CN106907006A - 建筑轮廓成型机 - Google Patents
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Abstract
一种建筑轮廓成型机，其包括回转平台以及用于支撑回转平台的基座，回转平台通过转台安装在基座上，所述回转平台包括连接的摆动臂和平衡臂，摆动臂和平衡臂分别设置在转台的两侧，平衡臂上设有配重单元，摆动臂上设有悬臂，悬臂通过移动机构与摆动臂连接，移动机构带动悬臂在摆动臂上水平移动，在悬臂上设有3D打印模组，回转平台及3D打印模组通过基座与地面支撑至高空中进行作业，能够有效地减少整机设备的占地使用面积，在施工现场安装建筑轮廓成型机时不受场地因素的限制，而且通过回转平台带动3D打印模组绕基座转动，使得整机设备在减少体积的同时，还能够覆盖较大的作业范围，轮廓成型机的安装位置可以进行灵活的选择。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设备领域，具体涉及建筑物轮廓成型机。
背景技术
现有的建筑轮廓成型机不仅结构复杂，组装周期较长，而且占地面积较大，安装时易受到场地因素的影响，作业的质量和效率都受到了限制，而且现有设备集成化程度较低，部分工艺仍需要人工进行操作，例如对墙面的粉刷，现有技术仍主要以人工为主，仅部分采用机械化施工，无论是材料输送还是在末端喷枪的移动等方面的限制都比较大，作业效率也比较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、可靠性高的建筑轮廓成型机。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种建筑轮廓成型机，其包括回转平台2以及用于支撑回转平台2的基座1，回转平台2通过转台3安装在基座1上，所述回转平台2包括连接的摆动臂12和平衡臂13，摆动臂12和平衡臂13分别设置在转台3的两侧，平衡臂13上设有配重单元131，摆动臂12上设有悬臂14，悬臂14通过移动机构15与摆动臂12连接，移动机构15带动悬臂14在摆动臂12上水平移动，在悬臂14上设有物料输出单元100。
可选的，所述基座1的本体内设有储存原料的料仓4。
可选的，所述基座1中设有与料仓4配合气力运输机500，在料仓4上方设有搅拌机构6，料仓4用于存储干料，气力运输机500通过第一供料管502与搅拌机构6连接，搅拌机构6通过第二供料管503与物料输出单元100连接。
可选的，所述搅拌机构6包括干粉仓61和设置在干粉仓61一侧的搅拌仓62，干粉仓61和搅拌仓62之间设有干粉通道63，搅挤一体轴64依次穿过干粉仓61、干粉通道63和搅拌仓62，在搅挤一体轴64上设有分别与干粉仓61和搅拌仓62配合的搅拌件65，以及与干粉通道63配合的挤出螺纹66。
可选的，所述搅拌机构6包括第二搅拌仓67，第二搅拌仓67中设有第二搅拌轴68，第二搅拌轴68与搅挤一体轴64垂直设置，第二搅拌轴68上设有第二搅拌件651。
可选的，所述料仓4包括多个用于储存不同种类原料的子料仓，在料仓4底部设有搅拌机构6和输送机构5。
可选的，所述搅拌机构6设置在基座1的底架11中，搅拌机构6的底侧与底架11的底板112连接，顶侧与料仓4对应并通过出料管113与料仓4连接，输送机构5固定在搅拌机构6上，所述输送机构5包括输送仓51和输送通道52，输送仓51通过输送通道52固定在搅拌机构6上，输送仓51的腔体的一侧通过输送通道52与搅拌机构6的顶侧连接，搅拌机构6顶侧设有与输送通道52配合的挤出机构。
可选的，所述移动机构15驱动悬臂14在摆动臂12上水平移动的Y轴移动机构15，以及带动悬臂14垂直于摆动臂12升降的Z轴移动机构15；移动机构15包括带动悬臂14相对于摆动臂12旋转的X轴旋转机构。
可选的，所述物料输出单元100是3D打印喷头或滑模单元或夯土墙打印单元或自动化喷涂单元。
可选的，所述物料输出单元100包括进料管101、与进料管101连接的中继料仓102，以及与中继料仓102连接的出料仓103，中继料仓102中设有与储料仓103配合的振动棒104，储料仓103中垂直于出料方向设有螺杆105，螺杆105设置在振动棒104与出料口之间。
本发明的建筑轮廓成型机，基座将回转平台及3D打印模组支撑至高空中进行作业，通过基座与地面固定，能够有效地减少整机设备的占地使用面积，在施工现场安装建筑轮廓成型机时不受场地因素的限制，而且通过回转平台带动3D打印模组绕基座转动，使得整机设备在减少体积的同时，还能够覆盖较大的作业范围，在安装整机设备时可以直接安装在待砌筑建筑的内部，轮廓成型机的安装位置可以进行灵活的选择。此外，通过气力运输机运输粉料，能够有效降低供料难度，而且可以避免堵塞供料管，特别是对于高楼层的作业，而且，在具有一定高度的转台上设置搅拌机构，通过搅拌机构对粉料搅拌后再沿回转平台水平地为物料输出单元供料，使搅拌后的物料也不易堵管，而且供料也更为平稳，提高作业质量。此外，物料输出单元能够根据工艺更换3D打印喷头或滑模单元或夯土墙打印单元或自动化喷涂单元，集成化程度高。
附图说明
图1是本发明建筑轮廓成型机实施例一的正视图；
图2是本发明建筑轮廓成型机实施例一的侧视图；
图3是本发明建筑轮廓成型机实施例一的俯视图；
图4是本发明建筑轮廓成型机实施例二的侧视图；
图5是本发明建筑轮廓成型机实施例二中搅拌机构的侧视图；
图6是本发明爬升机构的结构示意图；
图7是本发明爬升机构爬升过程的示意图；
图8是本发明物料输出单元的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图1至8给出的实施例，进一步说明本发明的建筑轮廓成型机的具体实施方式。本发明的建筑轮廓成型机不限于以下实施例的描述。
如图1所示，本发明的建筑轮廓成型机包括回转平台2以及用于支撑回转平台2的基座1，回转平台2通过转台3安装在基座1上，以转台3为圆心在水平面转动，所述回转平台2包括连接的摆动臂12和平衡臂13，摆动臂12的长度大于平衡臂13，摆动臂12和平衡臂13分别设置在转台3的两侧，摆动臂12和平衡臂13绕转台3在水平面内转动，平衡臂13上设有配重单元131，摆动臂12上设有悬臂14，悬臂14通过移动机构15与摆动臂12连接，悬臂14上设有物料输出单元100。
本发明的建筑轮廓成型机，基座1将回转平台2及3D打印模组支撑至高空中进行作业，通过基座1与地面固定，能够有效地减少整机设备的占地使用面积，在施工现场安装建筑轮廓成型机时不受场地因素的限制，而且通过回转平台2带动3D打印模组绕基座1转动，使得整机设备在减少体积的同时，还能够覆盖较大的作业范围，在安装整机设备时可以直接安装在待建筑物的内部，轮廓成型机的安装位置可以进行灵活的选择。
所述移动机构15包括驱动悬臂14在摆动臂12上水平移动的Y轴移动机构，以及带动悬臂14垂直于摆动臂12升降的Z轴移动机构。
所述Y轴移动机构包括Y轴移动部件，以及驱动Y轴移动部件沿Y轴移动的Y轴驱动机构；Z轴移动机构包括Z轴移动部件，以及驱动Z轴移动部件沿Z轴移动的Z轴驱动机构，悬臂14设置在Z轴移动部件上与Y轴移动部件连接。Y轴驱动机构通过Y轴移动部件带动Z轴移动部件和Z轴驱动机构在Y轴上移动，Z轴驱动机构通过Z轴移动部件带动悬臂14在Z轴上移动。
所述Y轴驱动机构可以采用齿轮与齿条配合的齿轮传动方式，通过伺服电机驱动与齿条连接的齿轮转动，齿轮通过齿条带动Y向移动部件沿Y轴移动，当然，Y轴驱动机构也可以采用链齿轮与链条配合的链条传动，或者皮带传动的方式。所述Z轴驱动机构的传动原理与Y轴驱动机构相同，可以采用与Y轴驱动机构相同的传动方式，也可以不同。
进一步的，所述移动机构15还包括带动悬臂14相对于摆动臂12旋转的X轴旋转机构，X轴旋转机构能够带动悬臂14绕X轴转动，悬臂14可以通过旋转件安装在Y轴移动机构或Z轴移动机构上，然后动力源可通过常见的传动方式带动旋转件转动，实现悬臂14的旋转功能，本发明中，使悬臂14转动至与摆动臂12平行重叠的位置，能够降低运输时设备占用的空间，便于运输，提高便利性。
所述转台3包括旋转支撑装置和旋转驱动装置，支撑装置包括与基座1配合的第一旋转支撑件，以及与回转平台2配合的第二旋转支撑件，第二旋转支撑件通过滚动体与第一旋转支撑件与连接，旋转驱动装置驱动第二旋转支撑件带动回转平台2转动，第一旋转支撑件为第二旋转支撑件提供引导和支撑。滚动体可以是滚轮、滚珠或轴承件。
所述基座1的本体内设有储存原料的料仓4，基座1包括底架11和设置在底架11上的支撑柱，支撑柱为中空的框架结构，料仓4固定在框架内，将料仓4设置在基座1内能提高一体化程度，有利于缩短施工的周期。
实施例一
所述料仓4包括多个用于储存不同种类或粒度原料的子料仓，在料仓4底部设有搅拌机构6和输送机构5，输送机构5与搅拌机构6的出料口连接，多个子料仓可以根据设计需要而存储沙子、水泥等原料，以及湿剂，快干剂，增稠剂等添加剂，搅拌机构6对原料搅拌后再通过输送机构5送入物料输出单元100。优选的，在子料仓的出口处设有电磁开关，控制单元控制电磁开关将各子料仓内的原料按比例加入搅拌机构6中，进行混合后再送入输送机构5。
如图2所示，搅拌机构6设置在基座1的底架11中，搅拌机构6的底侧与底架11的底板112连接，顶侧与料仓4对应并通过出料管113与料仓4连接，输送机构5固定在搅拌机构6的一侧，本实施方式的一体化程度高、便于组装，输送机构5可以为与底架11一体设置的，也可以为独立设置在底架11中的空间内，例如采用泵车将混凝土输送至物料输出单元100中。在搅拌机构6上还设有便于外部加料的料斗，可以用于加添加剂或临时加料。
如图3所示，所述输送机构5包括输送仓51和输送通道52，输送仓51通过输送通道52固定在搅拌机构6上，输送仓51设有漏斗状的腔体，其腔体的一侧通过输送通道52与搅拌机构6的顶侧连接，即输送通道52的顶侧连接在搅拌机构6的顶侧与输送仓51的顶侧之间，输送通道52的底侧连接在搅拌机构6的顶侧与输送仓51底侧之间，输送通道52的内径由搅拌机构6向输送仓51的方向逐渐增大至与输送仓51内腔体相匹配的尺寸，搅拌机构6顶侧设有与输送通道52配合的挤出机构，搅拌机构6中的原料在混合后，通过设置在顶侧与输送通道52对应的挤出机构，将混合后原料挤出至输送仓51中。
所述底架11包括设置在基座1本体的底侧的支撑腿111，在基座1本体的底侧设有料仓4与搅拌机构6连接的出料管道，支撑腿111为四个，其一端连接在出料管道的四周，另一端向基座1外侧倾斜延伸与，与设置在地面上的底板112连接，围成用于容纳搅拌机构6的空间。
实施例二：
如图4所示，所述基座1中设有与料仓4配合气力运输机500，在料仓4上方设有搅拌机构6，料仓4用于存储干粉砂浆等干料，通过气力运输机500将粉状原料运输至搅拌机构6中对干粉砂浆进行搅拌，然后将搅拌好的干粉砂浆送至物料输出单元100。
通过气力运输机500运输粉料，采用气动方式传送干粉砂浆，能够有效降低供料难度，而且可以避免堵塞供料管，特别是对于高楼层的作业，而且，在具有一定高度的转台3上设置搅拌机构6，通过搅拌机构6对粉料搅拌后再沿回转平台水平地为物料输出单元100供料，使搅拌后的物料也不易堵管，而且供料也更为平稳，提高作业质量。当然气力运输机500也可以设置在料仓4上，或其它部位。
所述料仓4的底侧设有料位计501，气力运输机500的空压机设置在料仓4的底侧，搅拌机构6设置在转台3中，气力运输机500通过第一供料管502与搅拌机构6连接，第一供料管502伸出基座1的外侧，长度可以随基座1的高度进行调整，搅拌机构6通过第二供料管503与物料输出单元100连接，第二供料管503一端沿摆动臂12设置，另一端沿悬臂14设置，气力运输机500的空压机设置在料位计501的下方，料位计501里的物料通过重力进入500，然后通过压缩空气传输。
作为一种优选的实施方式，第一供料管502穿过转台3的底部与搅拌机构6连接，转台3转动时，第一供料管502相对于基座1固定，而搅拌机构6和第二供料管503随转台3转动，不仅结构简单，而且能够避免供料管缠绕在转台或基座上。
所述第二供料管503用于运输加水搅拌后的湿料，其沿摆动臂12水平设置不需要克服重力进行爬升，而且在长度上也得到了缩减，能够极大的减少了堵管的几率，第一供料管502用于运输加水搅拌前的干料，如干粉砂浆，由于加水前的干料在爬升时需要克服较大重力，所以借由气力运输机500能够有效的进行爬升，而且也不会出现物料在管内凝固堵塞的问题，极大地降低了堵管的几率。
如图5示出本实施例中搅拌机构6的一种具体结构，所述搅拌机构6包括干粉仓61和设置在干粉仓61一侧的搅拌仓62，干粉仓61的顶部设有与第一供料管502连接的落料口611，干粉仓61和搅拌仓62之间设有干粉通道63，搅挤一体轴64依次穿过干粉仓61、干粉通道63和搅拌仓62，在搅挤一体轴64上设有分别与干粉仓61和搅拌仓62配合的搅拌件65，以及与干粉通道63配合的挤出螺纹66，在搅拌仓62上设有相应的添加剂加入口和注水口。
搅挤一体轴64的在动力源的驱动下转动，能够在分别对干粉仓61中干料搅拌的同时对搅拌仓62中的湿料进行搅拌，并伴随着将干粉仓61中的干料挤入搅拌仓62中，一体化程度高，机构间配合协调。
进一步的，所述搅拌机构6还包括第二搅拌仓67，第二搅拌仓67中设有第二搅拌轴68，第二搅拌轴68与搅挤一体轴64垂直设置，第二搅拌仓67的中部与搅拌仓62连接，第二搅拌仓67通过第二供料管503与物料输出单元100连接，第二供料管503的一端弯曲后与第二供料管503的底部连接，第二搅拌轴68上设有相应的搅拌件，用于对物料再次进行充分地搅拌，然后通过设置在第二搅拌仓67的螺杆泵69的定子和转子将物料送至物料输出单元100中，第二搅拌仓67也可以设置相应的添加剂加入口和注水口。这是搅拌机构6的优选方案，当然搅拌机构6也可以仅简单的设置一个搅拌仓。
如图6所示，所述基座1上设有与转台3配合的爬升机构，爬升机构包括爬升架71和顶升机构，顶升机构能够通过爬升架71将转台3顶起，使转台3与基座1之间临时撑起用于安装爬升件72的支撑空间，在支撑空间中安装支撑件后，再放下爬升架71，使转台3下降并固定在爬升件72上，以实现增加基座1的高度。相反的，爬升机构也可以降低基座1的高度。爬升件72优选为与基座1本体框架结构相同的标准节。
图7示出的是当爬升机构顶起转台3及回转平台2时，调整悬臂14到转台3的距离以保持与配重单元131到转台3的距离相对应，然后升降悬臂14以调整悬臂14的重心，以使转台3两侧的摆动臂12与平衡臂13上力矩保持平衡，然后再通过爬升机构将转台3进行顶升，再进行安装爬升件72的过程。
通过爬升机构改变回转平台2的高度，使本发明的建筑轮廓成型机在竖直方向上的适应性更强，能够作业于高层建筑，也可以满足层高跨度较大的建筑轮廓作业需求。
本发明的物料输出单元100为3D打印喷头，如用于对墙体进行打印，可以选用单喷头的3D打印喷头，也可以选用双喷头的3D打印喷头，双喷头的3D打印喷头能够同时对墙体的两侧和墙体内波纹支撑进行打印。
本发明的物料输出单元100可以更换为滑模单元，通过将3D打印喷头更换为打腔体的模具，进行滑模操作，打圈梁的模具，两头没有挡板，直接穿过钢筋笼，当混凝土或者砂浆落下的时候，通过震捣棒和震动电机，将混凝土夯实，同时钢筋就欠在了里面。
如图8示出滑模单元的一种实施方式，滑模单元包括与进料管101连接的中继料仓102，以及与中继料仓102连接的出料仓103，中继料仓102中设有与储料仓103配合的振动棒104，外部设有振动电机，储料仓103中垂直于出料方向设有螺杆105，螺杆105设置在振动棒104与出料口之间，螺杆105转动时通过螺纹间的缝隙将物料挤出。
本发明的物料输出单元100可以更换为夯土墙打印单元，Z轴的一段更换夯土墙磨具后，通过落料口将物料送至模板中，然后通过气锤或电锤夯实。
本发明的物料输出单元100也可以是自动化喷涂单元，将3D打印单喷头，替换成的喷涂末端喷枪，即可开展喷涂作业，不仅自动化功效高，而且可以避免人工操作仰角不符合标准的问题出现。
作为另一改进的实施例，本发明的建筑轮廓成型机还包括行走机构，地面上设有与行走机构配合的轨道，基座1安装在行走机构上沿轨道移动，轨道可以沿X轴方向或Y轴方向设置，通过行走机构带动基座1沿X轴或Y轴方向移动，能够进一步地增大建筑轮廓成型机的作业范围。行走机构包括驱动机构和承座，基座1通过底架11安装在承座上，驱动机构包括电动机和行走轮，电动机通过行走轮转动驱使承座沿轨道移动。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种建筑轮廓成型机，其特征在于：包括回转平台(2)以及用于支撑回转平台(2)的基座(1)，回转平台(2)通过转台(3)安装在基座(1)上，所述回转平台(2)包括连接的摆动臂(12)和平衡臂(13)，摆动臂(12)和平衡臂(13)分别设置在转台(3)的两侧，平衡臂(13)上设有配重单元(131)，摆动臂(12)上设有悬臂(14)，悬臂(14)通过移动机构(15)与摆动臂(12)连接，移动机构(15)带动悬臂(14)在摆动臂(12)上水平移动，在悬臂(14)上设有物料输出单元(100)。
2.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述基座(1)的本体内设有储存原料的料仓(4)。
3.根据权利要求2所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述基座(1)中设有与料仓(4)配合气力运输机(500)，在料仓(4)上方设有搅拌机构(6)，料仓(4)用于存储干料，气力运输机(500)通过第一供料管(502)与搅拌机构(6)连接，搅拌机构(6)通过第二供料管(503)与物料输出单元(100)连接。
4.根据权利要求3所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述搅拌机构(6)包括干粉仓(61)和设置在干粉仓(61)一侧的搅拌仓(62)，干粉仓(61)和搅拌仓(62)之间设有干粉通道(63)，搅挤一体轴(64)依次穿过干粉仓(61)、干粉通道(63)和搅拌仓(62)，在搅挤一体轴(64)上设有分别与干粉仓(61)和搅拌仓(62)配合的搅拌件(65)，以及与干粉通道(63)配合的挤出螺纹(66)。
5.根据权利要求4所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述搅拌机构(6)包括第二搅拌仓(67)，第二搅拌仓(67)中设有第二搅拌轴(68)，第二搅拌轴(68)与搅挤一体轴(64)垂直设置，第二搅拌轴(68)上设有第二搅拌件(651)。
6.根据权利要求2所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述料仓(4)包括多个用于储存不同种类原料的子料仓，在料仓(4)底部设有搅拌机构(6)和输送机构(5)。
7.根据权利要求6所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述搅拌机构(6)设置在基座(1)的底架(11)中，搅拌机构(6)的底侧与底架(11)的底板(112)连接，顶侧与料仓(4)对应并通过出料管(113)与料仓(4)连接，输送机构(5)固定在搅拌机构(6)上，所述输送机构(5)包括输送仓(51)和输送通道(52)，输送仓(51)通过输送通道(52)固定在搅拌机构(6)上，输送仓(51)的腔体的一侧通过输送通道(52)与搅拌机构(6)的顶侧连接，搅拌机构(6)顶侧设有与输送通道(52)配合的挤出机构。
8.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述移动机构(15)驱动悬臂(14)在摆动臂(12)上水平移动的Y轴移动机构(15)，以及带动悬臂(14)垂直于摆动臂(12)升降的Z轴移动机构(15)；移动机构(15)包括带动悬臂(14)相对于摆动臂(12)旋转的X轴旋转机构。
9.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述物料输出单元(100)是3D打印喷头或滑模单元或夯土墙打印单元或自动化喷涂单元。
10.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述物料输出单元(100)包括进料管(101)、与进料管(101)连接的中继料仓(102)，以及与中继料仓(102)连接的出料仓(103)，中继料仓(102)中设有与储料仓(103)配合的振动棒(104)，储料仓(103)中垂直于出料方向设有螺杆(105)，螺杆(105)设置在振动棒(104)与出料口之间。
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