CN107650236B - 一种集装箱式建筑3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集装箱式建筑3D打印机，包括可移动底盘、两个集装箱、打印组件和控制装置，两个集装箱设置在可移动底盘上，打印组件和控制装置设置在集装箱中；在两个集装箱内各设置有一条路径导轨和一套伸缩支架；在非工作状态下，打印组件、控制装置和伸缩支架收纳于集装箱中；在工作状态下，伸缩支架分别从集装箱中伸出呈“┎”型并相互搭接，形成龙门架结构，伸缩支架可在路径导轨上滑动；打印组件包括3D打印装置，3D打印装置可滑动地安装在龙门架结构上。本发明既解决了龙门架式打印机不能移动、灵活性差的问题，又保证了打印质量。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种集装箱式建筑3D打印机。
背景技术
现有技术中，对建筑物的打印一般采用龙门架式。比如，中国实用新型专利公告号CN205522522U公开了一种建筑工程用3D打印机，包括Y轴滑轨、X轴滑轨和Z轴滑轨，伸缩打印机构通过滑车安装在X滑轨上，可实现X、Y、Z轴三向打印。中国发明专利公告号CN103786235B公开了一种塔式3D打印机，包括塔吊、物料添加系统、控制系统、机动系统、物料导管和打印系统，通过塔吊的水平移动和上下高度的调节，完成3D建筑打印。然而，上述专利都存在设备体积大、灵活性差、不能移动等缺点，使3D打印技术在建筑工程上的发展受到限制。
本申请人发明了一种移动式现场打印设备，申请号CN2017100096421，其可以独立于建筑，位于需要打印的建筑物旁边或中间，灵活性增强。但由于受打印设备的臂展的限制，其打印范围相对较小，需通过移动打印设备来调节打印的半径，这就势必存在需要重新调节打印设备的平衡、定位打印头的位置的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种集装箱式建筑3D打印机。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种集装箱式建筑3D打印机，包括可移动底盘、两个集装箱、打印组件和控制装置，其特征在于：
两个所述集装箱设置在所述可移动底盘上，所述打印组件和控制装置设置在所述集装箱中；在两个所述集装箱内各设置有一条路径导轨和一套伸缩支架；在非工作状态下，所述打印组件、控制装置和伸缩支架收纳于所述集装箱中；在工作状态下，所述伸缩支架分别从所述集装箱中伸出呈“┎”型并相互搭接，形成龙门架结构，所述伸缩支架可在所述路径导轨上滑动；
所述打印组件包括3D打印装置，所述3D打印装置可滑动地安装在所述龙门架结构上。
作为优选的，在所述集装箱的下方设置有至少4个可自动调整平衡的液压平衡装置。
作为优选的，所述打印组件还包括搅拌装置、送料装置。
作为优选的，在两个所述集装箱内各设置有一个储料罐，一个储料罐用于储存水，另一个储料罐用于储存水泥。
作为优选的，每套所述伸缩支架都具有至少一条竖直折叠臂和一条水平折叠臂，在所述水平折叠臂的末端设置有锁紧装置。
作为优选的，所述竖直折叠臂与所述水平折叠臂之间通过万向节连接。
作为优选的，所述竖直折叠臂与所述水平折叠臂都设置有可伸缩结构。
作为优选的，所述可移动底盘下方设置有车轮或履带。
作为优选的，在所述集装箱的端部设置有连接装置。
作为优选的，所述3D打印装置包括一打印头和一伸缩臂，所述伸缩臂滑动连接在所述龙门架结构上，所述打印头安装在所述伸缩臂的端部。
作为优选的，所述打印头上设置有视觉跟踪定位扫描装置，用于监测所述打印头的位置，并将位置信号传递给所述控制装置，所述控制装置根据所述位置信号对所述打印头进行定位。
相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：
1、灵活性强，只需利用牵引车将集装箱运输到指定位置，即可进行建筑3D打印机；
2、打印面积大，高度高，可适应更多不同尺寸的建筑；
3、设置有液压平衡装置，稳定性高，使打印机在任何环境下均能保持水平，保证打印组件的正常运行；竖直折叠臂、水平折叠臂和伸缩臂均可伸缩，能根据现场环境调节高度、宽度；
4、既解决了龙门架式打印设备不能移动、灵活性差的问题，又保证了打印质量。
附图说明
图1为本发明公开的集装箱式建筑3D打印机运输阶段的示意图。
图2为本发明公开的集装箱式建筑3D打印机非工作状态示意图。
图3为本发明公开的集装箱式建筑3D打印机工作状态正视图。
图4为本发明公开的集装箱式建筑3D打印机工作状态的立体示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
参考图1-2，一种集装箱式建筑3D打印机，包括可移动底盘1、两个集装箱2、打印组件和控制装置(图中未示出)。两个集装箱2并列设置在可移动底盘1上，打印组件和控制装置设置在集装箱2中。在两个集装箱2中都各设置有一条路径导轨3和一套伸缩支架4。图2示出了集装箱式建筑3D打印机在非工作状态下的结构。打印组件、控制装置和伸缩支架收纳在集装箱中。在集装箱的顶部设置有可开合结构，在非工作状态下，可开合结构处于关闭状态，封闭集装箱。打印组件包括3D打印装置、搅拌装置、送料装置。在两个集装箱内还各设置有一个储料罐，一个储料罐用于储存水，另一个储料罐用于储存水泥。集装箱式建筑3D打印机通过牵引车运输到需要打印建筑的地点，再通过吊车吊装到指定位置。
参考图3-4，示出了集装箱式建筑3D打印机工作状态的示意图。集装箱分设在需要打印的建筑物的两侧。在集装箱的下方设置有至少4个液压平衡装置5。液压平衡装置5可根据地形的高低，自动调整集装箱的平衡。这样设置的好处在于，可以保证集装箱平稳，从而保证打印头在打印过程中不会出现晃动，提高建筑3D打印的质量。在工作状态，可开合结构打开，伸缩支架4从集装箱中伸出，呈“┎”型。两套伸缩支架4相互搭接，构成龙门架结构。在伸缩支架4搭接的部位，设置有锁紧装置，用于固定伸缩支架。伸缩支架4由一条竖直折叠臂和一条水平折叠臂组成，每条折叠臂长度约9000mm。即伸缩支架搭接为龙门架结构后，其高约9000mm，宽约18000mm。龙门架结构可在路径导轨3上滑动，而路径导轨3的长度约为9000mm。竖直折叠臂和水平折叠臂都设置有可伸缩结构，可根据实际需要伸长或缩短，以适应不同尺寸的建筑物。竖直折叠臂和水平折叠臂之间通过万向节连接，以使折叠臂更灵活。在集装箱的端部设置有连接装置，当需要扩大打印范围时，可通过连接装置与其他集装箱连接，以延长路径导轨。
由图3-4可看出，在工作状态下，3D打印装置6包括一打印头和一伸缩臂，伸缩臂滑动连接在龙门架结构上，可沿龙门架结构水平滑动，打印头安装伸缩臂的端部。通过伸缩臂的伸缩，可调整打印头与建筑物之间的距离。在打印头上还设置有视觉跟踪定位扫描装置，用于检测打印头的位置，并将位置信号传递至控制装置，控制装置根据位置信号对打印头进行定位。
下面结合集装箱式建筑3D打印机的工作过程进一步描述。集装箱通过牵引车运输到指定地点后，利用吊车吊装到指定位置。集装箱下方设置的液压平衡装置根据地形对集装箱进行自动平衡调整。完成调整后，竖直折叠臂先从集装箱中竖立，并滑动安装路径导轨上，随后水平折叠臂伸出，与竖直折叠臂形成“┎”型结构，两侧的水平折叠臂通过锁紧装置相互搭接，形成龙门架结构。至此，集装箱式建筑3D打印机构成了最大打印范围为长9000mm、宽18000mm、高9000mm的设备。在两个集装箱中分别设置的储料罐通过供料管将水和水泥输送至搅拌装置搅拌，搅拌完全后通过送料装置输送至3D打印装置。打印头上设置的视觉跟踪定位扫描装置对打印头进行定位后，控制装置控制送料装置向打印头输送物料。储料罐内的物料能完成60㎡，5-6层高的建筑打印。物料用尽后，可通过外部设备继续供料。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。
Claims (8)
1.一种集装箱式建筑3D打印机，包括可移动底盘、两个集装箱、打印组件和控制装置，其特征在于：
两个所述集装箱设置在所述可移动底盘上，所述打印组件和控制装置设置在所述集装箱中；在两个所述集装箱内各设置有一条路径导轨和一套伸缩支架；在非工作状态下，所述打印组件、控制装置和伸缩支架收纳于所述集装箱中；在工作状态下，集装箱分设在需要打印的建筑物的两侧，所述伸缩支架分别从所述集装箱中伸出呈“┎”型并相互搭接，形成龙门架结构，所述伸缩支架可在所述路径导轨上滑动；
所述打印组件包括3D打印装置，所述3D打印装置可滑动地安装在所述龙门架结构上；
每套所述伸缩支架都具有至少一条竖直折叠臂和一条水平折叠臂，在所述水平折叠臂的末端设置有锁紧装置；
所述3D打印装置包括一打印头和一伸缩臂，所述伸缩臂滑动连接在所述龙门架结构上，所述打印头安装在所述伸缩臂的端部。
2.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：在所述集装箱的下方设置有至少4个可自动调整平衡的液压平衡装置。
3.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述打印组件还包括搅拌装置、送料装置。
4.一种根据权利要求1或3所述的3D打印机，其特征在于：在两个所述集装箱内各设置有一个储料罐，一个储料罐用于储存水，另一个储料罐用于储存水泥。
5.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述竖直折叠臂与所述水平折叠臂之间通过万向节连接。
6.一种根据权利要求1或5所述的3D打印机，其特征在于：所述竖直折叠臂与所述水平折叠臂都设置有可伸缩结构。
7.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述可移动底盘下方设置有车轮或履带。
8.一种根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：在所述集装箱的端部设置有连接装置。
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