CN112832522A - 墙面3d打印机器人及其打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种墙面3D打印机器人及其打印方法，架体上安装有爬升提升机，其中，所述架体内安装有供料装置、控制器，所述架体一侧表面安装有横向驱动组件，所述横向驱动组件上安装有竖向驱动组件；所述竖向驱动组件上安装有伸缩组件，所述伸缩组件上安装有出料嘴，所述供料装置连接所述出料嘴；所述架体安装有所述横向驱动组件的表面还安装有防移位组件，所述架体相对的另一表面安装有推力组件。本发明解决了现有技术中高楼大面积3D打印的难题，将供料装置及驱动出料嘴的组件安装在由爬升提升机驱动的架体中，配合防移位组件及推力组件，使得出料嘴可以提升至设定高度，在稳定的环境下进行高精度的打印。
Description
技术领域
本发明涉及一种墙面打印机器人及打印方法，尤其涉及一种墙面3D打印机器人及其打印方法。
背景技术
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
随着3D打印技术的不断进步，越来越多的东西可以通过3D打印技术来制造，现有专利：申请号：201920719695.7，公开一种墙面3D打印设备，用于数字化施工墙面，包括3D打印装置、设置在所述3D打印装置上的机械臂组以及设置在所述机械臂组远离所述打印装置一端的出料嘴组件，其中，所述机械臂组端部设有驱动所述出料嘴组件自转的旋转装置。通过旋转装置驱动所述出料嘴组件自转，实现3D打印设备多个位置的打印。
该专利公开了一种墙面3D打印的装置，其通过机械臂带动出料嘴组件进行打印，但其具有以下缺点：受限于行程及结构，无法进行高楼及大面积的打印。
因此，本发明致力于一种能够进行大面积高楼3D打印的机器人及方法。
发明内容
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种墙面3D打印机器人，架体上安装有爬升提升机，其中，所述架体内安装有供料装置、控制器，所述架体一侧表面安装有横向驱动组件，所述横向驱动组件上安装有竖向驱动组件；所述竖向驱动组件上安装有伸缩组件，所述伸缩组件上安装有出料嘴，所述供料装置连接所述出料嘴；所述架体安装有所述横向驱动组件的表面还安装有防移位组件，所述架体相对的另一表面安装有推力组件。
如上所述的墙面3D打印机器人，其中，所述架体上安装有平衡机构；所述平衡机构包括：第一直线滑轨、第一滑块、配重块，所述第一滑块安装在所述第一直线滑轨的滑动部分上，所述配重块安装在所述滑块上；还包括：倾角传感器，所述倾角传感器安装在所述架体上，所述倾角传感器、所述平衡机构连接所述控制器。
如上所述的墙面3D打印机器人，其中，所述防移位组件包括：多根防移位杆上可转动的安装有橡胶轮，所述橡胶轮的轮轴水平设置；所述推力组件，包括多个风机，所述风机通过机械手臂安装在所述架体上，所述架体上安装有风向风速传感器，所述风机、所述机械手臂、所述风向风速传感器均连接所述控制器。
如上所述的墙面3D打印机器人，其中，所述供料装置包括：浆料存储仓的出料口上安装有出料泵，所述出料泵的出口安装有输料管，所述输料管连接所述出料嘴，所述浆料存储仓内安装有搅拌装置。
如上所述的墙面3D打印机器人，其中，所述横向驱动组件包括：多根第二直线导轨水平设置，所述第二直线导轨的滑动部上安装有第二滑块，所述竖向驱动组件包括：第三直线导轨竖直设置，所述第三直线导轨安装在多个所述第二滑块上，所述第三直线导轨的滑动部上安装有第三滑块，所述伸缩组件安装在所述第三滑块上。
如上所述的墙面3D打印机器人，其中，所述伸缩组件为：锁紧气缸。
如上所述的墙面3D打印机器人，其中，所述出料嘴一侧安装有距离传感器、色彩传感器，所述距离传感器、所述色彩传感器连接所述控制箱。
一种墙面3D打印方法，其中，包括：
步骤1：对目标墙面进行建模，设定3D打印范围；
步骤2：将目标打印体等比例与目标墙面组合，生成3D打印数据；
步骤3：移动架体至设定高度；
步骤4：出料嘴移动移动至设定位置；
步骤5：供料装置进行供料，根据打印数据移动出料嘴，进行3D打印；
步骤6：完成设定高度3D打印后，爬升提升机动作，将架体下降设定距离；
步骤7：重复步骤4～7直至完成所有3D打印数据的打印。
如上所述的墙面3D打印方法，其中，步骤4包括：
步骤4.1：横向运动组件配合竖向运动组件动作，伸缩组件移动至设定位置；
步骤4.2：距离传感器获取距离数据，伸缩组件动作至与墙面设定间距。
如上所述的墙面3D打印方法，其中，架体处于静止状态时，风向风速传感器获取风向风速数据，控制器根据风向风速数据控制机械手臂动作，风机运转产生抵消对应风向风力的推力；倾角传感器实时获取架体倾角数据，控制第一直线滑轨动作，带动配重块移动直至倾角数据为0。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中高楼大面积3D打印的难题，将供料装置及驱动出料嘴的组件安装在由爬升提升机驱动的架体中，配合防移位组件及推力组件，使得出料嘴可以提升至设定高度，在稳定的环境下进行高精度的打印。
附图说明
图1是本发明墙面3D打印机器人的结构主视示意图；
图2是本发明墙面3D打印机器人的结构侧视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
图1是本发明墙面3D打印机器人的结构主视示意图，图2是本发明墙面3D打印机器人的结构侧视示意图，一种墙面3D打印机器人，架体1上安装有爬升提升机2，其中，架体1内安装有供料装置10、控制器，架体1一侧表面安装有横向驱动组件3，横向驱动组件3上安装有竖向驱动组件4；竖向驱动组件4上安装有伸缩组件5，伸缩组件5上安装有出料嘴7，供料装置10连接出料嘴7；架体1安装有横向驱动组件3的表面还安装有防移位组件，架体1相对的另一表面安装有推力组件。爬升提升机2配合钢绳将架体1提升至设定高度。防移位组件与推力组件配合，使得架体1在设定高度保持稳定，从而不易出现外部环境影响打印质量的情况。控制器控制横向驱动组件3、竖向驱动组件4及伸缩组件5动作，将出料嘴7移动至设定位置，供料装置10工作，通过供料管将物料泵至出料嘴7进行打印。
进一步的，架体1上安装有平衡机构；平衡机构包括：第一直线滑轨、第一滑块、配重块，第一滑块安装在第一直线滑轨的滑动部分上，配重块安装在滑块上；还包括：倾角传感器，倾角传感器安装在架体1上，倾角传感器、平衡机构连接控制器。打印过程中，出料嘴7、供料管、竖向驱动组件4均根据控制器的控制移动，移动过程中会造成架体1的中心偏移，架体1出现轻微倾斜，通过平衡结构上的配重块动作，可以进行配重，解除中心的偏移，使得架体1始终保持在水平，从而可以保证打印的精度。
进一步的，防移位组件包括：多根防移位杆8上可转动的安装有橡胶轮9，橡胶轮9的轮轴水平设置；推力组件，包括多个风机11，风机11通过机械手臂12安装在架体1上，架体1上安装有风向风速传感器，风机11、机械手臂12、风向风速传感器均连接控制器。
在本发明的实施过程中，防移位杆8可以采锁紧气缸，通过控制器控制其伸缩，用户可以以此来规避障碍物。橡胶轮9可以与墙面紧贴，橡胶轮9可以在竖直方向上滚动，并且在水平方向上提供摩擦力，避免其横移，并其由于控制器连接风向风速传感器，使得控制器可以直接获得架体1工作环境下的风力情况，控制器可以根据需要打开风机11，并控制机械手臂12动作调整角度，风机11朝着墙面施加压力的同时可以产生一定的侧向力，与橡胶轮9一起保持架体1的横向稳定。
进一步的，供料装置10包括：浆料存储仓的出料口上安装有出料泵，出料泵的出口安装有输料管，输料管连接出料嘴7，浆料存储仓内安装有搅拌装置。本发明采用了现有技术中的供料方式。
进一步的，横向驱动组件3包括：多根第二直线导轨水平设置，第二直线导轨的滑动部上安装有第二滑块，竖向驱动组件4包括：第三直线导轨竖直设置，第三直线导轨安装在多个第二滑块上，第三直线导轨的滑动部上安装有第三滑块，伸缩组件5安装在第三滑块上。
进一步的，伸缩组件5为：锁紧气缸。锁紧气缸可以保证伸缩的精度。
进一步的，出料嘴7一侧安装有距离传感器6、色彩传感器，距离传感器6、色彩传感器连接控制箱。可以获取出料嘴7对应位置的距离信息及色彩信息，从而实现对墙面是否有进行打印以及打印头距离数据的获取。
本发明还公开了一种墙面3D打印方法，其中，包括：
步骤1：对目标墙面进行建模，设定3D打印范围；
步骤2：将目标打印体等比例与目标墙面组合，生成3D打印数据；
步骤3：移动架体至设定高度；
步骤4：出料嘴移动移动至设定位置；
步骤5：供料装置进行供料，根据打印数据移动出料嘴，进行3D打印；
步骤6：完成设定高度3D打印后，爬升提升机动作，将架体下降设定距离；
步骤7：重复步骤4～7直至完成所有3D打印数据的打印。
具体的，在本发明的实施过程中，如果需要进行较大范围的打印，则供料装置的存储量可能无法满足整个打印过程的需要，因此，在液位传感器获取供料装置内低于设定值的时候，则需要中断打印步骤，记录当前打印数据后，将架体下降至地面，完成供料装置的补料后，继续提升至记录的当前打印数据位置，继续打印。
进一步的，步骤4包括：
步骤4.1：横向运动组件配合竖向运动组件动作，伸缩组件移动至设定位置；
步骤4.2：距离传感器获取距离数据，伸缩组件动作至与墙面设定间距。
本发明的控制器可以根据防移位组件的伸缩长度获取架体与墙面的距离，进而换算出出料嘴与墙面的距离，通过距离传感器可以获取已经打印的厚度。
进一步的，架体处于静止状态时，风向风速传感器获取风向风速数据，控制器根据风向风速数据控制机械手臂动作，风机运转产生抵消对应风向风力的推力；倾角传感器实时获取架体倾角数据，控制第一直线滑轨动作，带动配重块移动直至倾角数据为0。
在本发明的一个实施例中，如果碰到超过架体本身长度的3D打印目标，则可以采用横向驱动组件伸出至架体范围外的结构，整个3D打印的过程都在架体的一侧进行，从而防移位组件中的橡胶轮上下滚动都不会对3D打印目标产生干扰。爬升提升机带动架体在竖向下降，完成3D打印目标中一个竖向部分的打印后，调整上部的钢绳固定结构，架体随着钢绳移动至另一竖向部分，继续进行打印。由于横向驱动组件伸出了架体的范围，使得整体架体中心偏离量较大，架体会产生一定的侧倾，因此，倾角传感器实时获取倾斜情况，控制第一直线滑轨动作，使得架体始终保持水平，保证了打印的精度。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员可以无需创造性劳动或者通过软件编程就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种墙面3D打印机器人，架体上安装有爬升提升机，其特征在于，所述架体内安装有供料装置、控制器，所述架体一侧表面安装有横向驱动组件，所述横向驱动组件上安装有竖向驱动组件；所述竖向驱动组件上安装有伸缩组件，所述伸缩组件上安装有出料嘴，所述供料装置连接所述出料嘴；所述架体安装有所述横向驱动组件的表面还安装有防移位组件，所述架体相对的另一表面安装有推力组件。
2.根据权利要求1所述的墙面3D打印机器人，其特征在于，所述架体上安装有平衡机构；所述平衡机构包括：第一直线滑轨、第一滑块、配重块，所述第一滑块安装在所述第一直线滑轨的滑动部分上，所述配重块安装在所述滑块上；还包括：倾角传感器，所述倾角传感器安装在所述架体上，所述倾角传感器、所述平衡机构连接所述控制器。
3.根据权利要求1所述的墙面3D打印机器人，其特征在于，所述防移位组件包括：多根防移位杆上可转动的安装有橡胶轮，所述橡胶轮的轮轴水平设置；所述推力组件，包括多个风机，所述风机通过机械手臂安装在所述架体上，所述架体上安装有风向风速传感器，所述风机、所述机械手臂、所述风向风速传感器均连接所述控制器。
4.根据权利要求1所述的墙面3D打印机器人，其特征在于，所述供料装置包括：浆料存储仓的出料口上安装有出料泵，所述出料泵的出口安装有输料管，所述输料管连接所述出料嘴，所述浆料存储仓内安装有搅拌装置。
5.根据权利要求1所述的墙面3D打印机器人，其特征在于，所述横向驱动组件包括：多根第二直线导轨水平设置，所述第二直线导轨的滑动部上安装有第二滑块，所述竖向驱动组件包括：第三直线导轨竖直设置，所述第三直线导轨安装在多个所述第二滑块上，所述第三直线导轨的滑动部上安装有第三滑块，所述伸缩组件安装在所述第三滑块上。
6.根据权利要求1所述的墙面3D打印机器人，其特征在于，所述伸缩组件为：锁紧气缸。
7.根据权利要求4所述的墙面3D打印机器人，其特征在于，所述出料嘴一侧安装有距离传感器、色彩传感器，所述距离传感器、所述色彩传感器连接所述控制箱。
8.一种墙面3D打印方法，其特征在于，包括：
步骤1：对目标墙面进行建模，设定3D打印范围；
步骤2：将目标打印体等比例与目标墙面组合，生成3D打印数据；
步骤3：移动架体至设定高度；
步骤4：出料嘴移动移动至设定位置；
步骤5：供料装置进行供料，根据打印数据移动出料嘴，进行3D打印；
步骤6：完成设定高度3D打印后，爬升提升机动作，将架体下降设定距离；
步骤7：重复步骤4～7直至完成所有3D打印数据的打印。
9.根据权利要求8所述的墙面3D打印方法，其特征在于，步骤4包括：
步骤4.1：横向运动组件配合竖向运动组件动作，伸缩组件移动至设定位置；
步骤4.2：距离传感器获取距离数据，伸缩组件动作至与墙面设定间距。
10.根据权利要求8所述的墙面3D打印方法，其特征在于，架体处于静止状态时，风向风速传感器获取风向风速数据，控制器根据风向风速数据控制机械手臂动作，风机运转产生抵消对应风向风力的推力；倾角传感器实时获取架体倾角数据，控制第一直线滑轨动作，带动配重块移动直至倾角数据为0。
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| CN (1) | CN112832522A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105382260A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-09 | 上海建工集团股份有限公司 | 一种用于3d打印的连续爬升装置及方法 |
| CN206408939U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-08-15 | 沈阳航博自动化科技有限公司 | 一种3d墙体打印机器人 |
| CN206661515U (zh) * | 2017-04-10 | 2017-11-24 | 年双红 | 一种全方位高空喷涂机器人 |
| CN109318605A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-12 | 利生活(上海)智能科技有限公司 | 建筑外立面智能化打印机器人及其打印方法 |
| WO2020152542A1 (en) * | 2019-01-21 | 2020-07-30 | Gaayatri Yarlagadda | Method for building construction using three-dimensional printer |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105382260A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-09 | 上海建工集团股份有限公司 | 一种用于3d打印的连续爬升装置及方法 |
| CN206408939U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-08-15 | 沈阳航博自动化科技有限公司 | 一种3d墙体打印机器人 |
| CN206661515U (zh) * | 2017-04-10 | 2017-11-24 | 年双红 | 一种全方位高空喷涂机器人 |
| CN109318605A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-12 | 利生活(上海)智能科技有限公司 | 建筑外立面智能化打印机器人及其打印方法 |
| WO2020152542A1 (en) * | 2019-01-21 | 2020-07-30 | Gaayatri Yarlagadda | Method for building construction using three-dimensional printer |
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