂（4.1）和旋翼臂弧形运动装置（4.2）；旋翼臂弧形运动装置（4.2）由360度圆形滑轨和四个能在滑轨上自如运动的滑块组成，旋翼臂弧形运动装置（4.2）的滑轨与飞行平台（3）焊接在一起，其滑块与旋翼夹角调整臂（4.1）的一端螺栓固定，旋翼夹角调整臂（4.1）的另一端与旋翼位姿调整座（6.4）螺栓固定；旋翼臂弧形运动装置（4.2）滑块沿其滑轨的自如运动，通过旋翼夹角调整臂（4.1）带动相应旋翼组件（5）沿旋翼臂弧形运动装置（4.2）的滑块自如运动，实现相邻旋翼组件（5）之间的夹角调整，当一到两个旋翼组件（5）发生故障时，调整无人机式三维建筑打印机各旋翼的相对位置，以达到新的运动平衡继续工作。

5.根据权利要求1所述的一种无人机式三维建筑打印机，其特征在于，所述的打印喷头（1）的材料挤出口可采用多种形状多种尺寸，以使用不同的打印需求。

6.根据权利要求1所述的一种无人机式三维建筑打印机，其特征在于，所述的挤出机位姿调整组件（9）包括包括挤出机运动球铰副（9.1）、挤出机运动伸缩轴（9.2）以及挤出机运动液压球铰（9.3）；挤出机运动球铰副（9.1）有三组，其固定端间隔120度焊接在挤出机（8）上；挤出机运动液压球铰（9.3）有三组，其固定端间隔120度焊接在飞行平台（3）上；挤出机运动伸缩轴（9.2）有三组，其两端分别与挤出机运动球铰副（9.1）活动端和挤出机运动液压球铰（9.3）活动端焊接在一起，从而构成并联式位姿调整装置，挤出机运动液压球铰（9.3）活动端相对于其固定端绕过其球心点任意轴线的旋转运动，结合挤出机运动伸缩轴（9.2）一端相对于另一端沿其轴线的直线移动，灵活调整挤出机（8）相对于飞行平台（3）的位姿，从而使得在飞行平台（3）的任意姿态下打印喷头（1）都能以最佳的角度进行材料堆积，以保证三维建筑打印的成型质量。