建筑工程用3D打印机双层供料系统技术方案

本发明专利技术公开了建筑工程用3D打印机双层供料系统，属于自动化建筑施工技术领域。本发明专利技术包括升降系统、水平移动系统和工作系统，升降系统提升水平移动系统，工作系统在水平移动系统上，工作系统是双层结构，上层是自动供料装置，下层是打印系统；供料装置给下层打印系统自动提供打印材料，可以实现连续作业，可以节省人力物力，提高效率。

Double-Layer Feeding System of 3D Printer for Construction Engineering

The invention discloses a double-layer feeding system of a 3D printer for building engineering, which belongs to the field of automatic construction technology. The invention includes lifting system, horizontal moving system and working system, lifting system lifting horizontal moving system. On horizontal moving system, the working system is a double-layer structure, the upper layer is an automatic feeding device, and the lower layer is a printing system. The feeding device automatically provides printing materials to the lower printing system, realizing continuous operation, saving manpower and material resources, and improving. Efficiency.

【技术实现步骤摘要】
建筑工程用3D打印机双层供料系统
本专利技术涉及机械自动化
，具体为建筑工程用3D打印机双层供料系统。
技术介绍
随着科技的发展，建筑自动化施工的3D打印机正在进入高速发展阶段，如何用3D打印技术打印出理想的墙体并显著提高建筑施工效率成了这一领域关键问题。然而其他建筑打印系统大多数是在工厂中打印墙体，然后将墙体运送到指定地点拼装，虽然省略了人工砌筑及抹灰的工艺但却增加了运输成本和人工拼装成本。还没有任何一个系统提出如何在现场对3D打印系统进行安装打印，也没有一套完整的现场建筑材料供应系统及连续的打印方案。建筑工程3D打印机在打印作业过程中，混凝土供料及打印过程有4个问题：1、如果打印头消耗完打印料仓内混凝土后，利用打印头自身运行去取料，那么取料过程中墙体的断点不可避免的会出现，造成墙体不连续性。2、打印头自身取料过程中打印中断，必须等料仓充满之后打印头返回才能继续打印，严重影响3D打印效率，违背了3D打印建筑提高效率的原则。3、打印头在墙体打印行走的过程中速度和位置并不固定，需要设计一套系统对运行中的打印头进行实时坐标检测跟踪并实时供料。4、如何使打印出来的建筑材料迅速产生强度使其避免塌落又能承受打印的下一层建筑材料的重量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供建筑工程用3D打印机双层供料系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：建筑工程用3D打印机双层供料系统，包括升降系统、水平移动系统和工作系统，升降系统提升水平移动系统，工作系统在水平移动系统上，工作系统是双层结构，上层是自动供料装置，下层是打印系统；供料装置给下层是打印系统自动提供打印材料，可以实现连续作业，可以节省人力物力，提高效率。所述升降系统包括Z1轴、Z2轴、Z3轴及Z4轴，Z1轴、Z2轴、Z3轴及Z4轴的大小及结构一致，均为中空方管，Z1轴、Z2轴、Z3轴及Z4轴的底部分别具有Z1底座、Z2底座、Z3底座及Z4底座；Z1轴、Z2轴、Z3轴及Z4轴上分别套有Z1轴滑车、Z2轴滑车、Z3轴滑车及Z4轴滑车，Z1轴滑车、Z2轴滑车、Z3轴滑车及Z4轴滑车的大小结构都相同；Z1轴滑车是长方体的中空结构，在Z1轴滑车的每个边缘处各安装有两个轮子，每个轮子与Z1轴的外壁接触；Z1轴、Z2轴、Z3轴及Z4轴的顶部分别具有Z1轴链条挂架、Z2轴链条挂架、Z3轴链条挂架及Z4轴链条挂架，Z1轴链条挂架、Z2轴链条挂架、Z3轴链条挂架及Z4轴链条挂架的大小结构都相同，Z1轴链条挂架与Z1底座之间固定有Z1轴链条，Z2轴链条挂架与Z2底座之间固定有Z2轴链条，Z3轴链条挂架与Z3底座之间固定有Z3轴链条，Z4轴链条挂架与Z4底座之间固定有Z4轴链条；Z1轴滑车、Z2轴滑车、Z3轴滑车及Z4轴滑车上分别固定有Z1轴链轮箱系统、Z2轴链轮箱系统、Z3轴链轮箱系统及Z4轴链轮箱系统，四个链轮箱系统的大小结构都相同，Z1轴滑车链轮箱系统包括：链轮、链轮箱减速机架、传统轴和Z1轴链条；链轮作用在Z轴链条上，并通过减速机的自锁系统使链轮保持不动状态，传动轴与电机相连接，电机提供动力使链轮转动；所述水平移动系统包括X轴供料轨道、X轴打印轨道、Y1轴供料轨道、Y2轴供料轨道、Y1轴打印轨道及Y2轴打印轨道；Z1轴滑车与Z4轴滑车的下端和上端分别固定有Y1轴打印轨道和Y1轴供料轨道，Z2轴滑车与Z3轴滑车的下端和上端分别固定有Y2轴打印轨道和Y2轴供料轨道；X轴供料轨道的两端分别是Y1轴供料滑车和Y2轴供料滑车，Y1轴供料滑车和Y2轴供料滑车分别在Y1轴供料轨道和Y2轴供料轨道上，Y1轴供料滑车与Y2轴供料滑车结构相同，Y1轴供料滑车结构中包括Y1轴供料滑车动力轮，滑车与X轴供料轨道固定系统，Y1轴供料滑车动力轮在Y1轴供料轨道上运动，滑车与X轴供料轨道固定系统将Y1轴供料滑车与X轴供料轨道连接在一起；X轴供料轨道由两个平行的方管组成，每个方管的结构相同，每个方管上部具有凹槽结构，凹槽内具有轨道，X轴供料仓系统的下部两个轮子分别在两个凹槽内的轨道上；所述自动供料装置包括X轴供料仓系统及供料车系统，X轴供料仓系统包括料仓及旋转系统及供料仓滑车行走系统；料仓及旋转系统上部是电机，中部是圆筒的料仓，料仓在两个平行的方管之间，电机的输出轴在料仓内，下部是具有漏斗形的出口；供料仓滑车行走系统固定在X轴供料仓系统的中上部，供料仓滑车行走系统下部的两个轮子分别在两个凹槽内的轨道上；料仓供料系统与供料车系统分别为商品混凝土泵送系统，供料车系统通过输送管道把料送入到X轴供料仓系统内；所述打印系统包括X轴打印轨道及X轴打印仓系统，X轴打印轨道由两个相同的扁钢构成，两个扁钢平行设置，两个扁钢的两端分别固定连接Y1轴打印滑车和Y2轴打印滑车；X轴打印仓系统包括料仓及旋转系统、打印仓滑车行走系统，料仓及旋转系统由电机、圆筒及漏斗形的出料口组成，圆筒的顶部是电机，圆筒的底部是漏斗形的出料口，电机的输出轴在圆筒内,圆筒的上部分在两个扁钢之间，圆筒的下部分外接外加剂注入系统，外加剂注入系统的导管连通圆筒的底部的出料口；中部的上部固定有打印仓滑车行走系统，打印仓滑车行走系统的两侧分别具有两个导向轮子，两侧的导向轮子分别在X轴打印轨道的扁钢上；Z1轴及Z2轴的上部之间固定连接X轴方向支撑架一。外加剂注入系统内具有推进装置，推进装置动力结构可采用助塞式也可以采用螺杆式，螺杆式结构可以采用与铰刀结构；并通过软件与打印建筑材料速度相匹配，控制外加剂注入速度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：建筑工程3D打印机利用双层系统，将供料及打印料仓分离开来，通过协同工作，即下层X轴打印仓系统行走打印墙体，同时上层X轴供料仓系统停止进行供料车系统取料，取料之后跟踪X轴打印仓系统进行打印仓供料，如此协同工作，打印和取料分别同时进行，既提高了打印效率又解决了墙体断点的问题。同时在打印头前端提供了外加剂注入系统使注入速度与打印速度匹配，令打印的建筑材料迅速凝固。外加剂注入系统内具有推进装置，推进装置动力结构采用助塞式、采用螺杆式、电机输出轴上具有铰刀，这些结构设计可以有效的推进外加剂注入系统的注入剂，注入剂可以使水泥快速凝固。外加剂注入系统的结构是可变结构，这样可以调整容量。料仓及旋转系统的电机是调速电机，X轴供料仓系统上部的电机是调速电机，传动轴与电机相连接的电机是调速电机。采取调速电机是可以加快根据需要加快速度。附图说明图1为本专利技术的左视图；图2为本专利技术的主视图；图3为本专利技术的右视图；图4为本专利技术的X轴打印仓系统的结构图；图5为本专利技术的X轴供料仓系统的结构图；图6为本专利技术的Z1轴滑车链轮箱系统结构图；图7为本专利技术的Y1轴打印滑车结构图；图8为本专利技术的X轴供料轨道侧视结构图；图9为本专利技术的Y1轴供料滑车结构图；图10为本专利技术图1中的Z2轴滑车部分放大图；图11为本专利技术图2中的Z1轴滑车、Z1轴链轮箱系统部分放大图；图12为本专利技术图3中的Z1轴滑车部分放大图。图中：111、Z1轴，112、Z2轴，113、Z3轴，114、Z4轴，131、Z1轴滑车，132、Z2轴滑车，133、Z3轴滑车，134、Z4轴滑车，141、Z1轴链条挂架，142、Z2轴链条挂架，143、Z3轴链条挂架，144、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.建筑工程用3D打印机双层供料系统，包括升降系统、水平移动系统和工作系统，升降系统提升水平移动系统，工作系统在水平移动系统上，其特征在于：工作系统是双层结构，上层是自动供料装置，下层是打印系统；所述升降系统包括Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)，Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)的大小及结构一致，均为中空方管，Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)的底部分别具有Z1底座(121)、Z2底座(122)、Z3底座(123)及Z4底座(124)；Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴上分别套有Z1轴滑车(131)、Z2轴滑车(132)、Z3轴滑车(133)及Z4轴滑车(134)，Z1轴滑车(131)、Z2轴滑车(132)、Z3轴滑车(133)及Z4轴滑车(134)的大小结构都相同；Z1轴滑车(31)是长方体的中空结构，在Z1轴滑车(31)的每个边缘处各安装有两个轮子，每个轮子与Z1轴(111)的外壁接触；Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)的顶部分别具有Z1轴链条挂架(141)、Z2轴链条挂架(142)、Z3轴链条挂架(143)及Z4轴链条挂架(144)，Z1轴链条挂架(141)、Z2轴链条挂架(142)、Z3轴链条挂架(143)及Z4轴链条挂架(144)的大小结构都相同，Z1轴链条挂架(141)与Z1底座(121)之间固定有Z1轴链条(151)，Z2轴链条挂架(142)与Z2底座(122)之间固定有Z2轴链条(152)，Z3轴链条挂架(143)与Z3底座(123)之间固定有Z3轴链条(153)，Z4轴链条挂架(144)与Z4底座(124)之间固定有Z4轴链条(154)；Z1轴滑车(131)、Z2轴滑车(132)、Z3轴滑车(133)及Z4轴滑车(134)上分别固定有Z1轴链轮箱系统(161)、Z2轴链轮箱系统(162)、Z3轴链轮箱系统(163)及Z4轴链轮箱系统(164)，四个链轮箱系统的大小结构都相同，Z1轴滑车链轮箱系统包括：链轮(161a)、链轮箱减速机架(161b)、传动轴(161c)和Z1轴链条(151)；链轮作用在Z1轴链条上(151)，并通过减速机的自锁系统使链轮保持不动状态，传动轴(161c)与电机相连接，电机提供动力使链轮转动；所述水平移动系统包括X轴供料轨道(321)、X轴打印轨道(311)、Y1轴供料轨道(212)、Y2轴供料轨道(222)、Y1轴打印轨道(211)及Y2轴打印轨道(221)；Z1轴滑车(131)与Z4轴滑车(134)的下端和上端分别固定有Y1轴打印轨道(211)和Y1轴供料轨道(212)，Z2轴滑车(132)与Z3轴滑车(133)的下端和上端分别固定有Y2轴打印轨道(221)和Y2轴供料轨道(222)；X轴供料轨道(321)的两端分别是Y1轴供料滑车(232)和Y2轴供料滑车(233)，Y1轴供料滑车(232)和Y2轴供料滑车(233)分别在Y1轴供料轨道(212)和Y2轴供料轨道(222)上，Y1轴供料滑车(232)与Y2轴供料滑车(233)结构相同，Y1轴供料滑车(232)结构中包括Y1轴供料滑车动力轮(232a)，滑车与X轴供料轨道固定系统(232b)，Y1轴供料滑车动力轮(232a)在Y1轴供料轨道(212)上运动，滑车与X轴供料轨道固定系统(232b)将Y1轴供料滑车与X轴供料轨道(321)连接在一起；X轴供料轨道(321)由两个平行的方管组成，每个方管的结构相同，每个方管上部具有凹槽结构，凹槽内具有轨道，X轴供料仓系统(322)的下部两个轮子分别在两个凹槽内的轨道上；所述自动供料装置包括X轴供料仓系统(322)及供料车系统(42)，X轴供料仓系统(322)包括料仓及旋转系统(322a)、供料仓滑车行走系统(322b)；料仓及旋转系统(322a)上部是电机，中部是圆筒的料仓，料仓在两个平行的方管之间，电机的输出轴在料仓内，下部是具有漏斗形的出口；供料仓滑车行走系统(322b)固定在X轴供料仓系统(322)的中上部，供料仓滑车行走系统(322b)下部的两个轮子分别在两个凹槽内的轨道上；料仓供料系统(41)与供料车系统(42)分别为商品混凝土泵送系统，供料车系统(42)通过输送管道把建筑材料送入到X轴供料仓系统(322)内；所述打印系统包括X轴打印轨道(311)及X轴打印仓系统(312)，X轴打印轨道(311)由两个相同的扁钢构成，两个扁钢平行设置，两个扁钢的两端分别固定连接Y1轴打印滑车(231)和Y2轴打印滑车(234)；X轴打印仓系统(312)包括料仓及旋转系统(312a)、打印仓滑车行走系统(312b),料仓及旋转系...

【技术特征摘要】
1.建筑工程用3D打印机双层供料系统，包括升降系统、水平移动系统和工作系统，升降系统提升水平移动系统，工作系统在水平移动系统上，其特征在于：工作系统是双层结构，上层是自动供料装置，下层是打印系统；所述升降系统包括Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)，Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)的大小及结构一致，均为中空方管，Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)的底部分别具有Z1底座(121)、Z2底座(122)、Z3底座(123)及Z4底座(124)；Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴上分别套有Z1轴滑车(131)、Z2轴滑车(132)、Z3轴滑车(133)及Z4轴滑车(134)，Z1轴滑车(131)、Z2轴滑车(132)、Z3轴滑车(133)及Z4轴滑车(134)的大小结构都相同；Z1轴滑车(31)是长方体的中空结构，在Z1轴滑车(31)的每个边缘处各安装有两个轮子，每个轮子与Z1轴(111)的外壁接触；Z1轴(111)、Z2轴(112)、Z3轴(113)及Z4轴(114)的顶部分别具有Z1轴链条挂架(141)、Z2轴链条挂架(142)、Z3轴链条挂架(143)及Z4轴链条挂架(144)，Z1轴链条挂架(141)、Z2轴链条挂架(142)、Z3轴链条挂架(143)及Z4轴链条挂架(144)的大小结构都相同，Z1轴链条挂架(141)与Z1底座(121)之间固定有Z1轴链条(151)，Z2轴链条挂架(142)与Z2底座(122)之间固定有Z2轴链条(152)，Z3轴链条挂架(143)与Z3底座(123)之间固定有Z3轴链条(153)，Z4轴链条挂架(144)与Z4底座(124)之间固定有Z4轴链条(154)；Z1轴滑车(131)、Z2轴滑车(132)、Z3轴滑车(133)及Z4轴滑车(134)上分别固定有Z1轴链轮箱系统(161)、Z2轴链轮箱系统(162)、Z3轴链轮箱系统(163)及Z4轴链轮箱系统(164)，四个链轮箱系统的大小结构都相同，Z1轴滑车链轮箱系统包括：链轮(161a)、链轮箱减速机架(161b)、传动轴(161c)和Z1轴链条(151)；链轮作用在Z1轴链条上(151)，并通过减速机的自锁系统使链轮保持不动状态，传动轴(161c)与电机相连接，电机提供动力使链轮转动；所述水平移动系统包括X轴供料轨道(321)、X轴打印轨道(311)、Y1轴供料轨道(212)、Y2轴供料轨道(222)、Y1轴打印轨道(211)及Y2轴打印轨道(221)；Z1轴滑车(131)与Z4轴滑车(134)的下端和上端分别固定有Y1轴打印轨道(211)和Y1轴供料轨道(212)，Z2轴滑车(132)与Z3轴滑车(133)的下端和上端分别固定有Y2轴打印轨道(221)和Y2轴供料轨道(222)；X轴供料轨道(321)的两端分别是Y1轴供料滑车(232)和Y2轴供料滑车(233)，Y1轴供料滑车(232)和Y2轴供料滑车(233)分别在Y1轴供料轨道(212)和Y2轴供料轨道(222)上，Y1轴供料滑车(232)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汲广超，都天更，都书鹏，
申请(专利权)人：汲广超，
类型：发明
国别省市：辽宁,21