一种建筑物的3D打印装置

摘要

本发明提供了一种建筑物的3D打印装置，涉及一种3D建筑用设备。它提供了一种全新结构的建筑物的3D打印装置。本建筑物的3D打印装置，包括转动支撑腿，转动支撑腿上设置有滑块，所述滑块上可滑动的穿过第一杆体、第二杆体，第一杆体与第二杆体相互垂直，第一杆体与第二杆体的端部上方设置有带轮，滑块上方设置有四个带轮，第一杆体与第二杆体上的带轮与滑块上的四个带轮与传动带配合，第一杆体与第二杆体上的带轮配合在传动带内侧，滑块上的四个带轮配合在传动带外侧。本发明采用新颖的打印喷头移动控制机构，方便对不同形状结构的建筑物进行快速高效的打印，结构简单，操作方便，成本低，可大大提高建筑施工效率。

权利要求

1.一种建筑物的3D打印装置，其特征在于，包括转动支撑腿，转动支撑腿上设置有滑块，所述滑块上可滑动的穿过第一杆体、第二杆体，第一杆体与第二杆体相互垂直，第一杆体与第二杆体的端部上方设置有带轮，滑块上方设置有四个带轮，第一杆体与第二杆体上的带轮与滑块上的四个带轮与传动带配合，第一杆体与第二杆体上的带轮配合在传动带内侧，滑块上的四个带轮配合在传动带外侧，第一杆体与第二杆体下侧设置打印喷头，带轮由电机控制转动，转动支撑腿与滑块之间设置有控制转动支撑腿相对滑块转动的旋转机构。

2.根据权利要求1所述的建筑物的3D打印装置，其特征在于，带轮上设置有与传动带配合的齿圈，所述齿圈与带轮之间通过同轴离合器控制彼此的同步转动关系。

3.根据权利要求2所述的建筑物的3D打印装置，其特征在于，所述同轴离合器为磁流变液同轴离合。

4.根据权利要求2所述的建筑物的3D打印装置，其特征在于，所述打印喷头为螺杆挤压控制出料的打印喷头，带轮轴与螺杆轴连接。

5.根据权利要求1所述的建筑物的3D打印装置，其特征在于，滑块两侧的第一杆体下方设置有行走支撑腿，行走支撑腿上设置有行走轮，转动支撑腿及行走支撑腿长度上均设置有控制支撑腿相对地面伸缩的伸缩控制机构。

6.根据权利要求1所述的建筑物的3D打印装置，其特征在于，滑块两侧的第二杆体下方设置有行走支撑腿，行走支撑腿上设置有行走轮，转动支撑腿及行走支撑腿长度上均设置有控制支撑腿相对地面伸缩的伸缩控制机构。

7.根据权利要求1所述的建筑物的3D打印装置，其特征在于，所述转动支撑腿位于滑块上侧，转动支撑腿与机械臂连接。

说明书

一种建筑物的3D打印装置

技术领域

[0001] 本发明属于建筑技术领域，涉及一种3D建筑设备，特别是一种建筑物的3D打印装置。

背景技术

[0002] 3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粘合材料，与电脑连接后，通过一层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。3D打印技术日益完善，不仅可以打印小件物品，而且这项技术甚至可以彻底颠覆传统的建筑行业。由一个巨型的三维挤出机械构成，挤压头挤出的是混凝土，为房屋创建基础和墙壁。它的原理跟使用泥造砖极为相似，该工艺不仅造价便宜、快速建造，而且对环境友好，建设造价和材料大幅度降低。墙体呈现出年轮蛋糕的结构，由一层层水泥材料堆叠而成。一只巨大喷头像奶油裱花一样源源不断喷出粘性材料，层层叠加，很快便砌起一面高墙。“油墨”可以是一种经过特殊玻璃纤维强化处理的混凝土材料，其强度和使用年限大大高于钢筋混凝土。而“油墨”挤出后会很快凝固，保证打印机能连续打印。

[0003] 目前打印过程主要是如何控制打印喷头的移动，这决定着打印的效率。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种建筑物的3D打印装置，本建筑物的3D打印装置采用新颖的打印喷头移动控制机构，方便对不同形状结构的建筑物进行快速高效的打印。

[0005] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现： 一种建筑物的3D打印装置，包括转动支撑腿，转动支撑腿上设置有滑块，所述滑块上可滑动的穿过第一杆体、第二杆体，第一杆体与第二杆体在杆体长度方向上相互垂直，在上下方向上第一杆体位于第二杆体的上方。第一杆体与第二杆体的端部上方设置有带轮，滑块上方设置有四个带轮，第一杆体与第二杆体上的带轮与滑块上的四个带轮与传动带配合，第一杆体与第二杆体上的带轮配合在传动带内侧，滑块上的四个带轮配合在传动带外侧，带轮通过传动带实现同步转动，第一杆体与第二杆体下侧设置朝下的打印喷头，带轮由电机控制转动，转动支撑腿与滑块之间设置有控制转动支撑腿相对滑块转动的旋转机构。

[0006] 本建筑物的3D打印装置的工作原理是这样的：通过电机控制带轮相对杆体的转动与静止，这样可以控制不同杆体相对滑块的移动，从而控制打印喷头的移动，当然也可以结合控制滑块相对转动支撑腿的转动，从而控制打印喷头移动的更灵活、范围更广，移动的路径变化更多，从而快速的打印出不同的建筑结构体。

[0007] 在上述的建筑物的3D打印装置中，带轮上设置有与传动带配合的齿圈，所述齿圈与带轮之间通过同轴离合器控制彼此的同步转动关系，以便控制是否将传动带的传动传递给带轮。

[0008] 在上述的建筑物的3D打印装置中，所述同轴离合器为磁流变液同轴离合。

[0009] 在上述的建筑物的3D打印装置中，所述打印喷头为螺杆挤压控制出料的打印喷头，带轮轴与螺杆轴连接，从而通过带轮的转动控制打印喷头的出料。

[0010] 在上述的建筑物的3D打印装置中，滑块两侧的第一杆体下方设置有行走支撑腿，行走支撑腿上设置有行走轮，转动支撑腿及行走支撑腿长度上均设置有控制支撑腿相对地面伸缩的伸缩控制机构。行走支撑腿不仅可以支撑杆体还方便对装置的移动[0011] 在上述的建筑物的3D打印装置中，滑块两侧的第二杆体下方设置有行走支撑腿，行走支撑腿上设置有行走轮，转动支撑腿及行走支撑腿长度上均设置有控制支撑腿相对地面伸缩的伸缩控制机构。

[0012] 在上述的建筑物的3D打印装置中，所述转动支撑腿位于滑块上侧，转动支撑腿与机械臂连接。这样可以采用悬吊的方式进行打印。

[0013] 与现有技术相比，本建筑物的3D打印装置具有以下优点：

[0014] 本发明采用新颖的打印喷头移动控制机构，方便对不同形状结构的建筑物进行快速高效的打印，结构简单，操作方便，成本低，可大大提高建筑施工效率。

附图说明

[0015] 图1是实施例一的示意图；

[0016] 图2是图1的俯视图、；

[0017] 图3是第一杆体移动的示意图；

[0018] 图4是第二杆体移动的示意图；

[0019] 图5是实施例二的示意图；

[0020] 图6是实施例三的示意图；

[0021] 图7是实施例四的示意图。

[0022] 图中，第一杆体1、第二杆体2、转动支撑腿3、滑块4、传动带5、打印喷头6、电机7、旋转机构8、左带轮9、右带轮10、上带轮11、下带轮12、行走支撑腿13、行走轮14、齿圈15、磁流变液16、电磁铁17、机械臂18、带轮轴19。

具体实施方式

[0023] 以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

[0024] 实施例一

[0025] 如图1、2、3、4所示，包括转动支撑腿3，转动支撑腿上设置有滑块4，所述滑块上可滑动的穿过第一杆体1、第二杆体2，第一杆体与第二杆体在杆体长度方向上相互垂直，在上下方向上第一杆体位于第二杆体的上方。第一杆体与第二杆体的端部上方设置有带轮，滑块上方设置有四个带轮，第一杆体与第二杆体上的带轮与滑块上的四个带轮与传动带5配合，第一杆体与第二杆体上的带轮配合在传动带内侧，滑块上的四个带轮配合在传动带外侧，带轮通过传动带实现同步转动，第一杆体与第二杆体下侧设置朝下的打印喷头6，带轮由电机7控制转动，转动支撑腿与滑块之间设置有控制转动支撑腿相对滑块转动的旋转机构8。转动支撑腿或打印喷头由伸缩机构控制伸缩。

[0026] 为说明方便，参考附图，定义第一杆体两端上的带轮分别为左带轮9、右带轮10，定义第二杆体两端上的带轮分别为上带轮11、下带轮12。

[0027] 本建筑物的3D打印装置的工作原理是这样的：通过电机控制带轮相对杆体的转动与静止，这样可以控制不同杆体相对滑块的移动，从而控制打印喷头的移动，当然也可以结合控制滑块相对转动支撑腿的转动，从而控制打印喷头移动的更灵活、范围更广，移动的路径变化更多，从而快速的打印出不同的建筑结构体。

[0028] 例如，通过电机控制使得上带轮与下带轮静止而使得左带轮与右带轮相对转动（即转动方向相反），在传动带的牵引下可以使得第二杆体相对滑块上下移动，从而达到调节第二杆体端部的打印喷头相对转动支撑腿的距离，利用这一点，使得滑块相对转动支撑腿固定而控制第二杆体上下移动可以打印出直线的墙壁，而使得滑块相对转动支撑腿转动可以打印出半径为打印喷头到转动支撑腿距离长度的弧形墙壁，打印出的半径可通过控制第二杆体相对滑块的移动距离决定。由于第二杆体两端均设置有打印喷头，所以本控制方法特别适合快速打印出具有同心的两个弧形墙壁，从而形成空心墙体，这样这两个弧形墙壁的凝结时间相同，打印完两个弧形墙壁后可继而在控制滑块相对转动支撑腿转动的同时控制杆体相对滑块伸缩，从而在两个弧形墙壁之间填充之字形的支撑，从而使得打印出的墙壁结实耐用。当然也可通过使得左带轮、右带轮相对第一杆体静止，而上带轮及下带轮相对转动从而使得第一杆体可相对滑块移动，从而控制第一杆体上的打印喷头的移动轨迹，也可以根据实际打印形状的需求使得第一杆体与第二杆体相互配合进行四个打印喷头相互配合打印。

[0029] 实施例二

[0030] 如图5所示，滑块两侧的第一杆体下方设置有行走支撑腿13，行走支撑腿上设置有行走轮14，滑块两侧的第二杆体下方设置有行走支撑腿，行走支撑腿上设置有行走轮，转动支撑腿及行走支撑腿长度上均设置有控制支撑腿相对地面伸缩的伸缩控制机构。

[0031] 例如，使得第一杆体的行走支撑腿及转动支撑腿升起离开地面，而第二杆体下方的行走支撑腿支撑在地面上不动，然后控制上带轮与下带轮不动而左带轮与右带轮相对转动，则可以使得第一杆体与滑块同时在第二杆体上移动，从而可以利用在第一杆体两端的打印喷头打印出直线形的墙体。同理，也可以使得第一杆体支撑不动而使得第二杆体与滑块在第一杆体上移动，这样不断交替的移动可以使得装置整体上不断向前移动，这样就可以不断的向前打印出连续的墙体，从而达到小设备打印大物体的建筑。

[0032] 实施例三

[0033] 如图6所示，带轮上设置有与传动带配合的齿圈15，所述齿圈与带轮之间通过同轴离合器控制彼此的同步转动关系，以便控制是否将传动带的传动传递给带轮。所述同轴离合器为磁流变液同轴离合，即在带轮轴19与齿圈之间设置有磁流变液16，在带轮轴上（或杆体端部）设置电磁铁17，控制电磁铁产生磁场，磁流变液的粘度随磁场的变大而变大，从而使得齿圈相对于带轮轴转动或与带轮轴连接使得两者同步转动。

[0034] 所述打印喷头为螺杆挤压控制出料的打印喷头，带轮轴与螺杆轴连接，从而通过带轮的转动控制打印喷头的出料，当需要控制出料时使得齿圈与带轮轴通过磁流变液同轴离合固定连接，从而使得传动带控制打印喷头出料，当需要调节杆体相对滑块移动时，控制齿圈与带轮轴断开连接，从而使得不影响出料。

[0035] 实施例四

[0036] 如图7所示，所述转动支撑腿及控制转动支撑腿的转动机构位于滑块上侧，转动支撑腿与机械臂18连接。这样可以采用悬吊的方式进行打印，从而使得设备更易灵活使用。

[0037] 尽管本文较多地使用了一些术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

[0038] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。