[发明专利]一种混凝土3D打印头及打印设备

说明书

本发明公开了一种混凝土3D打印头及打印设备，混凝土3D打印头支架以及安装在支架上的料斗、位于料斗下端并与料斗连通的螺杆泵、位于螺杆泵下端并与螺杆泵连通的打印喷嘴；支架上方设有伺服电机；料斗内设有搅拌杆；搅拌杆上固接有多个旋转叶片；搅拌杆与伺服电机的输出轴传动连接；料斗的外侧面安装有振动电机；螺杆泵内腔设置有螺杆轴，且搅拌杆通过万向联轴器与螺杆轴传动连接。混凝土3D打印设备机器臂、泵送机和前述的混凝土3D打印头，混凝土3D打印头安装在所述机械臂上；泵送机的出料口与所述料斗连通。本发明结构简单，能够在各种速度工况下使打印砂浆连续均匀挤出。

技术领域

本发明涉及一种混凝土3D打印头及打印设备，属于建筑施工领域。

背景技术

目前的混凝土三维打印设备主要原理是将计算机内的数据文件转换为打印路径数据，计算机根据路径数据控制带动混凝土打印挤出头运动，进而控制混凝土打印的进行。

为了保证材料挤出后具有较好的成型性能，往往采用低流动度的打印砂浆，而流动度过低又易导致下料不畅，同时打印过程中打印头容易堵塞，从而造成打印路径宽窄不均匀，降低了打印构件的性能。

同时对于小尺度或者细长型构件，单圈打印周长较小，但是单圈时间不能过短，打印设备需要能够低速挤出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种混凝土3D打印头及打印设备，解决现有技术中打印设备在低速状态下下料不畅导致的出料不均匀等问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种混凝土3D打印头，包括支架以及安装在支架上的料斗、位于料斗下端并与料斗连通的螺杆泵、位于螺杆泵下端并与螺杆泵连通的打印喷嘴；所述支架上方设有伺服电机；所述料斗内设有搅拌杆；所述搅拌杆上固接有多个旋转叶片；所述搅拌杆与伺服电机的输出轴传动连接；所述料斗的外侧面安装有振动电机；所述螺杆泵内腔设置有螺杆轴，且所述搅拌杆通过万向联轴器与螺杆轴传动连接。

进一步的，所述支架顶部设置有送料管；所述送料管下端贯穿支架并延伸至料斗内。

进一步的，所述支架顶部还设置有用于检测料斗内实时料位的料位监测器。

进一步的，所述支架的顶部固接有支座；所述支座的侧面设置有法兰盘；所述伺服电机通过法兰盘安装在所述支座上。

进一步的，所述支座上还安装有用于减缓伺服电机输出轴转速的减速器。

进一步的，所述料斗为顶面敞开的开放式料斗。

进一步的，所述螺杆泵的外侧面上端连接有上支撑板，下端嵌合连接有下支撑板，且上支撑板和下支撑板通过拉杆连接。

进一步的，所述上支撑板通过螺栓与支架底部连接，所述下支撑板通过螺栓与打印喷嘴连接；且对应于上支撑板和支架的连接处设置有橡胶垫。

进一步的，所述螺杆泵的内腔壁设有橡胶护套。

另一方面，本发明还提供了一种混凝土3D打印设备，包括机器臂、泵送机和权利要求1至9任一项所述的混凝土3D打印头，所述混凝土3D打印头安装在所述机械臂上；所述泵送机的出料口与所述料斗连通。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：混凝土3D打印头的料斗内设有搅拌杆；搅拌杆上固接有多个旋转叶片；搅拌杆与伺服电机的输出轴传动连接；料斗的外侧面安装有振动电机；在搅拌杆和旋转叶片的共同挤出作用下，增加振动电机，使打印头在伺服电机低速转动时，增强了打印砂浆的流动性，保证料斗内打印砂浆流平，防止搅拌挤出速度过慢而导致料斗的出料口堵塞，使下料顺畅；振动电机不与其他结构接触，能充分传递振动效果，还减小了振动对打印头其他机构的影响；