CN216239794U - 打印装置和机器人 - Google Patents

Abstract

本申请属于建筑打印技术领域，具体涉及一种打印装置和机器人，包括：混合挤出仓，设有进料口和出料口；挤出嘴，活动设于所述出料口处，并通过所述出料口与所述混合挤出仓的内部连通，以便于出料；变向组件，包括变向驱动件和变向传动件，所述变向驱动件设于所述混合挤出仓的外部，所述变向传动件的一端与所述变向驱动件相连，另一端与所述挤出嘴连接，所述变向驱动件能够驱动所述变向传动件运动，以带动所述挤出嘴绕所述出料口的轴线进行转动。本申请的方案可根据打印路径，以及在打印线条的弯角或者打印渐变曲线时，选择挤出嘴的合适转动方向，实现连续曲线打印，可有效的增加打印效率以及获得更高的打印成品率。

Description

打印装置和机器人

技术领域

本申请涉及建筑打印技术领域，具体而言，涉及一种打印装置和机器人。

背景技术

目前，机器人技术发展已经比较完善，应用于很多的领域。3D打印机也是一种技术成熟的产品，可以打印塑料或者金属制品；3D打印机也逐渐应用于建筑领域，对建筑打印提供了更多的便捷性。

但是传统的3D打印机在打印建筑物料时，打印装置存在打印效果差以及打印效率低下等问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种打印装置和机器人，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本申请第一方面提供了一种打印装置，包括：

混合挤出仓，设有进料口和出料口；

挤出嘴，活动设于所述出料口处，并通过所述出料口与所述混合挤出仓的内部连通，以便于出料；

变向组件，包括变向驱动件和变向传动件，所述变向驱动件设于所述混合挤出仓的外部，所述变向传动件的一端与所述变向驱动件相连，另一端与所述挤出嘴连接，所述变向驱动件能够驱动所述变向传动件运动，以带动所述挤出嘴绕所述出料口的轴线进行转动。

在本申请的一种示例性实施例中，所述变向传动件设于所述混合挤出仓的内部。

在本申请的一种示例性实施例中，所述变向传动件包括变向传动轴、变向主动齿轮和变向传动齿轮；其中，

所述变向传动轴的一端外部套设有所述变向传动齿轮，另一端通过至少一个连接筋与所述挤出嘴相连；

所述变向主动齿轮与所述变向驱动件相连，并与所述变向传动齿轮相啮合，所述变向主动齿轮在所述变向驱动件的驱动下能够进行传动。

在本申请的一种示例性实施例中，所述挤出嘴包括：

安装板，活动设于所述出料口处，且密封所述出料口；

出料部，设于所述安装板的中心区域，且所述出料部具有与所述混合挤出仓的内部连通的挤出孔；

其中，所述变向传动轴通过所述连接筋与所述安装板和/或所述出料部连接。

在本申请的一种示例性实施例中，

沿所述挤出孔的进入端至其出口端，所述挤出孔的径向截面面积逐渐减小；和/或

所述挤出孔的径向截面呈椭圆形或长方形。

在本申请的一种示例性实施例中，所述打印装置还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌件和搅拌驱动件；

所述搅拌驱动件设于所述混合挤出仓的外部；

所述搅拌件设于所述混合挤出仓的内部，所述搅拌件在所述搅拌驱动件的驱动下进行转动。

在本申请的一种示例性实施例中，所述搅拌件设有贯穿的装配通孔；

其中，所述变向传动件的至少部分穿过所述装配通孔，并与所述挤出嘴相连。

在本申请的一种示例性实施例中，所述搅拌件包括搅拌主动齿轮、搅拌从动齿轮、搅拌杆和螺旋叶片；其中，

所述搅拌主动齿轮与所述搅拌驱动件连接，并能够在所述搅拌驱动件的驱动下进行转动；

所述搅拌从动齿轮套设于所述搅拌杆的外部，并于所述搅拌主动齿轮相啮合；

所述螺旋叶片呈螺旋状，且螺旋设于所述搅拌杆的外部。

在本申请的一种示例性实施例中，所述螺旋叶片包括：

搅拌部，套设于所述搅拌杆的外部；以及

挤出部，套设于所述搅拌杆的外部，且位于所述搅拌部靠近所述出料口的一侧；

其中，所述挤出部的螺旋外径小于所述搅拌部的螺旋外径。

在本申请的一种示例性实施例中，在所述搅拌杆的轴向上：所述搅拌部各处的螺旋外径相等，所述挤出部各处的螺旋外径相等。

在本申请的一种示例性实施例中，所述混合挤出仓包括相连的混合仓和挤出仓，所述挤出仓的底部设有所述出料口，所述混合仓的顶部固定设有所述变向驱动件和所述搅拌驱动件；其中，

所述挤出仓的内径小于所述混合仓的内径；和/或

所述搅拌部设于所述混合仓内，所述挤出部设于所述挤出仓内。

在本申请的一种示例性实施例中，

所述混合仓与所述挤出仓共轴线设置；和/或

所述挤出嘴与所述挤出仓共轴线设置；和/或

所述挤出嘴与所述搅拌杆共轴线设置。

在本申请的一种示例性实施例中，所述混合挤出仓还设有安装口，所述安装口用于与机械臂连接。

本申请第二方面提供了一种机器人，包括：

工作台；

机械臂，设于所述工作台上；

打印装置，包括混合挤出仓、挤出嘴和变向组件，所述混合挤出仓设有安装口、进料口和出料口；所述打印装置通过所述安装口与所述机械臂的末端连接；所述挤出嘴活动设于所述出料口处，并通过所述出料口与所述混合挤出仓的内部连通，以便于出料；所述变向组件包括变向驱动件和变向传动件，所述变向驱动件设于所述混合挤出仓的外部，所述变向传动件的一端与所述变向驱动件相连，另一端与所述挤出嘴连接，所述变向驱动件能够驱动变向传动件驱动所述挤出嘴绕所述出料口的轴线进行转动；

控制系统，设于所述工作台上，并与所述机械臂和所述变向驱动件相连，所述控制系统能够控制所述机械臂和所述变向驱动件运动，以使所述机械臂的末端按照规划行走路径运动，并使所述挤出嘴按照规划角度进行转动。

本申请的一种示例性实施例中，所述机器人还包括输送系统，所述输送系统包括：

支撑架；

物料箱，用于承载物料；

输送泵，设于所述物料箱处，并与所述控制系统相连，所述输送泵在所述控制系统的控制下能够抽取所述物料箱中的物料；

输送管道，安装于所述支撑架处，且所述输送管道的一端与所述输送泵相连，另一端与所述混合挤出仓的所述进料口相连，以用于将所述输送泵抽取的物料输送至所述混合挤出仓。

本申请方案的打印装置和机器人具有以下有益效果：

通过变向驱动件和变向传动件的驱动和传动作用，调节挤出嘴的转动角度，使其按照预设的打印路径进行打印，控制建筑物料的打印效果以及提高建筑物料的打印成品率；机器人能够按照预设的行走路径，控制机械臂末端的行走路径和打印装置的挤出嘴的转动角度，以此来实现不限于纯平面的连续打印，保证了打印成品的打印效果，以及提高了打印成品的打印效率。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践习得。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了一相关技术中打印装置的示意图；

图2示出了另一相关技术中打印装置的示意图；

图3示出了本申请中打印装置的打印路径示意图；

图4示出了本申请中打印装置的结构示意图；

图5示出了图4中打印装置的后视图；

图6示出了图4中打印装置的左视图；

图7示出了打印装置一个状态下的结构示意图；

图8示出了打印装置另一个状态下的结构示意图；

图9示出了本申请中搅拌件结构示意图；

图10示出了本申请中搅拌件的主视图；

图11示出了本申请中变向组件和搅拌组件配合后的结构示意图；

图12示出了本申请中变向传动轴、搅拌杆和连接筋配合后的结构局部示意图；

图13示出了本申请中机器人的结构示意图；

图14示出了本申请中控制系统的控制方法流程图。

1、第一打印头；2、第二打印头；100、混合挤出仓；101、混合仓；1011、进料口；1012、安装口；102、挤出仓；1021、出料口；200、挤出嘴；201、安装板；202、出料部；203、挤出孔；300、变向组件；301、变向驱动件；3011、变向驱动电机；3012、变向减速电机；302、变向传动件；3021、变向传动轴；3022、变向传动齿轮；3023、连接筋；400、搅拌组件；401、搅拌件；401a、装配通孔；4011、搅拌从动齿轮；4012、搅拌杆；4013、螺旋叶片；4013a、搅拌部；4013b、挤出部；402、搅拌驱动件；4021、搅拌驱动电机；4022、搅拌减速电机；500、工作台；600、机械臂；700、打印装置；800、控制系统；900、输送系统；901、支撑架；902、物料箱；903、输送管道。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

下面结合附图和具体实施例对本公开作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本公开各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。

相关技术中，机器人按照预设的打印路径，打印头按照打印路径进行打印，例如，图1中示出了第一打印头1的打印路径，第一打印头1按照图中箭头所指方向进行从下往上直线往复打印，打印方式比较单一，且打印效率低下；图2中示出的另一机器人打印装置的打印路径，第二打印头2按照箭头所指方向进行直线往复打印，而且打印方向从下往上堆叠打印，此种方式进行曲线打印时，在遇到弯角或渐变曲线时，需要进行断续打印，并不能连续对建筑物料进行打印，而且采用此种方式，在弯角处会形成打印效果差，打印出的成品效果不好等问题。

基于此，本申请实施例提供了一种打印装置，主要用于3D打印技术领域，针对物料进行打印，如图3所示，能针对曲线打印路径，进行连续打印，打印效果更好。

需要说明的是，打印装置并不限于3D打印领域，也可用于其他打印技术领域；此外，本申请提及的物料包括但不限于水泥、混凝土、黏土和沙土。

如图4所示，本申请实施例的打印装置可包括用于容纳打印物料的混合挤出仓100、挤出嘴200和变向组件300。

其中，混合挤出仓100包括有相连的混合仓101和挤出仓102，混合仓101设有用于输入物料的进料口1011和用于与机械臂600安装的安装口1012，安装口1012开设于混合仓101的上，并具有多个螺纹孔，通过螺栓等固定方式与机械臂600固定连接，以便于机械臂600能够精准的控制打印装置700。

需要说明的是，安装口1012可以采用截面为圆形、方形或椭圆形的形状，但不限于此，只要能与机械臂600相互连接即可；此外，安装口1012可开设在混合仓101的外壁上也可开设于挤出仓102的外壁上，安装口1012的开设位置不限于此，只要能与机械臂600能够连接即可。

进一步地，如图5和图6所示，进料口1011设置在混合仓101的上半部的外壁处，且倾斜设置，以便于流质物料的流入；混合仓101与挤出仓102相互连通，因此，混合仓101流入的物料会流入挤出仓102内，而挤出仓102的底部开设有出料口1021，因此，出料口1021以用于挤出流质物料，完成建筑成品的打印。

示例的，根据流质物料的特性，且为了更加便于物料的流动，如图5和图6所示，将出料口1021设置在挤出仓102的底部；此外，为了挤出的物料更加规整且混合仓101和挤出仓102装配更加方便，因此，将混合仓101和挤出仓102共轴线设置。

需要说明的是，本申请中的进料口1011也可设置在混合仓101的顶部，出料口1021也可设在挤出仓102的侧壁上，主要能够完成进料和出料即可。此外，混合仓101为储料仓，主要为挤出仓102提供物料，因此，为了防止挤出仓102物料不足，影响打印效果，圆柱体状的混合仓101的直径大于圆柱体状的挤出仓102的直径。

如图5和图6所示，进一步地，为了保证物料的完整流出，以及在不影响打印效率的情况下，在挤出仓102底部的出料口1021处活动设置该挤出嘴200，挤出嘴200与挤出仓102内部相互连通，内部的物料能够通过挤出嘴200流出，以此来进行3D打印；为了使得挤出的物料成型更好且更加工整连续，可将挤出嘴200与出料口1021共轴线设置。

其中，如图6和图7所示，挤出嘴200至少包括有活动安装在出料口1021处的安装板201和设置在安装板201中心处的出料部202，设置在出料口1021处的安装板201还可对出料口1021进行密封，防止其挤出仓102内的物料流出，且出料部202还开设有与挤出仓102内部相互连通的挤出孔203；挤出孔203包括进入端和出口端，其中进入端朝向挤出仓102的内部，用于引出物料；相反地，出口端位于挤出仓102的外部，便于进行打印。

需要说明的是，该挤出孔203沿进入端至出口端的径向截面面积逐渐减小，和/或挤出孔203的径向截面呈椭圆形或长方形，以此来控制物料的成型和流动速度；具体地，挤出孔203采用扁形打印头来进行打印堆叠物料，在打印线条的弯角或者打印渐变曲线时，变向组件300能根据打印路径驱动打印孔转动合适的角度。

其中，如图11和12所示，变向组件300包括有变向驱动件301和变向传动件302，变向驱动件301固定安装在混合仓101的外壁上，具体设置在混合仓101的顶部外壁上，以此来节省空间；而变向传动件302的一端与变向驱动件301转动相连，另一端与挤出嘴200相连，变向传动件302在变向驱动件301的驱动作用下，带动挤出嘴200绕出料口1021的轴线进行转动，以此来根据所需打印路径，改变挤出嘴200的角度，从而更改打印效果和打印成品率。

需要说明的是，本申请实施例中提到的变向传动件302可与挤出嘴200固定相连，也可与挤出嘴200活动相连，能够带动挤出嘴200转动的连接方式即可；此外，挤出嘴200的轴线可与出料口1021的轴线共线。

示例地，如图4、图5和图6所示，变向驱动件301可以为变向驱动电机和变向减速电机的两个电机，也可为变向驱动电机或变向减速电机中的任一一个电机，只要能驱动和控制变向传动件302即可；在本实施例中，采用变向驱动电机和变向减速电机共同使用，变向驱动电机和变向减速电机均可设置在混合仓101的顶部外壁上，且并排设置，便于安装，节省空间，不会互相影响转动。

其中，如图4、图5和图6所示，变向传动件302可以设置在混合仓101和挤出仓102的内部，也可设置在混合仓101和挤出仓102的外部；设置在其内部时，节省打印装置700所占用的空间，也可对挤出嘴200进行更好地控制驱动；设置在其外部时，维修、装配更加简单，操作可视化。在本实施例中，变向传动件302设置在混合仓101和挤出仓102的内部。

一种可选地实施例，如图11所示，变向传动件302包括变向传动轴3021、变向主动齿轮(图中未示出)和变向传动齿轮3022，变向传动轴3021的一端套设有该变向传动齿轮3022，且与其固定连接，另一端与挤出嘴200固定连接，而变向主动齿轮(图中未示出)固定套设在变向驱动电机或变向减速电机的输出轴上，且与变向传动齿轮3022相互啮合，以便于变向驱动电机或变向减速电机驱动变向传动轴3021进行转动，从而带动挤出嘴200绕出料口1021的轴线转动。

需要说明的是，变向传动轴3021中的变向传动齿轮3022与变向驱动件301中的变向主动齿轮(图中未示出)齿轮啮合时，可采用平行啮合也可采用垂直啮合的方式，但不限于此，在本实施例中，采用平行啮合的方式，使得整体结构简单，转换效果好。

另一种可选地实施例，变向驱动电机或变向减速电机的输出轴和变向传动轴3021也可采用直连、平键、花键、联轴器或采用直角转换器等传递扭矩的形式，以此来节省打印装置700的空间；但连接方式不限于此，变向驱动电机或变向减速电机能够带动变向传动轴3021同轴转动即可。

其中，如图12所示，变向传动轴3021远离变向驱动件301的一侧开设有至少一个连接筋3023，其连接筋3023可与变向传动轴3021固定连接，也可与变向传动轴3021活动拆卸连接，采用固定连接时，传动效果更好，能够精准的控制挤出孔203的挤出位置；采用活动拆卸连接时，变向传动轴3021和连接筋3023装配和维修更加方便简单。

具体地，变向传动轴3021与挤出嘴200相连时，连接筋3023与安装板201连接，也可与出料部202进行连接，也能同时与安装板201和出料部202进行连接，只要能够控制挤出嘴200的转动方向即可；具体地，在本实施例中，连接筋3023与出料部202的内壁固定连接，便于带动挤出孔203的转动，可采用将连接筋3023与出料部202内壁焊接在一起的方式。

需要说明的是，变向驱动件301驱动变向传动件302，且由于变向驱动件301中的变向传动轴3021的连接筋3023与出料部202固定连接，因此能够带动挤出孔203按照不同的弯角或打印路径选择不同的旋转角度，使得打印效果更好，且能根据不同的角度，自行进行调整，增加打印效率。

一种可选的实施例，在混合挤出仓100内注满物料，且满足挤出嘴200的转动条件下，连接筋3023与出料部202也可采用活动连接，装配更加简单，且便于维修，也可降低生产成本。

其中，如图9、图10和图11所示，在本申请中打印装置700还包括有用于进行搅拌物料的搅拌组件400，搅拌组件400包括有搅拌件401和搅拌驱动件402，搅拌驱动件402与变向驱动件301类似，也是设于混合仓101的外壁上，具体设置在混合仓101的顶部外壁上，以此来节省空间；而且，为了使得物料不凝固，因此，需要将搅拌件401设置在混合挤出仓100的内部，且搅拌驱动件402与搅拌件401转动相连，以此来实现同速率对混合挤出仓100内的物料搅拌和物料挤出。

需要说明的是，搅拌件401设于混合挤出仓100内时，搅拌件401的底部位于出料部202处，且位于挤出孔203的上方，以便于物料工整的挤出，且不会在出料部202处堵塞，影响打印效果；此外，由于混合仓101内的物料存储量过多，为了防止混合仓101内的物料不凝固，因此需要对混合仓101内的物料进行搅拌，采用螺旋外径更大的叶片；而下方挤出仓102主要保证挤出平稳，使得挤出的材料成型可控，采用螺旋外径更小的叶片。

示例地，如图4、图5和图6所示，搅拌驱动件402采用搅拌系统驱动电机和搅拌系统减速机，能够针对不同的工况，从而选择搅拌系统驱动电机或搅拌系统减速机，以此来调整搅拌件401的搅拌速率，控制物料的流动速率和挤出效率，且变向驱动电机和变向减速电机同排设置，互不影响转动。

其中，为了将搅拌组件400和变向组件300系统统一，用一套传动链实现常规需要两套传动链实现的功能，因此，在搅拌件401上开设一个贯穿的装配通孔401a，变向传动件302的至少部分穿过装配通孔401a，并与挤出嘴200中的出料部202固定相连，以此来实现调整挤出嘴200的位置。

示例地，如图11所示，搅拌件401包括搅拌主动齿轮(图中未示出)、搅拌从动齿轮4011、搅拌杆4012和螺旋叶片4013，搅拌主动齿轮固定套设在搅拌系统驱动电机和搅拌系统减速电机的输出轴端，且搅拌从动齿轮4011固定套设在搅拌件401的顶端，该输出轴端中的搅拌主动齿轮与搅拌从动齿轮4011通过齿轮啮合的方式进行传动，传动效果更好，且不易滑落，实现对混合挤出仓100内的物料进行搅拌和挤出。

一种可选的实施例，搅拌系统驱动电机或搅拌系统减速电机的输出轴和变向传动轴3021也可采用直连、平键、花键、直角转换器和联轴器等传递扭矩的形式，以此来节省打印装置700的空间；但连接方式不限于此，搅拌系统驱动电机或搅拌系统减速电机能够带动搅拌件401同轴转动即可。

需要说明的是，为了保证转动调整效率，防止搅拌和变向造成互相干扰，因此，将搅拌件401的顶端低于变向传动轴3021的顶端，且变向主动齿轮(图中未示出)设置在搅拌主动齿轮上方，以此，实现搅拌从动齿轮4011与变向传动齿轮3022互不干扰，各自完成相应的控制。

示例地，如图9和图10所示，螺旋叶片4013包括搅拌部4013a和挤出部4013b，其中，螺旋叶片4013采用螺旋状的螺旋叶片，当然也可采用其它可搅拌物料的叶片，不限于此一种结构；螺旋外径较大的搅拌部4013a螺旋套设在搅拌杆4012的上半部，完全设于混合仓101内，其主要用于搅拌混合仓101内的物料，防止物料在仓内凝固；螺旋外径较小的挤出部4013b套设在搅拌杆4012的下半部，主要设于挤出仓102内，部分设于出料部202内，其为了保证挤出的物料平稳，材料成型可控，且保证出料部202的物料不凝固。

其中，由于混合仓101的外径大于挤出仓102的外径，混合仓101可以存储比挤出仓102更多的物料，而且，为了保证搅拌和转动效率，将搅拌部4013a中的螺旋叶片的外径大于挤出部4013b的螺旋叶片的外径。

示例地，在搅拌杆4012的轴向上，为了保证更好的搅拌效率和挤出效率，打印效果更好，将搅拌部4013a的各处的螺旋外径设置为相等，搅拌部4013a的各处的螺旋外径设置为相等。

可选地，搅拌部4013a也可部分位于挤出仓102内，其目的是为了防止物料在挤出仓102内凝固；此外，在搅拌杆4012的轴向上，搅拌部4013a至挤出部4013b的螺旋叶片的直径也可以设置为逐渐减小，使得搅拌更加均匀。

其中，为了保证搅拌和挤出的最佳效果，该混合仓101与挤出仓102共轴线进行设置、挤出嘴200和挤出仓102也共轴线设置以及挤出嘴200和搅拌杆4012共轴线设置。

一种可选实施例中，该混合仓101与挤出仓102共轴线进行设置和挤出嘴200和挤出仓102也共轴线设置，或挤出嘴200与搅拌杆4012共轴线设置，也即搅拌杆4012可与混合仓101和挤出仓102不共轴线设置，保证搅拌杆4012的安装测试效率。

另一种可选实施例中，为了安装方便，混合仓101与挤出仓102共轴线进行设置、挤出嘴200和挤出仓102共轴线设置或挤出嘴200与搅拌杆4012共轴线设置。

另一种可选实施例中，混合仓101与挤出仓102共轴线进行设置和挤出嘴200与搅拌杆4012共轴线设置，或挤出嘴200和挤出仓102共轴线设置。

本申请的实施例还提供了一种机器人，主要运用于工业上，包括但不限于工业机器人和协作机器人，该机器人可以为五轴、六轴或七轴机器人。

示例地，本申请实施例提供了一种五轴且应用于工业上的机器人。

具体地，如图13所示，此工业机器人可包括前述任一实施例提到的打印装置700，在此不作重复赘述。

其中，机器人可以包括工作台500、机械臂600和控制系统800，其中工作台500上设有控制系统800，控制系统800与机械臂600和变向驱动件301相连，且由于机械臂600的末端与安装口1012固定连接，因此控制系统800在驱动机械臂600进行运动时，机械臂600带动打印装置700运动，利用机械臂600实现打印装置700的翻转倾斜，进行从下而上的堆叠，而且不限于纯平面内，同时利用材料的粘着性，实现连续曲线打印，使得更加高效的打印。

举例而言，控制系统800接收工作指令，按照工作指令发送工作信号，机械臂600和变向驱动件301均接收不同的工作信号，从而控制机械臂600或变向驱动件301的工作状态，控制机械臂600按照规划的路径进行运动，以及根据预设的路径控制变向传动轴3021转动，从而控制挤出嘴200按照规划和预设的角度进行转动，完成预设打印，能够实现曲线打印，且根据不同的打印角度，调整挤出嘴200的角度，使得打印出更加高效的打印成品。

其中，控制系统800还可控制搅拌驱动件402转动，从而控制搅拌部4013a和挤出部4013b的转动速率，从而在满足流质物料不凝固的同时，也可进行高效且工整的挤压。

在本申请的一些实施例中，如图13所示，机器人还包括有输送系统900，该输送系统900包括支撑架901、物料箱902、输送泵(图中未示出)和输送管道903；其中，物料在物料箱902中进行配比、混合、搅拌、加压，在通过输送泵和输送管道903将物料流入混合仓101内，并且，由于在输送物料过程中，由于物料过重，会采用支撑架901对其进行支撑。

需要说明的是，输送泵设置在物料箱902内，接收控制系统800的相关指令，进行运转抽取物料箱902中的物料；此外，输送管道903的一端与输送泵的出口端相连，另一端与进料口1011相连，以此来为打印装置700运输流质物料。

如图14所示，本申请的实施例还提供了一种应用于机器人控制系统的控制方法，其主要包括如下步骤：

S1：控制系统中的获取模块获取打印任务；

S2：控制系统中的处理模块根据获取的打印任务规划出机械臂末端的行走路径和打印装置中挤出嘴的转动角度；具体地，通过控制系统控制变向驱动件转动，选择转动变向驱动电机或变向减速电机，从而控制变向传动轴，再控制挤出嘴的转动合适的角度，以此来精准的控制打印过程，更加高效的打印；

S3：输出模块在基于所述行走路径控制机械臂的末端运动；

S4：输出模块在根据转动角度控制变向驱动件的工作状态，以使挤出嘴按照转动角度进行转动，完成精准控制和打印。

其中，由于挤出仓的搅拌挤出速率需要严格的控制速度，因此搅拌部和挤出部需要按照相同的速率进行转动；控制系统可以根据预设的搅拌速率，输出搅拌任务；从而控制搅拌驱动件的工作状态，从而控制搅拌杆中的搅拌部和挤出部的转动速率，以此来防止物料凝固，以及工整的挤出物料，完成3D打印。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“示例地”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，故但凡依本公开的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本公开专利涵盖的范围之内。

Claims (15)

1.一种打印装置，其特征在于，包括：

混合挤出仓，设有进料口和出料口；

挤出嘴，活动设于所述出料口处，并通过所述出料口与所述混合挤出仓的内部连通，以便于出料；

变向组件，包括变向驱动件和变向传动件，所述变向驱动件设于所述混合挤出仓的外部，所述变向传动件的一端与所述变向驱动件相连，另一端与所述挤出嘴连接，所述变向驱动件能够驱动所述变向传动件运动，以带动所述挤出嘴绕所述出料口的轴线进行转动。

2.根据权利要求1所述的打印装置，其特征在于，所述变向传动件设于所述混合挤出仓的内部。

3.根据权利要求2所述的打印装置，其特征在于，所述变向传动件包括变向传动轴、变向主动齿轮和变向传动齿轮；其中，

所述变向传动轴的一端外部套设有所述变向传动齿轮，另一端通过至少一个连接筋与所述挤出嘴相连；

所述变向主动齿轮与所述变向驱动件相连，并与所述变向传动齿轮相啮合，所述变向主动齿轮在所述变向驱动件的驱动下能够进行传动。

4.根据权利要求3所述的打印装置，其特征在于，所述挤出嘴包括：

安装板，活动设于所述出料口处，且密封所述出料口；

出料部，设于所述安装板的中心区域，且所述出料部具有与所述混合挤出仓的内部连通的挤出孔；

其中，所述变向传动轴通过所述连接筋与所述安装板和/或所述出料部连接。

5.根据权利要求4所述的打印装置，其特征在于，

沿所述挤出孔的进入端至其出口端，所述挤出孔的径向截面面积逐渐减小；和/或

所述挤出孔的径向截面呈椭圆形或长方形。

6.根据权利要求2所述的打印装置，其特征在于，所述打印装置还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌件和搅拌驱动件；

所述搅拌驱动件设于所述混合挤出仓的外部；

所述搅拌件设于所述混合挤出仓的内部，所述搅拌件在所述搅拌驱动件的驱动下进行转动。

7.根据权利要求6所述的打印装置，其特征在于，所述搅拌件设有贯穿的装配通孔；

其中，所述变向传动件的至少部分穿过所述装配通孔，并与所述挤出嘴相连。

8.根据权利要求6所述的打印装置，其特征在于，所述搅拌件包括搅拌主动齿轮、搅拌从动齿轮、搅拌杆和螺旋叶片；其中，

所述搅拌主动齿轮与所述搅拌驱动件连接，并能够在所述搅拌驱动件的驱动下进行转动；

所述搅拌从动齿轮套设于所述搅拌杆的外部，并于所述搅拌主动齿轮相啮合；

所述螺旋叶片呈螺旋状，且螺旋设于所述搅拌杆的外部。

9.根据权利要求8所述的打印装置，其特征在于，所述螺旋叶片包括：

搅拌部，套设于所述搅拌杆的外部；以及

挤出部，套设于所述搅拌杆的外部，且位于所述搅拌部靠近所述出料口的一侧；

其中，所述挤出部的螺旋外径小于所述搅拌部的螺旋外径。

10.根据权利要求9所述的打印装置，其特征在于，在所述搅拌杆的轴向上：所述搅拌部各处的螺旋外径相等，所述挤出部各处的螺旋外径相等。

11.根据权利要求9所述的打印装置，其特征在于，所述混合挤出仓包括相连的混合仓和挤出仓，所述挤出仓的底部设有所述出料口，所述混合仓的顶部固定设有所述变向驱动件和所述搅拌驱动件；其中，

所述挤出仓的内径小于所述混合仓的内径；和/或

所述搅拌部设于所述混合仓内，所述挤出部设于所述挤出仓内。

12.根据权利要求11所述的打印装置，其特征在于，

所述混合仓与所述挤出仓共轴线设置；和/或

所述挤出嘴与所述挤出仓共轴线设置；和/或

所述挤出嘴与所述搅拌杆共轴线设置。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的打印装置，其特征在于，所述混合挤出仓还设有安装口，所述安装口用于与机械臂连接。

14.一种机器人，其特征在于，包括：

工作台；

机械臂，设于所述工作台上；

打印装置，包括混合挤出仓、挤出嘴和变向组件，所述混合挤出仓设有安装口、进料口和出料口；所述打印装置通过所述安装口与所述机械臂的末端连接；所述挤出嘴活动设于所述出料口处，并通过所述出料口与所述混合挤出仓的内部连通，以便于出料；所述变向组件包括变向驱动件和变向传动件，所述变向驱动件设于所述混合挤出仓的外部，所述变向传动件的一端与所述变向驱动件相连，另一端与所述挤出嘴连接，所述变向驱动件能够驱动变向传动件驱动所述挤出嘴绕所述出料口的轴线进行转动；

控制系统，设于所述工作台上，并与所述机械臂和所述变向驱动件相连，所述控制系统能够控制所述机械臂和所述变向驱动件运动，以使所述机械臂的末端按照规划行走路径运动，并使所述挤出嘴按照规划角度进行转动。

15.根据权利要求14所述的机器人，其特征在于，所述机器人还包括输送系统，所述输送系统包括：

支撑架；

物料箱，用于承载物料；

输送泵，设于所述物料箱处，并与所述控制系统相连，所述输送泵在所述控制系统的控制下能够抽取所述物料箱中的物料；

输送管道，安装于所述支撑架处，且所述输送管道的一端与所述输送泵相连，另一端与所述混合挤出仓的所述进料口相连，以用于将所述输送泵抽取的物料输送至所述混合挤出仓。

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