CN109304789B - 一种用于3d房屋打印机的螺旋输料头 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于3D房屋打印机的螺旋输料头，涉及3D房屋打印设备领域，该螺旋输料头主要用于与3D房屋打印机配合使用精确控制混凝土的输出量；螺旋输料头包括驱动装置、输料装置和联轴器，输料装置包括外层壳体、输送杆和固定座；输送杆的前端设置有螺旋叶，输送杆中部的外周面上设置有多个搅拌片。本发明实施例的螺旋输料头通过外加剂进入口添加外加剂，通过搅拌片对混凝土进行搅拌，可在输料过程中完成外加剂的添加，提高工作效率；通过控制电机的转速可精确控制混凝土的输出量；通过设置联轴器和法兰，可方便对输料头进行维修和保养，通过设置内衬管可避免对外层壳体造成磨损，延长输料头的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及3D房屋打印设备领域，具体涉及一种用于3D房屋打印机的螺旋输料头。
背景技术
三维打印技术又称为3D(Three Dimensions)打印技术，是一种以数字模型为基础，运用塑料或粉末状金属等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D房屋打印机出现于上世纪90年代，是运用3D打印技术设计的用于构造不同形式物体的机械设备。3D房屋打印机与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”层层叠加起来，最终把计算机设计的蓝图打印成实物。在3D打印技术的实现过程中，3D房屋打印机运用快速成型技术，集CAD(Computer Aided Design)建模、CAM(computer Aided Manufacturing)建模、激光技术、数控技术、化工、材料技术等于一体，通过计算机中三维建模软件设计并制作三维图纸，并以此创建的数字模型为基础，运用软件分层离散并通过数控技术读取分层文件信息，最终利用激光束、热熔喷嘴等方式将诸如塑料、金属粉末、陶瓷粉末等“打印材料”以物体截面分层堆积、粘结的方式叠加成型。目前，3D打印技术以其特有的优势，在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、家电、轻工、医学、考古、雕刻艺术等领域开始应用并展现出强大的发展潜力。
3D打印技术与传统技术相比，自动化程度高，由于其数字化制造的模式无需复杂的工艺和庞大的机床，同时亦可省去众多的人力，直接从计算机中获取图形数据便制造任意形状零件，这使得其应用范围可以延伸到很多工程制造领域，3D打印技术生成效率相比传统方式有着很大的提高，具有速度快、精度高、质量好等特点，可大大降低生产成本，提高对原材料和能源的利用率。
随着我国经济社会的发展，城市化建设的规模逐年加大，建筑工程存在一些值得关注和改进的方面。人工成本的提高、建筑工程带来的环境污染、管理模式的滞后、建筑材料与能源的浪费等问题开始受到行业和社会的关注。此外传统建筑工程施工工艺也存在劳动力需求量大、受气候环境影响大等问题。基于存在的这些问题，需要考虑新的建筑施工技术来解决，以求达到降低劳动力需求、提高自动化程度、减少建筑材料和能源消耗、减轻建筑工程环境污染等目的。
现有3D打印设备的输料头由于功能单一，当需向混凝土中添加外加剂时，需要在搅拌设备搅拌阶段就将其加入混凝土中，再将混合后的混凝土输送至指定位置，而且外加剂的比例无法随时改变；3D打印设备的输料头无法精确控制混凝土的输出量，此外，3D打印设备的输料头还存在拆卸不便和使用寿命短的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种用于3D房屋打印机的螺旋输料头，用以解决现有3D打印设备的输料头功能单一、无法精确控制混凝土的输出量、拆卸不便和使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种用于3D房屋打印机的螺旋输料头，所述用于3D房屋打印机的螺旋输料头包括驱动装置、输料装置和联轴器，所述输料装置包括外层壳体、输送杆和固定座，所述外层壳体的前端设置有出料嘴，所述外层壳体的后端与所述固定座连接，所述固定座上设置有通孔，所述输送杆设置于所述外层壳体内；所述输送杆的前端设置有螺旋叶，所述输送杆中部的外周面上设置有多个搅拌片，所述输送杆的后端可转动地安装于所述通孔内，并通过所述联轴器与所述驱动装置连接；所述外层壳体后端的外周面上设置有混凝土进入口和至少一个外加剂进入口。
优选的，所述外层壳体的前端设置有法兰，所述外层壳体的前端通过法兰与所述出料嘴连接。
优选的，所述外层壳体的后端设置有法兰，所述外层壳体的后端通过法兰与所述固定座连接。
优选的，所述驱动装置包括电机和减速机，所述电机的转轴与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端通过所述联轴器与所述输送杆的后端连接。
优选的，所述联轴器为梅花联轴器。
优选的，所述出料嘴的出料口小于所述出料嘴的进料口。
优选的，所述输料装置还包括内衬管，所述内衬管套设于所述外层壳体内，并与所述输送杆同轴设置。
优选的，所述减速机的壳体通过连接杆与所述固定座连接。
本发明实施例具有如下优点：本发明实施例的用于3D房屋打印机的螺旋输料头通过外加剂进入口添加外加剂，通过搅拌片对混凝土进行搅拌，可在输料过程中完成外加剂的添加，提高工作效率；通过控制电机的转速可精确控制混凝土的输出量；通过设置联轴器和法兰，可方便对输料头进行维修和保养，通过设置内衬管可避免对外层壳体造成磨损，延长输料头的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于3D房屋打印机的螺旋输料头的立体结构示意图。
图2为本发明实施例提供的用于3D房屋打印机的螺旋输料头处于分解状态下的结构示意图。
图3为图2中的用于3D房屋打印机的螺旋输料头沿轴线旋转180度之后的结构示意图。
附图标记说明：1、驱动装置；2、输料装置；3、联轴器；11、连接杆；12、电机；13、减速机；21、外层壳体；22、输送杆；23、固定座；24、出料嘴；25、内衬管；31、第一联轴件；32、第二联轴件；33、弹性体；211、混凝土进入口；212、外加剂进入口；221、螺旋叶；222、搅拌片。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1和2所示，用于3D房屋打印机的螺旋输料头包括驱动装置1、输料装置2和联轴器3，驱动装置1包括电机12和减速机13，电机12的转轴与减速机13的输入端连接，减速机13的输出端通过联轴器3与输送杆22的后端连接。减速机13用于通过降低转速并提高扭矩来驱动输送杆22转动。电机12的壳体通过螺栓与减速机13的壳体连接，减速机13的壳体通过四个连接杆11与固定座23连接，连接杆11的两端分别通过螺栓与减速机13的壳体、固定座23连接。
如图3所示，联轴器3在本实施例中为梅花联轴器，梅花联轴器包括第一联轴件31、第二联轴件32和弹性体33；第一联轴件31和第二联轴件32都设有中心孔，第一联轴件31靠近第二联轴件32的一端设置有三个凸齿，第二联轴件32靠近第一联轴件31的一端对应地设置有三个凸齿，弹性体33呈环状结构，弹性体33的外周面等距设置有多个条形凸楞，第一联轴件31套设于减速机13的输出轴并使用螺钉对其进行固定，第二联轴件32套设于输送杆22的后端并使用螺钉对其进行固定，第一联轴件31与第二联轴件32相互扣合，弹性体33安装在第一联轴件31和第二联轴件32之间，弹性体33的凸楞置于第一联轴件31和第二联轴件32的凸齿之间的空隙内。弹性体33的材质为聚氨酯，聚氨酯弹性体具有很强的耐化学腐蚀能力，可适应-40℃到80℃范围的温度，使用寿命内，无需润滑或维护，通过使用聚氨酯弹性体，可有效延长联轴器3的使用寿命。通过使用梅花联轴器，无需拆卸驱动装置1和输料装置2就能对弹性体33进行更换，同时还可提高输送杆22转动时的平稳性。
输料装置2包括外层壳体21、输送杆22和固定座23，外层壳体21呈管状结构，外层壳体21的前端和后端分别设置有法兰，外层壳体21的前端通过法兰与出料嘴24连接，外层壳体21的后端通过法兰与固定座23连接。通过设置法兰可方便对输料头进行快拆卸和安装。外层壳体21后端的外周面上设置有混凝土进入口211和两个外加剂进入口212，混凝土进入口211用于输入混凝土，外加剂进入口212用于输入外加剂，通过设置两个外加剂进入口212，可同时向混凝土中添加两种不同的外加剂，外加剂可以是缓凝剂、早强剂、速凝剂、膨胀剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。
出料嘴24的出料口小于出料嘴24的进料口，外层壳体21前端的混凝土通过出料嘴24的进料口进入出料嘴24内，由于出料口小于进料口，部分混凝土滞留在出料嘴24内，降低了外层壳体21内混凝土的运动速度，使混凝土在外层壳体21内停留的时间加长，搅拌的更均匀。
输送杆22设置于外层壳体21内，输送杆22的前端设置有螺旋叶221，螺旋叶221用于将混凝土通过出料嘴24输出外层壳体21，同时也可对混凝土起到一定的搅拌作用。输送杆22中部的外周面上设置有多个搅拌片222，搅拌片222与输送杆22焊接连接，搅拌片222通过随同输送杆22转动对混凝土进行搅拌，使混凝土在输料过程中就能与外加剂混合均匀，无需单独设置搅拌程序。固定座23呈圆形板状结构，固定座23的边缘设置有多个螺栓孔，螺栓孔内设置有与外层壳体21后端的法兰连接的螺栓。固定座23的中部设置有通孔，通孔内安装有轴承，轴承套设于输送杆22的后端，确保输送杆22的后端可在通孔内自由转动。
进一步的，为了防止混凝土对外层壳体21造成磨损，本实施例的输料装置2还包括内衬管25，内衬管25呈管状结构，内衬管25套设于外层壳体21内，内衬管25与输送杆22同轴设置，内衬管25的前端设置有法兰，内衬管25的法兰同样通过螺栓与出料嘴24的法兰连接。内衬管25的后端设置有与混凝土进入口211和外加剂进入口212对应的通孔，以便混凝土和外加剂可以通过通孔进入内衬管25内。输送杆22转动时，混凝土只与内衬管25发生摩擦，由于内衬管25损坏后可快速对其进行更换，不会对外层壳体21造成磨损，有效延长外层壳体21的使用寿命。同时，内衬管25与外层壳体21构成一个双层结构，双层结构可有效降低输送杆22输送混凝土时产生的噪音，避免产生噪音污染。
本实施例的用于3D房屋打印机的螺旋输料头通过外加剂进入口212添加外加剂，通过搅拌片222对混凝土进行搅拌，可在输料过程中完成外加剂的添加，提高3D房屋打印机的工作效率；通过设置联轴器3和法兰，可方便对输料头进行快速维修和保养，通过设置内衬管25可避免对外层壳体21造成磨损，延长输料头的使用寿命。
工作原理：本实施例的用于3D房屋打印机的螺旋输料头主要用于与3D房屋打印机配合使用，使用过程中通过控制电机12的转速可精确控制混凝土的输出量。工作时，电机12通过减速机13和联轴器3驱动输送杆22转动，通过控制电机12的转速，便可实现对用于3D房屋打印机的螺旋输料头的精确控制；混凝土通过混凝土进入口211进入内衬管25，同时两种不同的外加剂分别通过两个外加剂进入口212进入内衬管25，混凝土和外加剂在搅拌片222的搅拌作用下混合，并在螺旋叶221的推送作用下向出料嘴24运动，出料嘴24的出料口小于出料嘴24的进料口，部分混凝土滞留在出料嘴24内，降低了外层壳体21内混凝土的运动速度，使混凝土在外层壳体21内停留的时间加长，搅拌的更均匀。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (4)
1.一种用于3D房屋打印机的螺旋输料头，其特征在于，所述用于3D房屋打印机的螺旋输料头包括驱动装置、输料装置和联轴器，所述输料装置包括外层壳体、输送杆和固定座，所述外层壳体的前端设置有出料嘴，所述外层壳体的后端与所述固定座连接，所述固定座上设置有通孔，所述输送杆设置于所述外层壳体内；所述输送杆的前端设置有螺旋叶，所述输送杆中部的外周面上设置有多个搅拌片，所述输送杆的后端可转动地安装于所述通孔内，并通过所述联轴器与所述驱动装置连接；所述外层壳体后端的外周面上设置有混凝土进入口和至少一个外加剂进入口，所述外层壳体的前端设置有法兰，所述外层壳体的前端通过法兰与所述出料嘴连接，所述外层壳体的后端设置有法兰，所述外层壳体的后端通过法兰与所述固定座连接，所述驱动装置包括电机和减速机，所述电机的转轴与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端通过所述联轴器与所述输送杆的后端连接；
所述输料装置还包括内衬管，所述内衬管呈管状结构，所述内衬管套设于所述外层壳体内，并与所述输送杆同轴设置，所述内衬管的前端设置有法兰，所述内衬管的法兰通过螺栓与所述出料嘴的法兰连接，所述内衬管的后端设置有与所述混凝土进入口和所述外加剂进入口对应的通孔，所述内衬管与所述外层壳体构成一个双层结构。
2.根据权利要求1所述的用于3D房屋打印机的螺旋输料头，其特征在于，所述联轴器为梅花联轴器。
3.根据权利要求1所述的用于3D房屋打印机的螺旋输料头，其特征在于，所述出料嘴的出料口小于所述出料嘴的进料口。
4.根据权利要求1所述的用于3D房屋打印机的螺旋输料头，其特征在于，所述减速机的壳体通过连接杆与所述固定座连接。
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| CN109304789A (zh) | 2019-02-05 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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