CN108044764A - 一种建筑用多喷头3d打印机及装载车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑用多喷头3D打印机及装载车，属于建筑工程3D打印设备技术领域。该建筑用多喷头3D打印机包括升降机构、平面并联机构，以及连接升降机构和平面并联机构的连接件，还包括出料机构，所述出料机构包括与所述平面并联机构连接的支撑架，所述支撑架设置有若干个出料管，所述出料管与所述支撑架滑动连接。本发明的建筑用多喷头3D打印机可以实现建筑墙体的内墙皮、中间桁架和外墙皮的同步加工，避免了单根出料管沿平行轨迹来回移动，解决了现有技术中建筑用多喷头3D打印机的单出料管导致工作效率低下的问题。此外，将上述建筑用多喷头3D打印机设置在装载车上，实现了建筑用多喷头3D打印机的灵活转场，扩大了其在建筑工地的应用。

Description

一种建筑用多喷头3D打印机及装载车
技术领域
本发明涉及建筑工程3D打印设备技术领域，尤其涉及一种建筑用多喷头3D打印机及装载车。
背景技术
3D打印技术日益完善，不仅可以打印小件物品，而且这项技术可以应用于建筑行业。3D打印不仅是一种全新的建筑方式，甚至是一种颠覆传统的建筑模式。它更加坚固耐用、保护环境、高效、节能，不仅解放人力，还能大大降低建造成本。3D打印最大亮点就是把建筑垃圾再利用，同时让新建建筑不会产出新的建筑垃圾，城市空气质量也会得到改善。
建筑用3D打印机由于加工对象为建筑物，具有体积庞大，结构变化相对简单等特点。目前，现有的建筑用3D打印机喷头结构相对单一，多为单出料管。由于单出料管考虑物料成型的因素，出料管尺寸不宜过大，因此，当打印墙体建筑时，建筑用3D打印机的喷头需要沿着平行轨迹来回移动，工作效率低下，使得3D打印机无法实现在建筑领域的广泛应用。
针对上述问题，亟需设计一种建筑用多喷头3D打印机及装载车，能够解决现有技术中建筑用3D打印机的单出料管导致工作效率低下的问题，进而实现建筑用3D打印机在建筑领域的广泛应用。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种建筑用多喷头3D打印机，可以实现建筑墙体的内墙皮、中间桁架和外墙皮的同步加工，以解决现有技术中建筑用3D打印机的单出料管导致工作效率低下的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种装载车，便于建筑用多喷头3D打印机的灵活转场，进而扩大建筑用多喷头3D打印机在建筑工地的应用。
为达上述第一个目的，本发明所采用以下技术方案：
一种建筑用多喷头3D打印机，包括升降机构、平面并联机构，以及连接所述升降机构和所述平面并联机构的连接件，还包括出料机构，所述出料机构包括与所述平面并联机构连接的支撑架，所述支撑架设置有若干个出料管，若干个所述出料管均与所述支撑架滑动连接。
采用这种结构后，通过支撑架在建筑用多喷头3D打印机上设置若干个出料管，并且出料管可以在支撑架上滑动，可以实现建筑墙体的内墙皮、中间桁架和外墙皮的同步加工，避免了单根出料管沿平行轨迹来回移动，解决了现有技术中建筑用多喷头3D打印机的单出料管导致工作效率低下的问题。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，所述支撑架为矩形框架，其包括相互平行的第一支撑横杆和第二支撑横杆，以及相互平行的第一支撑竖杆和第二支撑竖杆，所述第一支撑横杆与所述平面并联机构连接，所述第二支撑横杆与若干个所述出料管滑动连接。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，所述第二支撑横杆包括相互平行的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨设置有若干个滑块，所述滑块设置有所述出料管。
采用这种结构后，使得较重的建筑用多喷头3D打印机出料管可以得到第一导轨和第二导轨的支撑，避免了只受第一导轨或第二导轨的支撑导致出料管发生倾斜的现象发生。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，所述出料机构还包括与所述第二支撑横杆平行的丝杠，若干个所述滑块均设置有与所述丝杠配合的丝杠螺母。
采用这种结构后，可以实现丝杠传动带动所述出料管在所述导轨上滑动，提高工作效率。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，所述丝杠均包括第一丝杠和第二丝杠，所述第一丝杠设置于所述第一导轨远离所述第二导轨的一侧，所述第二丝杠设置于所述第二导轨远离所述第一导轨的一侧；
所述第一丝杠设置有螺纹方向相反、长度相等的第一螺纹段和第二螺纹段，所述第一螺纹段设置的所述滑块数量与所述第二螺纹段设置的所述滑块数量相等。
采用这种结构后，通过调节第一丝杠，可实现设置在第一螺纹段的出料管与第二螺纹段的出料管相互靠近或相互远离，从而可以实现对变厚度的墙体进行加工建筑，操作简单方便，效率较高。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，设置于所述第二丝杠的所述出料管位于所述第一螺纹段的所述出料管和所述第二螺纹段的所述出料管之间。
采用这种结构后，可以同时实现内墙皮、中间桁架和外墙皮的同时加工，工作效率高。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，所述第一丝杠和所述第二丝杠分别通过第一电机和第二电机驱动。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，还包括连接轴，所述连接轴垂直于所述第一支撑横杆，所述连接轴的一端与所述第一支撑横杆连接，所述连接轴的另一端与所述平面并联机构连接。
作为上述建筑用多喷头3D打印机的一种优选方案，所述第一支撑横杆还设置有第三电机，所述第三电机和所述连接轴均设置有同步轮，通过同步带连接所述第三电机的同步轮和所述连接轴的同步轮，所述连接轴通过回转轴承与所述第一支撑横杆连接。
采用这种结构后，当打印两面呈一定角度的墙体时，出料机构通过同步轮、第三电机、连接轴和回转轴承的相互配合可以实现自转，并且在平面并联机构的带动下可以完成两面呈一定角度的墙体的弧度连接，避免了出料机构不能自转导致若干出料管轨迹重复，无法实现另一面墙体的打印。
为达上述另一个目的，本发明采用以下技术方案：
一种装载车，包括上述的建筑用多喷头3D打印机。
采用这种结构后，使得建筑用多喷头3D打印机能够在工地上实现自由转场，施工更加便捷，且效率更加高效。
本发明的有益效果：
本发明中的建筑用多喷头3D打印机通过支撑架在建筑用3D打印机上设置若干个出料管，并且出料管可以在支撑架上滑动，可以实现建筑墙体的内墙皮、中间桁架和外墙皮的同步加工，避免了单根出料管沿平行轨迹来回移动，解决了现有技术中建筑用3D打印机的单出料管导致工作效率低下的问题。
此外，本发明通过将建筑用多喷头3D打印机设置在装载车上，便于建筑用多喷头3D打印机的灵活转场，执行效率高，进而扩大建筑用多喷头3D打印机在建筑工地的应用。
附图说明
图1是本发明实施例中的建筑用多喷头3D打印机的结构示意图；
图2是本发明实施例中的建筑用多喷头3D打印机的俯视图；
图3是本发明实施例中的建筑用多喷头3D打印机的出料机构的结构示意图；
图4是图3中的A向结构示意图；
图5是图4中的B处放大示意图。
图中：
1、升降机构；11、滚珠丝杠；12、滚珠丝杠螺母；
2、平面并联机构；21、第一主动臂；211、第一关节；212、第三关节；
22、第二主动臂；221、第二关节；222、第四关节；
23、第一从动臂；231、第五关节；232、第七关节；
24、第二从动臂；241、第六关节；242、第八关节；
3、连接件；
4、出料机构；41、连接轴；42、同步带；43、第三电机；
44、支撑架；441、第一支撑横杆；442、第一支撑竖杆；443、第二支撑竖杆；
45、导轨；451、第一导轨；452、第二导轨；
46、出料管；461、第一出料管；462、第二出料管；
47、滑块；48、第一丝杠；481、第一螺纹段；482、第二螺纹段；
49、第二丝杠。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
本实施例公开了一种建筑用多喷头3D打印机，如图1所示，该建筑用多喷头3D打印机包括升降机构1、平面并联机构2和连接升降机构1和平面并联机构2的连接件3以及出料机构4。并且，连接件3在升降机构1的作用下带动平面并联机构2进行升降。
其中，如图2所示，平面并联机构2包括第一主动臂21、第二主动臂22、第一从动臂23和第二从动臂24，第一主动臂21的一端设置有第一关节211，通过第一关节211与连接件3连接，第二主动臂22的一端设置有第二关节221，通过第二关节221与连接件3连接，并且第一关节211和第二关节221与连接件3连接的一端分别与驱动件连接，从而实现驱动第一主动臂21和第二主动臂22在水平面上摆动；第一主动臂21的另一端设置有第三关节212，第一从动臂23的一端设置有第五关节231，第三关节212和第五关节231转动连接，相应的，第二主动臂22的另一端设置有第四关节222，第二从动臂24的一端设置有第六关节241，第四关节222和第六关节241转动连接；第一从动臂23的另一端和第二从动臂24的另一端分别设置有第七关节232和第八关节242，第七关节232和第八关节242转动连接，并均与出料机构4连接。通过该平面并联机构2可以实现出料机构4平面内的自由运动。
升降机构1包括驱动电机、滚珠丝杠11和与滚珠丝杠11螺纹连接的滚珠丝杠螺母12，滚珠丝杠螺母12固定在连接件3上。升降机构1通过将滚珠丝杠11和滚珠丝杠螺母12的转动转换成直线运动，使得通过连接件3与升降机构1连接的平面并联机构2也可以进行升降运动，从而实现建筑物的三维打印。
如图3所示，出料机构4包括与平面并联机构2连接的支撑架44，以及若干出料管46。支撑架44为矩形框架，包括相互平行的第一支撑横杆441和第二支撑横杆，以及相互平行的第一支撑竖杆442和第二支撑竖杆443，第一支撑横杆441通过连接轴41与平面并联机构2连接，第二支撑横杆与若干个出料管46滑动连接。具体的，第二支撑横杆包括相互平行的第一导轨451和第二导轨452，若干个出料管46分别设置于与导轨45相配合的若干个滑块47中，出料管46与滑块47可拆卸连接，且出料管46位于第一导轨451和第二导轨452之间。这样可以使得较重的建筑用多喷头3D打印机出料管46可以通过滑块47得到第一导轨451和第二导轨452的支撑，避免了只受第一导轨451或第二导轨452的支撑导致出料管46发生倾斜的现象发生。其中，出料管46与滑块47之间的固定也可以实现高度调节，当只需要其中几个出料管46进行工作时，可以调整其余出料管46的高度，避免不需要打印的出料管46对已经打印好的建筑造成影响。
并且，如图4所示，出料机构4还包括与第二支撑横杆平行的第一丝杠48和第二丝杠49，若干个滑块47均设置有与第一丝杠48和第二丝杠49配合的丝杠螺母。第一丝杠48设置于第一导轨451远离第二导轨452的一侧并通过可实现正反转的第一电机连接，第二丝杠49设置于第二导轨452远离第一导轨451的一侧并通过可实现正反转给的第二电机连接。并且为了保证出料机构4的力平衡，第一电机和第二电机分别设置在支撑架44的两侧。其中，如图5所示，第一丝杠48设置有螺纹方向相反、长度相等的第一螺纹段481和第二螺纹段482，设置于第一螺纹段481出料管46数量与设置于第二螺纹段482的出料管46数量相等。而且，设置于第二丝杠49的出料管46位于第一螺纹段481的出料管46和第二螺纹段482的出料管46之间。于本实施例中，第一螺纹段481和第二螺纹段482设置一个第一出料管461，即第一丝杠48设置两个第一出料管461，第二丝杠49设置一个第二出料管462，第二出料管462位于两个第一出料管461之间，并可以通过第二电机实现在两个第一出料管461之间往复移动。当待建墙体厚度确定时，通过调节第一电机使得两个第一出料管461之间的距离确定，并开始内墙皮和外墙皮的建筑，同时通过调节第二电机使得第二出料管462可以实现其在两个第一出料管461之间的往复移动，完成墙体中间支撑桁架的建筑，三个出料管46同时作业，工作效率大幅度提高。当墙体厚度发生变化时，通过调节第一丝杠48，可实现设置在第一螺纹段481的第一出料管461与第二螺纹段482的第一出料管461相互靠近或相互远离，从而可以实现对变厚度的墙体进行加工建筑，操作简单方便，而且作业效率较高。
另外，又如图3所示，建筑用多喷头3D打印机还包括第三电机43，第三电机43设置于第一支撑横杆441，同时连接轴41垂直设置于第一支撑横杆441的中间位置，并且连接轴41的一端通过回转轴承与第一支撑横杆441连接，连接轴41的另一端与平面并联机构2连接。第三电机43和连接轴41均设置有同步轮，通过同步带42连接第三电机43和连接轴41。当打印两面呈一定角度的墙体时，出料机构4通过同步带42、同步轮、第三电机43、连接轴41和回转轴承的相互配合可以实现自转，并且在平面并联机构2的带动下可以完成两面呈一定角度的墙体的弧度连接，避免了出料机构4不能自转导致若干出料管46轨迹重复，无法实现另一面墙体的打印。
此外，本实施方式还公开了一种装载车，包括上述的建筑用多喷头3D打印机，便于建筑用多喷头3D打印机整体的灵活转场，进而扩大建筑用多喷头3D打印机在建筑工地的应用。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种建筑用多喷头3D打印机，包括升降机构(1)、平面并联机构(2)，以及连接所述升降机构(1)和所述平面并联机构(2)的连接件(3)，其特征在于，还包括出料机构(4)，所述出料机构(4)包括与所述平面并联机构(2)连接的支撑架(44)，所述支撑架(44)设置有若干个出料管(46)，若干个所述出料管(46)均与所述支撑架(44)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，所述支撑架(44)为矩形框架，其包括相互平行的第一支撑横杆(441)和第二支撑横杆，以及相互平行的第一支撑竖杆(442)和第二支撑竖杆(443)，所述第一支撑横杆(441)与所述平面并联机构(2)连接，所述第二支撑横杆与若干个所述出料管(46)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，所述第二支撑横杆包括相互平行的第一导轨(451)和第二导轨(452)，所述第一导轨(451)和所述第二导轨(452)设置有若干个滑块(47)，所述滑块(47)设置有所述出料管(46)。
4.根据权利要求3所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，所述出料机构(4)还包括与所述第二支撑横杆平行的丝杠，若干个所述滑块(47)均设置有与所述丝杠配合的丝杠螺母。
5.根据权利要求4所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，所述丝杠均包括第一丝杠(48)和第二丝杠(49)，所述第一丝杠(48)设置于所述第一导轨(451)远离所述第二导轨(452)的一侧，所述第二丝杠(49)设置于所述第二导轨(452)远离所述第一导轨(451)的一侧；
所述第一丝杠(48)设置有螺纹方向相反、长度相等的第一螺纹段(481)和第二螺纹段(482)，所述第一螺纹段(481)设置的所述滑块(47)数量与所述第二螺纹段(482)设置的所述滑块(47)数量相等。
6.根据权利要求5所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，设置于所述第二丝杠(49)的所述出料管(46)位于所述第一螺纹段(481)的所述出料管(46)和所述第二螺纹段(482)的所述出料管(46)之间。
7.根据权利要求5所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，所述第一丝杠(48)和所述第二丝杠(49)分别通过第一电机和第二电机驱动。
8.根据权利要求2所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，还包括连接轴(41)，所述连接轴(41)垂直于所述第一支撑横杆(441)，所述连接轴(41)的一端与所述第一支撑横杆(441)连接，所述连接轴(41)的另一端与所述平面并联机构(2)连接。
9.根据权利要求8所述的建筑用多喷头3D打印机，其特征在于，所述第一支撑横杆(441)还设置有第三电机(43)，所述第三电机(43)和所述连接轴(41)均设置有同步轮，通过同步带(42)连接所述第三电机(43)的同步轮和所述连接轴(41)的同步轮，所述连接轴(41)通过回转轴承与所述第一支撑横杆(441)连接。
10.一种装载车，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的建筑用多喷头3D打印机。
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