CN213563238U - 一种新型装配式构件工业化生产用建筑3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置，包括竖梁、竖梁升降驱动电机、竖梁纵向驱动电机、连接滑块、纵梁、纵梁滑块、纵梁驱动电机、龙门架、六轴机械臂、泵送设备和打印喷头；龙门架固定在打印平台上，纵梁滑块滑动连接在龙门架的横梁上，纵梁驱动电机固定在纵梁滑块上，纵梁驱动电机的输出齿轮与龙门架横梁的齿条啮合；纵梁的一端与纵梁滑块固定；连接滑块的两侧分别与竖梁的一侧以及纵梁的一侧滑动连接，竖梁升降驱动电机固定在连接滑块上，竖梁升降驱动电机的输出齿轮与竖梁的齿条啮合；竖梁纵向驱动电机固定在连接滑块的侧面，竖梁纵向驱动电机的输出齿轮与纵梁的齿条啮合。该装置提高了打印范围和速度。

Description

一种新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置

技术领域

本实用新型属于建筑加工设备技术领域，具体涉及一种新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置。

背景技术

建筑3D打印设备是实现建筑3D打印构件的基本手段，是发展装配式建筑的重要基础。当前建筑3D打印设备种类繁多，主要可以归为两大类，一类是实现X、Y、Z三轴为主的3D打印设备，另一类是基于多自由度机械臂的打印设备。这些设备虽然能够打印3D构件，但是打印范围有限，所打印的构件体积较小，难以满足墙这种大型构件的打印需求。

申请号为201911098949.9的文献公开了一种用于打印粗骨料混凝土的3D打印机，该打印机能够实现打印喷头X、Y和Z向的运动，通过驱动打印桌移动来实现打印喷头的Y向移动，导致打印碰头的运动灵活性差，而且打印喷头在Y向上的打印范围有限，难以适用于大型构件的打印。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置，包括竖梁、竖梁升降驱动电机、竖梁纵向驱动电机、连接滑块、纵梁、纵梁滑块、纵梁驱动电机、龙门架、六轴机械臂、泵送设备和打印喷头；其特征在于，

所述龙门架固定在打印平台上，纵梁滑块滑动连接在龙门架的横梁上，纵梁驱动电机固定在纵梁滑块上，纵梁驱动电机的输出齿轮与龙门架横梁的齿条啮合；纵梁的一端与纵梁滑块固定；连接滑块的两侧分别与竖梁的一侧以及纵梁的一侧滑动连接，竖梁升降驱动电机固定在连接滑块上，竖梁升降驱动电机的输出齿轮与竖梁的齿条啮合；竖梁纵向驱动电机固定在连接滑块的侧面，竖梁纵向驱动电机的输出齿轮与纵梁的齿条啮合；六轴机械臂的上端安装在竖梁的底部，打印喷头固定在六轴机械臂的末端；泵送设备的输出端通过泵送管道与打印喷头的输入端连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型将龙门架与六轴机械臂有机结合，克服了单纯依靠机械臂打印而出现的臂展范围有限的问题，提高了装置在空间中的打印范围和速度，在打印大型构件，尤其是装配式构件工业化批量生产时能显著提高打印效率；本实用新型适用于墙等大型构件的打印。

2.本实用新型能够提高打印的精度，实现高精度高效率的打印。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的龙门架的结构示意图以及纵梁滑块与龙门架横梁的安装示意图；

图3是本实用新型的连接滑块与竖梁以及纵梁的连接示意图；

图4是本实用新型的纵梁的结构示意图；

图5是本实用新型的竖梁升降驱动电机和竖梁纵向驱动电机与连接滑块的安装示意图；

图6是本实用新型的六轴机械臂与竖梁的安装示意图；

图中，1-竖梁；2-竖梁升降驱动电机；3-竖梁纵向驱动电机；4-连接滑块；5-纵梁；6-纵梁滑块；7-纵梁驱动电机；8-龙门架；9-六轴机械臂；10-泵送管道；11-打印喷头；12-泵送设备；

101-竖梁轨道；51-纵梁轨道；81-龙门架立柱；82-龙门架横梁；821-横梁轨道。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例，对本实用新型的技术方案进行描述。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型的技术方案，不限制本申请的保护范围。

本实用新型提供了一种新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置(简称打印装置，参见图1-6)，包括竖梁1、竖梁升降驱动电机2、竖梁纵向驱动电机3、连接滑块4、纵梁5、纵梁滑块6、纵梁驱动电机7、龙门架8、六轴机械臂9、泵送设备12和打印喷头11；

所述龙门架8包括龙门架横梁82和两个龙门架立柱81，两个龙门架立柱81固定于打印平台上，龙门架横梁82与两个龙门架立柱81上端固接；龙门架横梁82上具有横梁轨道821，横梁轨道821内侧具有横梁齿条(图中未画出)；纵梁滑块6滑动连接在横梁轨道821上，纵梁驱动电机7固定在纵梁滑块6上，纵梁驱动电机7的输出齿轮与横梁齿条啮合，实现纵梁滑块6在横梁轨道821上的滑动，进而实现纵梁5沿龙门架横梁82方向的运动；纵梁5的一端固定在纵梁滑块6上，另一端悬空；纵梁5的一侧具有沿长度方向的纵梁轨道51，纵梁轨道51内侧具有纵梁齿条(图中未画出)；

所述竖梁1的一侧具有沿长度方向的竖梁轨道101，竖梁轨道101内侧具有竖梁齿条(图中未画出)；连接滑块4的两侧分别与竖梁轨道101和纵梁轨道51滑动连接，竖梁升降驱动电机2固定在连接滑块4上，竖梁升降驱动电机2的输出齿轮与竖梁1的竖梁齿条啮合，实现竖梁1的升降运动；竖梁纵向驱动电机3固定在连接滑块4的侧面，竖梁纵向驱动电机3的输出齿轮与纵梁5的纵梁齿条啮合，实现竖梁1沿纵梁5方向的运动；六轴机械臂9倒挂式安装在竖梁1的底部，打印喷头11固定在六轴机械臂9的末端；泵送设备12放置在地面，其输出端通过泵送管道10与打印喷头11的输入端连接。

所述六轴机械臂9属于现有技术，由四个机械臂单元组成，从六轴机械臂9与竖梁1的连接端至六轴机械臂9的末端，各个机械臂单元的尺寸逐渐变小，下一节机械臂单元围绕上一节机械臂单元转动，这样不仅实现了六轴机械臂9在空间中任意转动，层层递进的尺寸也提高了打印精度，能够完成复杂构件的打印。

本实用新型的工作原理和工作过程是：

将待打印构件的三维模型经切片软件生成数控文件，并将数控文件导入打印装置的控制系统，打印装置读取数控文件，开始打印工序；

首先，启动纵梁驱动电机7，纵梁驱动电机7的输出齿轮沿着横梁齿条运动，使纵梁滑块6在横梁轨道821往复滑动，进而使纵梁5沿着龙门架横梁82往复运动，调节竖梁1在横向上的位置；启动竖梁纵向驱动电机3，竖梁纵向驱动电机3的输出齿轮沿着纵梁齿条运动，使连接滑块4在纵梁轨道51上往复滑动，进而使竖梁1沿着纵梁5往复运动，调节竖梁1在纵向上的位置；启动竖梁升降驱动电机2，竖梁升降驱动电机2的输出齿轮沿着竖梁齿条运动，使连接滑块4在竖梁轨道101上往复滑动，进而使竖梁1升降，调节竖梁1在竖直方向上的位置，进而将六轴机械臂9移动至工作区域内；

然后，通过六轴机械臂9带动打印喷头11运动，泵送设备12搅拌混凝土后将混凝土通过泵送管道10泵入打印喷头11，混凝土由打印喷头11挤出，混凝土层层堆叠，进行精细化打印。

本实施例规定沿龙门架横梁的方向为横向，在水平面上垂直于龙门架横梁的方向为纵向，在竖直面上垂直于龙门架横梁的方向为竖向。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (4)

1.一种新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置，包括竖梁、竖梁升降驱动电机、竖梁纵向驱动电机、连接滑块、纵梁、纵梁滑块、纵梁驱动电机、龙门架、六轴机械臂、泵送设备和打印喷头；其特征在于，

所述龙门架固定在打印平台上，纵梁滑块滑动连接在龙门架的横梁上，纵梁驱动电机固定在纵梁滑块上，纵梁驱动电机的输出齿轮与龙门架横梁的齿条啮合；纵梁的一端与纵梁滑块固定；连接滑块的两侧分别与竖梁的一侧以及纵梁的一侧滑动连接，竖梁升降驱动电机固定在连接滑块上，竖梁升降驱动电机的输出齿轮与竖梁的齿条啮合；竖梁纵向驱动电机固定在连接滑块的侧面，竖梁纵向驱动电机的输出齿轮与纵梁的齿条啮合；六轴机械臂的上端安装在竖梁的底部，打印喷头固定在六轴机械臂的末端；泵送设备的输出端通过泵送管道与打印喷头的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置，其特征在于，所述龙门架包括龙门架横梁和两个龙门架立柱，两个龙门架立柱固定于打印平台上，龙门架横梁与两个龙门架立柱上端固接；龙门架横梁上表面具有横梁轨道，横梁轨道内侧具有横梁齿条；纵梁滑块滑动安装在横梁轨道上。

3.根据权利要求1所述的新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置，其特征在于，所述纵梁的一侧具有沿轴向的纵梁轨道，纵梁轨道内侧具有纵梁齿条；连接滑块与纵梁轨道滑动连接。

4.根据权利要求1所述的新型装配式构件工业化生产用建筑3D打印装置，其特征在于，所述竖梁的一侧具有沿轴向的竖梁轨道，竖梁轨道内侧具有竖梁齿条；连接滑块与竖梁轨道滑动连接。

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