CN107524299B - 建筑轮廓成型机和建筑轮廓成型方法 - Google Patents
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Abstract
一种建筑轮廓成型机，包括夯土成型单元，所述夯土成型单元包括土料传送机构、土料输出机构和夯土机构，土料输出机构和夯土机构设置在移动支撑平台上，土料传送机构将土料输送至土料输出机构，土料输出机构与土料传送机构连接将土料输出待打印位置，夯土机构将土料夯实形成夯土墙，能够结合混凝土结构与夯土墙结构两者的优点，打印过程自动化、效率高，尺寸便于调整，适用性更广泛。本发明还提供了一种建筑轮廓成型方法，将混凝土框架与夯土墙墙壁结合为复合建筑轮廓，既具有混凝土框架结构的稳定性，又具有夯土墙结构节能环保、造价低、美观的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑领域，特别是涉及一种建筑轮廓成型机和建筑轮廓成型方法。
背景技术
夯土墙作为一种传统建筑技术，具有节能环保、造价低、纹理美观等优点，尽管夯土墙的成型技术经过现代工艺的不断改良，仍具有许多难以克服的弊端，例如承载强度不够、雨水侵蚀易坍塌等问题，而且夯土墙的成型工艺也很较为繁琐，难以进行自动化成型作业，对人力和物力的消耗都比较大。
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和建筑轮廓成型方法。
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，包括移动支撑平台和与移动支撑平台连接的混凝土成型单元，混凝土成型单元包括混凝土传送机构和设置在移动支撑平台上的混凝土打印机构，混凝土打印机构与混凝土传送机构连接，其特征在于：还包括夯土成型单元，所述夯土成型单元包括土料传送机构、土料输出机构和夯土机构，土料输出机构和夯土机构设置在移动支撑平台上，土料传送机构将土料输送至土料输出机构，土料输出机构与土料传送机构连接将土料输出待打印位置，夯土机构将土料夯实形成夯土墙。
可选的，所述夯土机构包括与移动支撑平台连接的夯土支架201，以及设置在夯土支架201上的碾压机构210，以及对称设置在碾压机构210两侧的一对夯实机构220，夯实机构220也连接在夯土支架201上。
可选的，所述碾压机构210包括两个间隔设置的碾轮211，碾轮211之间通过转轴213连接，转轴213与夯土支架201连接。
可选的，所述夯实机构220包括旋转动力器222以及与旋转动力器222连接的偏心连接件223，偏心连接件223通过连杆组件224与捶捣件221连接，旋转动力器222驱动偏心连接件223旋转，偏心连接件223通过连杆组件224带动捶捣件221往复移动捶打土料。
可选的，所述夯实机构220设置在捶打支架225上,夯土支架201上设有与捶打支架225连接的旋转平台226,旋转平台226能够带动夯实机构220摆动。
可选的，所述土料传送机构包括气力输送机231以及设置在移动支撑平台上的中继料仓，中继料仓的进料口与气力输送机231的气力输料管连接，出料口与土料输出机构连接，中继料仓上设有注水口和搅拌单元。
可选的，所述中继料仓中还设有破碎单元，中继料仓包括容纳搅拌单元的搅拌仓和容纳破碎单元的破碎腔，破碎腔的进料口与气力输送机231的气力输料管连接，出料口与搅拌仓的进料口连接，搅拌仓的出料口与土料输出机构连接，在搅拌仓和破碎腔之间设有筛分机构。
可选的，混凝土输送机构和土料传送机构为同一机构。
可选的，所述移动支撑平台包括回转平台以及用于支撑回转平台的基座302，回转平台通过转台303安装在基座302上，以转台303为圆心在水平面转动，所述回转平台包括连接的摆动臂304和平衡臂305，摆动臂304的长度大于平衡臂305，摆动臂304和平衡臂305分别设置在转台303的两侧，摆动臂304和平衡臂305绕转台303在水平面内转动，平衡臂305上设有配重块306，摆动臂304上设有悬臂307，悬臂307通过移动机构308与摆动臂304连接，悬臂307上设有混凝土成型单元和夯土成型单元。
可选的，所述移动支撑平台包括两个相对设置的X轴移动机构311，分别与两个X轴移动机构311连接的两个Z轴支架312，设置在两个Z轴支架312之间的Y轴支架313；两个Z轴支架312一端分别与两个X轴移动机构311转动连接，两个Z轴支架312的另一端分别与Y轴支架313的两端固定连接形成龙门框架的移动支撑平台，在X轴移动机构311上设有可驱动Z轴支架312转动抬升和折叠的折叠驱动机构,混凝土成型单元和夯土成型单元设置在Y轴支架313上，并可延Y轴支架313移动。X轴移动机构311可带动建筑轮廓成型机整体延X轴移动，折叠驱动机构可驱动Z轴支架312转动抬升和折叠调整Y轴支架313在Z轴上的高度，同时也可调整其在X轴上的位置，混凝土成型单元和夯土成型单元可延Y轴支架313在Y轴上移动；折叠驱动机构为可变幅的举升油缸314，Z轴支架312一端与X轴移动机构311转动连接，X轴移动机构311上设有举升油缸314，举升油缸314的起重臂与Z轴支架312中部连接。
本发明还提供了一种建筑轮廓成型方法，其包括混凝土基层110以及沿纵向堆叠在混凝土基层110上方的多层墙体叠层120，每个墙体叠层120包括混凝土构造层121以及与混凝土构造层121连接的夯土墙壁层122；
先通过混凝土成型单元打印混凝土基层110，然后在混凝土基层110上逐层打印混凝土构造层121，使混凝土构造层121纵向堆叠形成混凝土框架，然后再对应混凝土构造层121逐层打印夯土墙壁层122，使夯土墙壁层122纵向堆叠形成夯土墙墙壁。
可选的，所述墙体叠层120至少包括第一墙体叠层120a和第二墙体叠层120b，第一墙体叠层120a和第二墙体叠层120b沿纵向交替堆叠在混凝土基层110上；第一墙体叠层120a包括第一混凝土构造层121a以及与第一混凝土构造层121a连接的第一夯土墙壁层122a；第二墙体叠层120b包括第二混凝土构造层121b以及与第二混凝土构造层121b连接的第二夯土墙壁层122；第一混凝土构造层121a的尺寸与第二混凝土构造层121b的尺寸不同，第一混凝土构造层121a加上第一夯土墙壁层122a的长度等于第二混凝土构造层121b加上第二夯土墙壁层122b的长度；第一混凝土构造层121a和第二混凝土构造层121b交替堆叠在混凝土基层110上上形成混凝土构造柱，混凝土框架的侧面具有与墙壁配合的锯齿状铆合面123；第一夯土墙壁层122a和第二夯土墙壁层122交替堆叠在混凝土基层110上形成夯土墙墙壁，夯土墙墙壁上具有与铆合面123配合的副铆合面。
可选的，所述混凝土框架内设有构造空腔，构造空腔内设有纵向设置的钢结构124，混凝土框架固化后在构造空腔内灌入混凝土。
可选的，所述混凝土构造层121包括第一混凝土构造层121a和第二混凝土构造层121b，第一混凝土构造层121a和第二混凝土构造层121b的横向截面为U字形，第一混凝土构造层121a与第二混凝土构造层121b同向设置且通过两侧侧板连接，第一混凝土构造层121a与第二混凝土构造层121b的底板长度相同，第一混凝土构造层121a两侧侧板的长度与第二混凝土构造层121b两侧侧板的长度不同；或者，所述第一混凝土构造层121a的横向截面为十字形，第一混凝土构造层121a的四周设有分别与四个第一夯土墙壁层122a连接的凸台，在凸台之间设有凹槽，所述第二混凝土构造层121b的横向截面为U字形,第二混凝土构造层121b的四个顶角抵在第一混凝土构造层121a上凹槽的一侧。
本发明的建筑轮廓成型机可以在施工现场选取土料和搅拌混凝土，并在施工现场通过混凝土成型单元和夯土成型单元分别打印混凝土结构和夯土墙结构形成复合建筑轮廓，不需要预制混凝土件繁琐、滞后的生产过程，以及高成本、高风险的运输过程，而且能够结合混凝土结构与夯土墙结构两者的优点，打印过程自动化、效率高，尺寸便于调整，适用性更广泛。此外，通过移动支撑平台带动夯土成型单元移动，通过土料传送机构将土料输送给土料输出机构，通过土料输出机构将土料送到待打印位置，再通过夯土机构将土料夯实，通过简单、紧凑的结构实现了夯土墙的自动打印成型，而且，碾压机构210能够在碾实土料碾实的同时为整个夯土机构提供支撑，前方的夯实机构220能在碾压机构210碾压前将土料初步铺平，后方的夯实机构220能够在碾压机构210碾压后将土料再次夯实，多项任务同时进行保证了作业的效率，而且，由于碾压机构210两侧均设有夯实机构220，碾压机构210走过单向行程后，无需升出夯土夹板再掉头转向，直接后退便可以进行二次夯土作业，不仅能够极大地提高作业效率，降低作业周期，而且还能够提高成型后夯土墙的结构强度，对于夯土墙的自动打印技术具有较为重大的意义。
本发明的建筑轮廓成型方法，通过逐层打印混凝土构造层121和夯土墙壁层122形成墙体叠层120，将混凝土框架与夯土墙墙壁结合为复合建筑轮廓，既具有混凝土框架结构的稳定性，又具有夯土墙结构节能环保、造价低、美观的优点，而且通过在墙体叠层120与地基之间设置混凝土基层110，可以有效地防止雨水等问题引起夯土墙坍塌的问题。此外，第一混凝土构造层121a和第二混凝土构造层121b交替堆叠在混凝土基础构造层111上形成混凝土框架，混凝土框架的侧面具有与墙壁配合的锯齿状铆合面123，第一夯土墙壁层122a和第二夯土墙壁层122交替堆叠在混凝土基础墙壁层112上形成夯土墙墙壁，夯土墙墙壁上具有与铆合面123配合的副铆合面，通过混凝土框架上的槎和与墙壁上的副铆合面配合，可以提高墙体的强度，改善墙体的抗震性能。
附图说明
图1是本发明建筑轮廓成型机的一种实施方式；
图2是本发明复合建筑轮廓的一种实施方式图；
图3是本发明复合建筑轮廓的一种实施方式；
图4是本发明复合建筑轮廓的另一种实施方式；
图5是本发明复合建筑轮廓的又一种实施方式；
图6是本发明复合建筑轮廓的又一种实施方式；
图7是本发明夯实机构的一种实施方式；
图8是本发明夯实机构的另一种实施方式；
图9是本发明移动支撑平台的一种实施方式；
图10是本发明移动支撑平台的另一种实施方式。
具体实施方式
以下结合附图1至10给出的实施例，进一步说明本发明的建筑轮廓成型方法的具体实施方式。本发明的建筑轮廓成型方法不限于以下实施例的描述。
本发明提供了一种建筑轮廓成型机，包括移动支撑平台和与移动支撑平台连接的混凝土成型单元，混凝土成型单元包括混凝土传送机构和设置在移动支撑平台上的混凝土输出机构，混凝土输出机构与混凝土传送机构连接，还包括夯土成型单元，所述夯土成型单元包括土料传送机构、土料输出机构和夯土机构，土料输出机构和夯土机构设置在移动支撑平台上，土料传送机构将土料输送至土料输出机构，土料输出机构与土料传送机构连接将土料输出待输出位置，夯土机构将土料夯实。
本发明的建筑轮廓成型机可以在施工现场选取土料和搅拌混凝土，并在施工现场通过混凝土成型单元和夯土成型单元分别打印混凝土结构和夯土墙结构形成复合建筑轮廓，不需要预制混凝土件繁琐、滞后的生产过程，以及高成本、高风险的运输过程，而且能够结合混凝土结构与夯土墙结构两者的优点，打印过程自动化、效率高，尺寸便于调整，适用性更广泛。
如图2所示，本发明的一种复合建筑轮廓，所述复合建筑轮廓包括设置在地基上的混凝土基层110，以及沿纵向依次堆叠在混凝土基层110上的多个墙体叠层120，每个墙体叠层120包括至少两个混凝土构造层121以及连接在混凝土构造层121之间的夯土墙壁层122，混凝土构造层121沿纵向堆叠形成混凝土框架，夯土墙壁层122纵向堆叠形成夯土墙墙壁。
进一步的，在夯土墙墙壁外侧设有防水层,在夯土墙墙壁打印完毕且养护后，在夯土墙墙壁的外侧刷上防水剂形成防水层，当然也可以直接在夯土用的土料中添加防水添加剂。
本发明还提供了一种建筑轮廓成型方法，先通过混凝土成型单元打印混凝土基层110，然后在混凝土基层110上逐层打印混凝土构造层121，使混凝土构造层121纵向堆叠形成混凝土框架，然后再对应混凝土构造层121逐层打印夯土墙壁层122，使夯土墙壁层122纵向堆叠形成夯土墙墙壁。在打印时，可以现在两端打印出混凝土框架，然后在混凝土框架之间打印夯土墙墙壁，即夯土墙墙壁的两端均与混凝土框架连接，当然，夯土墙墙壁也可以只有一端与混凝土框架连接，另一端不与混凝土框架连接。打印夯土墙墙壁时，可以在夯土墙两侧设置夹板，与夯土成型单元配合。
本发明的建筑轮廓成型方法，采用新型的建筑轮廓成型机，通过逐层打印混凝土构造层121和夯土墙壁层122形成墙体叠层120，将混凝土框架与夯土墙墙壁结合为复合建筑轮廓，既具有混凝土框架结构的稳定性，又具有夯土墙结构环保、造价低、美观的优点，而且通过在墙体叠层120与地基之间设置混凝土基层110，可以有效地防止雨水等问题引起夯土墙坍塌的问题。
进一步的，所述的混凝土构造层121与混凝土构造层121之间，和/或夯土墙壁层122与夯土墙壁层122之间，和/或混凝土构造层121与夯土墙壁层122之间分别设有黏连层131，黏连层131能够在层与层之间的连接处起到黏连的作用，特别是层与层之间的作业间隔较长时，当然，如果在层与层之间作业时间较短，层间的吻合状态比较好时也可以不设置黏连层131。黏连层131为砂浆，可以通过混凝土成型单元打印。
进一步的，所述墙体叠层120至少包括第一墙体叠层120a和第二墙体叠层120b，第一墙体叠层120a和第二墙体叠层120b沿纵向交替堆叠在混凝土基层110上；混凝土基层110包括混凝土基础构造层111以及与混凝土基础构造层111连接的混凝土基础墙壁层112，当然，混凝土基础构造层111和混凝土基础墙壁层112也可以是一体的，混凝土构造层121和夯土墙壁层122堆叠在混凝土基层110上。第一墙体叠层120a包括第一混凝土构造层121a以及与第一混凝土构造层121a连接的第一夯土墙壁层122a；第二墙体叠层120b包括第二混凝土构造层121b以及与第二混凝土构造层121b连接的第二夯土墙壁层122；第一混凝土构造层121a的尺寸与混凝土基础构造层111和第二混凝土构造层121b的尺寸不同，第一混凝土构造层121a加上第一夯土墙壁层122a的长度等于第二混凝土构造层121b加上第二夯土墙壁层122b的长度；第一混凝土构造层121a和第二混凝土构造层121b交替堆叠在混凝土基础构造层111上形成混凝土框架框架，混凝土框架的侧面具有与墙壁配合的锯齿状铆合面123，相当于墙壁上框架的结构；第一夯土墙壁层122a和第二夯土墙壁层122交替堆叠在混凝土基层110上形成夯土墙墙壁，夯土墙墙壁上具有与铆合面123配合的副铆合面，通过混凝土框架上的槎和与墙壁上的副铆合面配合，可以提高墙体的强度，改善墙体的抗震性能。
本发明的混凝土框架内设有构造空腔，构造空腔内设有纵向设置的四个钢结构124和环绕钢结构124设置的固定筋125，混凝土框架固化后在构造空腔内灌入混凝土。
如图3、4示出一字型墙体的一种实施方式，混凝土构造层121可以设置在夯土墙壁层122的一端，也可以设置在夯土墙壁层122的中部，所述混凝土构造层121的横向截面为U字形，混凝土构造层121叠加后形成的混凝土框架横向截面也是U字形；当混凝土构造层121设置在夯土墙壁层122的一端时，混凝土构造层121的两侧侧板与夯土墙壁层122连接；当混凝土构造层121设置在夯土墙壁层122的中部时，混凝土构造层121的两侧侧板与夯土墙壁层122连接，底部底板与另一侧的夯土墙壁层122连接。
如图5示出L字型墙体的一种实施方式，所述混凝土构造层121的横向截面为U字形，混凝土构造层121的两侧侧板的端部与夯土墙壁层122连接，一侧的侧板的侧面与另一夯土墙壁层122连接。所述混凝土构造层121包括第一混凝土构造层121a和第二混凝土构造层121b，第一混凝土构造层121a和第二混凝土构造层121b的横向截面为U字形，第一混凝土构造层121a与第二混凝土构造层121b同向设置且通过两侧侧板连接，第一混凝土构造层121a与第二混凝土构造层121b的底板长度相同，第一混凝土构造层121a两侧侧板的长度与第二混凝土构造层121b两侧侧板的长度不同。
如图6示出的十字型墙体，所述第一混凝土构造层121a的横向截面为十字形，第一混凝土构造层121a的四周设有分别与四个第一夯土墙壁层122a连接的凸台，在凸台之间设有凹槽，所述第二混凝土构造层121b的横向截面为U字形,第二混凝土构造层121b的四个顶角抵在第一混凝土构造层121a上凹槽的一侧，第二混凝土构造层121b也可以采用十字形的结构。当然，混凝土构造层121也可以采用其他结构，这里对混凝土构造层121的形状、尺寸不做具体地限定。
作为一种具体实施方式，打印复合建筑轮廓时，先用混凝土成型单元，把混凝土框架打印好，等混凝土框架固化后放入钢结构124和混凝土，在夯土墙墙壁整体打印好了以后，再将混凝土灌入混凝土框架中，先打好混凝土框架，再打夯土墙，这样混凝土框架和夯土墙之间的黏连会更好。在进行夯土层作业的时候，如果夹板的尺寸小于夯土墙墙壁的长度，可以通过移动夹板以弥补夹板不够长的缺陷，如果夹板的尺寸满足夯土墙墙壁长度的需求，则可以将夹板套在混凝土框架的外侧。
如图1、7、8示出建筑轮廓成型机的一种实施方式，所述夯土机构包括与移动支撑平台连接的夯土支架201，以及设置在夯土支架201上的碾压机构210，以及对称设置在碾压机构210两侧的一对夯实机构220，夯实机构220也连接在夯土支架201上。通过移动支撑平台带动夯土成型单元移动，通过土料传送机构将土料输送给土料输出机构，通过土料输出机构将土料送到待打印位置，再通过夯土机构将土料夯实，通过简单、紧凑的结构实现了夯土墙的自动打印成型，而且，碾压机构210能够在碾实土料碾实的同时为整个夯土机构提供支撑，前方的夯实机构220能在碾压机构210碾压前将土料初步铺平，后方的夯实机构220能够在碾压机构210碾压后将土料再次夯实，多项任务同时进行保证了作业的效率，而且，由于碾压机构210两侧均设有夯实机构220，碾压机构210走过单向行程后，无需升出夯土夹板再掉头转向，直接后退便可以进行二次夯土作业，不仅能够极大地提高作业效率，降低作业周期，而且还能够提高成型后夯土墙的结构强度，对于夯土墙的自动打印技术具有较为重大的意义。
进一步的，所述的移动支撑平台上还设有用于抓取夹板的机械手，机械手可以将夹板放到待打印夯土墙墙壁的两侧，通过夹板围成容纳未夯实的土料。
作为夹板的一种实施方式，夹板的两端分别通过连接板连接后形成矩形的夯土模板，夯土模板相当于夯土墙墙壁的模具，夯土模板中围成的腔体的形状既是成型后夯土墙墙壁的形状；当夹板的长度满足夯土墙墙壁的长度需求时，如果夯土墙墙壁的两端有已经打印好的混凝土框架，夯土模板的两端可以套在打印好的混凝土框架的外侧，这样夯土墙的两侧通过夹板配合，两端通过混凝土框架配合；如果夯土墙墙壁只有一端与混凝土框架连接，那么另一端可以通过连接板将颊板连接起来并将该端封闭；当颊板的长度小于夯土墙墙壁的长度时，可以先从一端开始打印夯土墙墙壁，该端作业完毕后再通过机械手抓取夯土模板向另一端移动，然后再进行另一端夯土墙墙壁的打印和夯实，直至夯土墙墙壁的两端与混凝土框架衔接完好。
本发明所述的碾压机构210包括与夯土支架201连接的碾轮211，夯土支架201驱动碾轮211下压土料将土料压实。如图7示出碾压机构210的一种实施方式，所述碾压机构210包括两个间隔设置的碾轮211，碾轮211之间形成避让空间212并通过转轴213连接在两个碾轮211之间，转轴213与夯土支架201连接，避让空间212的尺寸小于碾轮211的宽度。
进一步的，所述夯土支架201上设有与转轴213连接的液压传动机构，通过液压传动机构为碾轮211提供更大的压力，提高碾料的效果。
更进一步，所述碾轮211或转轴213上设有震动机构，震动机构能够带动碾轮211震动，为碾轮211提供更好的碾料效果，震动机构可以通过旋转动力器带动偏心轮转动来实现。
本发明所述的夯实机构220包括捶捣件221以及带动捶捣件221竖直往复移动以捶打土料的动力机构。如图7、8示出夯实机构220的一种实施方式，所述夯实机构220包括旋转动力器222以及与旋转动力器222连接的偏心连接件223，偏心连接件223通过连杆组件224与捶捣件221连接，旋转动力器222驱动偏心连接件223旋转，偏心连接件223通过连杆组件224带动捶捣件221往复移动捶打土料，本实施方式中的旋转动力器可以采用气动、电动或液压的能源进行驱动，偏心连接件223可以采用凸轮或偏心轮，或者通过与连杆组件224偏心的连接方式，以实现带动捶捣件221往复移动。当然，夯实机构220也可以通过其他方式来实现，比如通过动力机构顶升捶捣件221并为储能机构储能，然后借由储能机构释能以及捶捣件221自身的重力下落来捶捣土料，这里对夯实机构220的的原理不做具体地限定。
进一步的，所述夯实机构220设置在捶打支架225上，即旋转动力器222与捶打支架225连接，夯土支架201上设有与捶打支架225连接的旋转平台226，旋转平台226能够通过捶打支架225带动夯实机构220左、右摆动，以提高夯土的效果，还可以适用于不同厚度墙壁的作业。
所述的旋转平台226可以通过旋转支撑装置和旋转驱动装置配合实现，旋转支撑装置包括与夯土支架201连接的第一旋转支撑件，以及与捶打支架225连接的第二旋转支撑件，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捶打支架225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，这里不对旋转平台226的原理和结构做具体地限定。
本发明的土料传送机构包括设置在地面上的气力输送机231以及设置在移动支撑平台上的中继料仓，中继料仓的进料口与气力输送机231的气力输料管连接，出料口与土料输出机构连接，中继料仓上设有注水口和搅拌单元，土料经过气力输料管送到中继料仓中以后，经过注水口注水后再由搅拌单元搅拌，然后将土料输送至土料输出机构，通过将土料分为干料和湿料两段进行运输，能够极大的降低运输土料的难度,所述搅拌单元包括搅拌电机和与搅拌电机连接的螺旋型的搅拌叶片。优选的，在中继料仓上还设有添加剂加入口，添加剂加入口可以用于加入添加剂，例如加入早强添加剂和防水添加剂，当然，也可以不设置添加剂加入口，可以在土料进入原料仓之前预加入早强添加剂。
进一步的，所述中继料仓中还设有破碎单元，破碎单元能够将土料中粒度较大的颗粒打碎，中继料仓包括容纳搅拌单元的搅拌仓和容纳破碎单元的破碎腔，破碎腔的进料口与气力输送机231的气力输料管连接，出料口与搅拌仓的进料口连接，搅拌仓的出料口与土料输出机构连接。经过破碎单元将土料破碎后可以提高土料的搅拌混合的效果，而且在夯实后夯土墙墙壁的结构也更均匀，稳定性更好。破碎单元可以通过机械冲击土料来实现，例如破碎单元包括电动机和与电动机的转子连接的偏心轴，通过电动机带动转子高速旋转不断地冲击土料。通过在中继料仓中集成搅拌单元和破碎单元，可以节省许多工艺流程，极大地提高作业的效率。
优选的，所述破碎单元还包括设置在搅拌仓和破碎腔之间的筛分机构，筛分机构为设置在搅拌仓和破碎腔之间的筛分滤网，粒度较小的土料可以直接进入搅拌单元，粒度较大的土料需要经过破碎单元破碎后再进入搅拌单元。当然破碎单元也可以设置在地面上，土料在经过破碎后再经过气力运输机231输送。
本发明的混凝土输送机构可以在地面上将混凝土搅拌完毕后经过泵车或泵机输送至混凝土打印机构，也可以采用类似于上述土料传送机构的气力运输并在移动支撑平台上加水搅拌，再送至混凝土打印机构进行打印，混凝土输送机构和土料传送机构为同一机构，即混凝土成型单元和夯土成型单元共用，如两者可以均采用气力运输的方式，而且共用一个气力输送机和气力输料管，在气力输料管的末端设置与混凝土成型单元和夯土成型单元连接的阀门，或者也共用同一个中继料仓，在中继料仓的出料口设置与混凝土成型单元和夯土成型单元连接的阀门；混凝土打印机构包括设有混凝土出料口的混凝土出料管，在混凝土出料管上设有流量控制机构，混凝土出料管与混凝土输送机构连接，流量控制机构可以采用阀门，或者相同原理的机械结构，例如在混凝土出料管中设置可转动的螺纹件以及相应的动力机构，通过转动螺纹件控制混凝土的流出，这里对混凝土输出单元的原理和结构不做具体地限定。
进一步的，本发明的建筑轮廓成型机还包括与混凝土成型单元和夯土成型单元连接的切换平台，切换平台可以通过类似于旋转平台226的原理来实现，例如，切换平台包括旋转切换支撑装置和旋转切换驱动装置，旋转切换支撑装置包括与移动支撑平台连接的第一旋转切换支撑件，以及与混凝土成型单元和夯土成型单元连接的第二旋转切换支撑件，第二旋转切换支撑件通过滚动体与第一旋转切换支撑件与连接，旋转切换驱动装置驱动第二旋转切换支撑件带动混凝土成型单元和夯土成型单元转动，以实现打印混凝土或者土料，当然也可以在第二旋转切换支撑件与混凝土成型单元和夯土成型单元之间分别设置升降机构，将升降机构可以带动混凝土成型单元或夯土成型单元在竖直方向上升避让，或者下降进行打印作业；或者混凝土成型单元和夯土成型单元分别与移动支撑平台连接，在移动支撑平台上设置相应的避让位置，在其中一者工作时，另一者可以移动到该避让位置防止干涉，或者拆卸混凝土成型单元后安装夯土成型单元，两者以拆卸的方式交替使用。
本发明的移动支撑平台可以带动混凝土成型单元和夯土成型单元在三维空间内精确移动，如图9示出移动支撑平台的一种实施方式，所述移动支撑平台包括回转平台以及用于支撑回转平台的基座301，回转平台通过转台303安装在基座301上，以转台303为圆心在水平面转动，所述回转平台包括连接的摆动臂304和平衡臂305，摆动臂304的长度大于平衡臂305，摆动臂304和平衡臂305分别设置在转台303的两侧，摆动臂304和平衡臂305绕转台303在水平面内转动，平衡臂305上设有配重块306，摆动臂304上设有悬臂307，悬臂307通过移动机构308与摆动臂304连接，悬臂307上设有混凝土成型单元和夯土成型单元。本发明的建筑轮廓成型机，不仅占地面积小、不受场地因素的限制、,而且结构稳定，能够为夯土成型单元提供牢固的支撑，保证夯土的效果。混凝土成型单元可采用现有的结构，不再赘述。
如图10示出移动支撑平台的另一种实施方式，所述移动支撑平台包括两个相对设置的X轴移动机构311，分别与两个X轴移动机构311连接的两个Z轴支架312，设置在两个Z轴支架312之间的Y轴支架313。两个Z轴支架312一端分别与两个X轴移动机构311转动连接，两个Z轴支架312的另一端分别与Y轴支架313的两端固定连接形成龙门框架结构的移动支撑平台，在X轴移动机构311上设有可驱动Z轴支架312转动抬升和折叠的折叠驱动机构,混凝土成型单元和夯土成型单元设置在Y轴支架313上，并可延Y轴支架313移动。X轴移动机构311可带动建筑轮廓成型机整体延X轴移动，折叠驱动机构可驱动Z轴支架312转动抬升和折叠调整Y轴支架313在Z轴上的高度，同时也可调整其在X轴上的位置，混凝土成型单元和夯土成型单元可延Y轴支架313在Y轴上移动。折叠驱动机构为可变幅的举升油缸314，Z轴支架312一端与X轴移动机构311转动连接，X轴移动机构311上设有举升油缸314，举升油缸314的起重臂与Z轴支架312中部连接。举升油缸通过起重臂可驱动Z轴支架312绕与X轴移动机构311连接的转轴转动。举升油缸的起重臂伸出可推动Z轴支架312转动抬起，改变了Y轴支架313和混凝土成型单元和夯土成型单元在X轴和Z轴上的位置，使Y轴支架313和混凝土成型单元和夯土成型单元升高；举升油缸的起重臂收缩可驱动Z轴支架312转动折叠，使Y轴支架313和混凝土成型单元和夯土成型单元降低。不仅在进行建筑轮廓打印时可以快速准确的改变混凝土成型单元和夯土成型单元的位置，而且龙门结构具有结构稳定，承载强度高等特点，通过龙门框架为混凝土成型单元和夯土成型单元支撑，能够为夯土作业可靠进行提供保障。
作为移动支撑平台的又一种实施方式，所述移动支撑平台包括两个垂直于地面设置的Z向支架，以及通过Z向支架支撑在地面上方的Y向支架，在地面上设有与Z向支架连接的X向导轨，X向导轨上设有可带动Z向支架沿X向导轨移动的X向移动机构，在Z向支架上设有Z向导轨和Z向移动机构，Y向支架的两端分别与两个Z向支架上的Z向导轨连接，Z向移动机构可带动Y向支架沿Z向导轨移动，混凝土成型单元、夯土成型单元以及机械手均设置在Y向支架上，Y向支架上设有与混凝土成型单元、夯土成型单元以及机械手配合的Y向导轨以及Y向移动机构，Y向移动机构能够带动混凝土成型单元、夯土成型单元以及机械手沿Y向导轨移动。
需要说明的是，水平面平行于施工地面，所述的X向和Y向是指水平面内两个相互垂直的方向，所述横向是指水平面内的任意方向，所述的Z向是指与水平面垂直的铅垂方向，所述的纵向与Z向相同。
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 (13)
1.一种建筑轮廓成型机，包括移动支撑平台和与移动支撑平台连接的混凝土成型单元，混凝土成型单元包括混凝土传送机构和设置在移动支撑平台上的混凝土打印机构，混凝土打印机构与混凝土传送机构连接，其特征在于：还包括夯土成型单元，所述夯土成型单元包括土料传送机构、土料输出机构和夯土机构，土料输出机构和夯土机构设置在移动支撑平台上，土料传送机构将土料输送至土料输出机构，土料输出机构与土料传送机构连接将土料输出待打印位置，夯土机构将土料夯实形成夯土墙；
所述夯土机构包括与移动支撑平台连接的夯土支架(201)，以及设置在夯土支架(201)上的碾压机构(210)，以及对称设置在碾压机构(210)两侧的一对夯实机构(220)，夯实机构(220)也连接在夯土支架(201)上。
2.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述碾压机构(210)包括两个间隔设置的碾轮(211)，碾轮(211)之间通过转轴(213)连接，转轴(213)与夯土支架(201)连接。
3.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述夯实机构(220)包括旋转动力器(222)以及与旋转动力器(222)连接的偏心连接件(223)，偏心连接件(223)通过连杆组件(224)与捶捣件(221)连接，旋转动力器(222)驱动偏心连接件(223)旋转，偏心连接件(223)通过连杆组件(224)带动捶捣件(221)往复移动捶打土料。
4.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述夯实机构(220)设置在捶打支架(225)上,夯土支架(201)上设有与捶打支架(225)连接的旋转平台(226),旋转平台(226)能够带动夯实机构(220)摆动。
5.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述土料传送机构包括气力输送机(231)以及设置在移动支撑平台上的中继料仓，中继料仓的进料口与气力输送机(231)的气力输料管连接，出料口与土料输出机构连接，中继料仓上设有注水口和搅拌单元。
6.根据权利要求5所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述中继料仓中还设有破碎单元，中继料仓包括容纳搅拌单元的搅拌仓和容纳破碎单元的破碎腔，破碎腔的进料口与气力输送机(231)的气力输料管连接，出料口与搅拌仓的进料口连接，搅拌仓的出料口与土料输出机构连接，在搅拌仓和破碎腔之间设有筛分机构。
7.根据权利要求1所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：混凝土输送机构和土料传送机构为同一机构。
8.根据权利要求1-7任一所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述移动支撑平台包括回转平台以及用于支撑回转平台的基座(302)，回转平台通过转台(303)安装在基座(302)上，以转台(303)为圆心在水平面转动，所述回转平台包括连接的摆动臂(304)和平衡臂(305)，摆动臂(304)的长度大于平衡臂(305)，摆动臂(304)和平衡臂(305)分别设置在转台(303)的两侧，摆动臂(304)和平衡臂(305)绕转台(303)在水平面内转动，平衡臂(305)上设有配重块(306)，摆动臂(304)上设有悬臂(307)，悬臂(307)通过移动机构(308)与摆动臂(304)连接，悬臂(307)上设有混凝土成型单元和夯土成型单元。
9.根据权利要求1-7任一所述的建筑轮廓成型机，其特征在于：所述移动支撑平台包括两个相对设置的X轴移动机构(311)，分别与两个X轴移动机构(311)连接的两个Z轴支架(312)，设置在两个Z轴支架(312)之间的Y轴支架(313)；两个Z轴支架(312)一端分别与两个X轴移动机构(311)转动连接，两个Z轴支架(312)的另一端分别与Y轴支架(313)的两端固定连接形成龙门框架的移动支撑平台，在X轴移动机构(311)上设有用于驱动Z轴支架(312)转动抬升和折叠的折叠驱动机构,混凝土成型单元和夯土成型单元设置在Y轴支架(313)上，能够沿Y轴支架(313)移动，X轴移动机构(311)带动建筑轮廓成型机整体延X轴移动，折叠驱动机构驱动Z轴支架(312)转动抬升和折叠调整Y轴支架(313)在Z轴上的高度，同时能够调整其在X轴上的位置，混凝土成型单元和夯土成型单元能够沿Y轴支架(313)在Y轴上移动；折叠驱动机构为可变幅的举升油缸(314)，Z轴支架(312)一端与X轴移动机构(311)转动连接，X轴移动机构(311)上设有举升油缸(314)，举升油缸(314)的起重臂与Z轴支架(312)中部连接。
10.一种建筑轮廓成型方法，其特征在于：通过权利要求1-9任一所述的建筑轮廓成型机打印复合建筑轮廓，复合建筑轮廓包括混凝土基层(110)以及沿纵向堆叠在混凝土基层(110)上方的多层墙体叠层(120)，每个墙体叠层(120)包括混凝土构造层(121)以及与混凝土构造层(121)连接的夯土墙壁层(122)；
先通过混凝土成型单元打印混凝土基层(110)，然后在混凝土基层(110)上逐层打印混凝土构造层(121)，使混凝土构造层(121)纵向堆叠形成混凝土框架，然后再对应混凝土构造层(121)逐层打印夯土墙壁层(122)，使夯土墙壁层(122)纵向堆叠形成夯土墙墙壁。
11.根据权利要求10所述的建筑轮廓成型方法，其特征在于：所述墙体叠层(120)至少包括第一墙体叠层(120a)和第二墙体叠层(120b)，第一墙体叠层(120a)和第二墙体叠层(120b)沿纵向交替堆叠在混凝土基层(110)上；第一墙体叠层(120a)包括第一混凝土构造层(121a)以及与第一混凝土构造层(121a)连接的第一夯土墙壁层(122a)；第二墙体叠层(120b)包括第二混凝土构造层(121b)以及与第二混凝土构造层(121b)连接的第二夯土墙壁层(122)；第一混凝土构造层(121a)的尺寸与第二混凝土构造层(121b)的尺寸不同，第一混凝土构造层(121a)加上第一夯土墙壁层(122a)的长度等于第二混凝土构造层(121b)加上第二夯土墙壁层(122b)的长度；第一混凝土构造层(121a)和第二混凝土构造层(121b)交替堆叠在混凝土基层(110)上上形成混凝土构造柱，混凝土框架的侧面具有与墙壁配合的锯齿状铆合面(123)；第一夯土墙壁层(122a)和第二夯土墙壁层(122)交替堆叠在混凝土基层(110)上形成夯土墙墙壁，夯土墙墙壁上具有与铆合面(123)配合的副铆合面。
12.根据权利要求11所述的建筑轮廓成型方法，其特征在于：所述混凝土框架内设有构造空腔，构造空腔内设有纵向设置的钢结构(124)，混凝土框架固化后在构造空腔内灌入混凝土。
13.根据权利要求12所述的建筑轮廓成型方法，其特征在于：所述混凝土构造层(121)包括第一混凝土构造层(121a)和第二混凝土构造层(121b)，第一混凝土构造层(121a)和第二混凝土构造层(121b)的横向截面为U字形，第一混凝土构造层(121a)与第二混凝土构造层(121b)同向设置且通过两侧侧板连接，第一混凝土构造层(121a)与第二混凝土构造层(121b)的底板长度相同，第一混凝土构造层(121a)两侧侧板的长度与第二混凝土构造层(121b)两侧侧板的长度不同；或者，所述第一混凝土构造层(121a)的横向截面为十字形，第一混凝土构造层(121a)的四周设有分别与四个第一夯土墙壁层(122a)连接的凸台，在凸台之间设有凹槽，所述第二混凝土构造层(121b)的横向截面为U字形,第二混凝土构造层(121b)的四个顶角抵在第一混凝土构造层(121a)上凹槽的一侧。
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Legal Events
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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