[发明专利]一种用于地下管道结构铺设的3D打印装置

说明书

本发明提供了一种用于地下管道结构铺设的3D打印装置，包括外壳，还包括自前向后依次设置有盾构机、旋转机构和打印机构；其中，旋转机构和打印机构位于外壳内，所述盾构机与所述外壳固定连接。本发明减少了地下施工建筑材料的粉尘污染，提高了施工效率。

技术领域

本发明涉及地下管道施工的技术领域，更具体地，涉及一种用于地下管道结构铺设的3D打印装置。

背景技术

目前，在无地下水或少地下水的地下管道铺设以及行隧道暗挖等施工，通常采用的施工方法是盾构法。盾构法是隧道与地下工程施工中一种全机械化施工的方法，它是将盾构机械在地层中推进，通过盾构外壳和管片来支承四周围岩防止发生隧道的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部拼装成环的衬砌上加压顶进，然后拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

在隧道盾构施工过程中，顶部一次衬砌施工过程较多采用人工或机械喷射混凝土的方式进行。由于在喷射中会产生大量的粉尘，造成空气污染严重，不便于工人长时间施工，在施工人工成本增加的同时，施工进度缓慢。此外，混凝土在喷射过程中会有部分脱落造成材料浪费，且盾构产生的泥浆废料处理起来比较困难。

因此，现有技术中亟需一种能够避免盾构施工中喷射产生大量粉尘，且节省材料的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于地下管道结构铺设的3D打印装置。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种用于地下管道结构铺设的3D打印装置，包括外壳，还包括自前向后依次设置有盾构机、旋转机构和打印机构；其中，旋转机构和打印机构位于外壳内，所述盾构机与所述外壳固定连接。

所述旋转机构包括旋转机构电机、传动齿轮组合、齿圈和行星轮，所述旋转机构电机驱动所述传动齿轮组合自传，所述行星轮与所述传动齿轮组合啮合，所述行星轮还与所述齿圈啮合，所述齿圈与所述外壳固定连接；

所述打印机构包括打印机、支撑模具、自驱动推进器、打印底座和材料输送管道，所述打印机内设置有材料输送泵，打印机的前端与所述行星轮固定连接且与所述行星轮同步转动；所述打印机的后表面设置有喷射口，所述支撑模具与所述打印机的后端固定连接；所述自驱动推进器的前端与所述打印机固定连接；所述材料输送管道贯穿所述打印底座并与所述打印机连接。

所述传动齿轮组合包括从动轮和太阳轮，所述太阳轮与所述从动轮固定连接且同步转动，所述旋转机构电机的输出轴上套设有主动轮，所述主动轮与所述从动轮啮合。

所述太阳轮与所述从动轮同轴。

所述太阳轮与所述从动轮直径相同。

所述从动轮的前方设置有前齿轮挡板，所述太阳轮的后方设置有后齿轮挡板。

所述支撑模具的数量为三个，三个支撑模具彼此呈等边三角形布置；所述喷射口的数量为三个，三个喷射口彼此呈等边三角形布置，所述喷射口与所述支撑模具的位置一一对应。

所述行星轮的数量为三个，三个行星轮彼此呈等边三角形布置；所述行星轮轴的数量为三个，三个行星轮轴彼此呈等边三角形布置，且每个行星轮轴插设在相应的行星轮中，并与相应的行星轮固定连接，行星轮围绕太阳轮公转时，行星轮轴与行星轮同步运动，使所述打印机随着行星轮同步转动。

所述自驱动推进器为电动推杆或液压杆。

所述盾构机的前端设置有刀片，所述盾构机的后端设置有电机安装位，所述盾构机的后端还设置有打印主体连接槽，所述打印主体连接槽外壁上还设置有打印主体连接孔，所述外壳上设置有安装孔，所述安装孔与所述打印主体连接孔通过螺栓固定连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：