[发明专利]一种用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件及方法

权利要求书

1.一种用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，用以支撑和带动3D打印机的打印装置随建筑物上升而向上移动，其特征在于，包括：竖直支撑构件和水平支撑构件，所述竖直支撑构件分布于已打印建筑物的四周；所述水平支撑构件为与所述建筑物的轮廓相匹配的闭合矩形框架，所述矩形框架的四个角与所述竖直支撑机构的上端连接并在所述竖直支撑机构的推动下沿竖直方向向上运动。

2.根据权利要求1所述的用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，其特征在于，所述竖直支撑构件包括至少四个螺母座组，所述螺母座组固定在已打印建筑物的外立面上；所述螺母座组包含两个沿竖直方向上下布置的同轴螺母座，所述螺母座中包含有电机驱动可旋转的螺母；所述螺母中间有相适配的丝杆，且同一所述螺母座组中的螺母被同一丝杆穿过，所述丝杆的上端与所述矩形框架的四个角连接，所述丝杆一方面通过所述螺母和螺母座可移动的竖直附着在已打印建筑物上并与所述螺母配合使所述丝杆沿竖直方向向上运动，另一方面在打印装置工作时通过所述螺母座组牢固附着在已打印建筑物上以增加支撑构件整体结构的稳定性；

所述水平支撑构件包括沿X轴方向相对设置的轨道横梁，所述轨道横梁是横截面为C形的空腔梁，所述轨道横梁的C形空腔内设置有相匹配的横梁滑块。

3.根据权利要求2所述的用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，其特征在于，所述螺母设置有螺母控制单元，所述螺母控制单元设置于已打印建筑物外立面上且靠近相应的螺母座，所述螺母控制单元的螺母驱动电机驱动所述螺母转动，所述螺母转动带动丝杆做向上的直线运动，从而带动所述水平支撑构件及打印装置在Z轴方向做运动。

4.根据权利要求2所述的用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，其特征在于，所述打印装置包括打印横梁、打印头杆和打印头，所述打印横梁的两端与所述横梁滑块刚性连接，使得所述打印横梁能够沿所述轨道横梁滑动，所述打印横梁为横截面为C形的空腔梁，所述打印横梁的C形空腔内设置有相匹配的打印杆滑块，所述打印头杆的上端与打印杆滑块刚性连接，使得所述打印头杆能够沿所述打印横梁滑动；所述打印头设于打印头杆的下端，所述打印头杆上设置有伸缩机构用于伸缩所述打印头，使得支撑打印装置的所述丝杆在建筑物打印高度增加时因所述打印头的伸缩而降低运行频率，缓解支撑构件的运行压力。

5.根据权利要求4所述的用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，其特征在于，还包括设置于所述横梁滑块上的横梁驱动机构，所述横梁驱动机构包括横梁驱动电机、横梁传动机构和横梁滚轮组，所述横梁滚轮组与所述矩形轨道梁的C形空腔内壁以及横梁滑块相接触；所述横梁驱动电机通过横梁传动机构带动横梁滚轮组转动，由此实现所述打印头横梁在X轴方向的运动。

6.根据权利要求4所述的用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，其特征在于，还包括设置于所述打印杆滑块上的打印头杆驱动机构，所述打印头杆驱动机构包括打印头杆驱动电机、打印头杆传动机构和打印头杆滚轮组，所述打印头杆滚轮组与所述打印头横梁的C形空腔内壁以及打印杆滑块相接触；所述打印头杆驱动电机通过打印头杆传动机构带动打印头杆滚轮组转动，由此实现所述打印头杆在Y轴方向的运动。

7.根据权利要求1所述的用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件，其特征在于，还包括至少三个水平测量机构，所述水平测量机构分别设置于所述矩形框架的至少三个任意边上，所述水平测量机构包括水平测量仪和信号线缆，所述水平测量仪通过信号线缆与所述螺母控制单元电连接。

8.一种用于提高建筑用3D打印机精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：提供权利要求1-7任一项所述的用于提高建筑用3D打印机精度的稳定支撑构件；

步骤二：在已建成建筑物的四周安装所述稳定支撑构件，所述螺母座组的第一螺母座和第二螺母座沿竖直方向上下布置，所述第二螺母座设置于第一螺母座的上方，所述第一螺母座和第二螺母座的安装位置与建筑物高度以及丝杆长度相适应；

步骤三：启动打印装置，开始打印建筑物，随建筑物打印高度升高，所述打印头杆缩短，当建筑物高度升高至所述打印头杆的伸缩极限时，停止打印，启动螺母驱动电机驱动所述螺母旋转，使所述丝杆沿竖直方向向上移动至所述丝杆下端位于所述第一螺母座上方并处于所述第二螺母座的下方，关闭螺母驱动电机；

步骤四：拆下第一螺母座，将其安装到第二螺母座的上方，再次启动打印装置，重复上述步骤，通过反复将下方的螺母座拆下并安装于另一螺母座的上方，使得丝杆以及整个支撑构件随建筑物的升高而升高。