[发明专利]建筑3D打印机器人设备及其控制方法和系统

说明书

本发明涉及一种建筑3D打印机器人设备及控制方法和系统，该设备包括：机架，顶部具有工作台；置于所述工作台的机械臂，所述机械臂的末端的位置可移动调节；装设于所述机械臂的末端、供实现3D打印的打印头；装设于所述机架底部的移动机构；置于所述机架上的控制模块，与所述机械臂、所述打印头以及所述移动机构控制连接，依据所需完成的3D打印作业任务控制所述移动机构运动并带动所述机架移动至3D打印作业位置处，还控制所述机械臂沿打印路径移动其末端，使得所述机械臂带动所述打印头沿打印路径运动并完成3D打印作业。本发明在机架上设置机械臂和打印头，集成化高，体积小巧，无需安拆，极大程度的减少人工劳动，节约人工成本。

技术领域

本发明涉及建筑施工工程领域，特指一种建筑3D打印机器人设备及其控制方法和系统。

背景技术

目前在建筑施工时，多依赖于传统的建筑模式，在城市化进程中，建筑数量多，种类多，而传统建筑多以钢筋加混凝土的形式来完成，其形式单一，建造费用较高。

为提高建设效率，增加施工方法多样性，减少人工的使用，同时能够带来一定的节能、环保效果，伴随3D打印技术的快速发展，将传统的3D打印技术应用在建筑领域，能够实现提高施工效率，减少人工使用。现有的3D打印设备体积庞大，需要设置三维方向可调节的架体来安装3D打印机，而该三维调节的架体需要覆盖所需打印构件的范围，从而导致体积较为庞大，施工繁琐，安拆工序繁多，人工成本仍然较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种建筑3D打印机器人设备及其控制方法和系统，解决现有的3D打印设备体积庞大带来的施工繁琐、安拆工序繁多以及人工成本高的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种建筑3D打印机器人设备，包括：

机架，顶部具有工作台；

置于所述工作台的机械臂，所述机械臂的末端的位置可移动调节；

装设于所述机械臂的末端、供实现3D打印的打印头；

装设于所述机架底部的移动机构，通过所述移动机构使得所述机架可移动调节；以及

置于所述机架上的控制模块，所述控制模块与所述机械臂、所述打印头以及所述移动机构控制连接，所述控制模块依据所需完成的3D打印作业任务控制所述移动机构运动并带动所述机架移动至3D打印作业位置处，所述控制模块还控制所述机械臂沿打印路径移动其末端，使得所述机械臂带动所述打印头沿打印路径运动并完成3D打印作业。

本发明的建筑3D打印机器人设备，机架具有移动功能，通过移动机构带动该机架进行运动，可运动至对应的打印作业位置处，灵活性好。机架上设置机械臂和打印头，集成化高，体积小巧，无需安拆，极大程度的减少人工劳动，节约人工成本。该建筑3D打印机器人设备通过控制模块控制移动机构运动，控制机械臂运动能够实现自动打印，自动化程度高，安全性高。

本发明建筑3D打印机器人设备的进一步改进在于，所述移动机构包括安装于所述机架前侧的一对前轮、与每一前轮驱动连接的驱动总成、安装于所述机架后侧的安装座、可转动的安装于所述安装座的摇摆桥以及安装于所述摇摆桥两侧的后轮；

所述摇摆桥沿横向设置，且所述摇摆桥的两侧可绕其转动连接处上下浮动，从而带着对应的后轮上下浮动以适应不平整的作业面。

本发明建筑3D打印机器人设备的进一步改进在于，还包括装设于所述机架对角处的激光传感器，所述激光传感器用于测量所述机架与3D打印作业现场设置的标定板间的距离以得到测距信息；

所述激光传感器与所述控制模块连接，并将所述测距信息发送给所述控制模块，所述控制模块根据所述测距信息计算得出所述机架的位置信息，并根据得到的位置信息结合所需完成的3D打印作业任务规划出打印路径。