混凝土3D打印系统、方法及相关设备技术方案

本申请公开了一种混凝土3D打印系统、方法及相关设备，应用于建筑施工技术领域，用于提高施工现场通过混凝土3D打印的效率。本申请提供的系统包括：所述电缆装置位于所述支撑架上，包括电缆驱动器和磁铁模块，所述磁铁模块用于控制所述电缆装置的磁力状态，所述电缆装置通过电缆与所述打印喷嘴连接，所述电缆驱动器用于驱动电缆以控制所述打印喷嘴移动；所述砂浆装置位于打印平面，并通过砂浆软管与所述打印喷嘴连接，所述砂浆软管用于将砂浆由所述砂浆装置传送到所述打印喷嘴中；所述通信模块用于向所述电缆装置发送控制信号，所述电缆装置通过控制信号控制所述电缆装置的工作状态；所述支撑架位于所述打印平面。所述支撑架位于所述打印平面。所述支撑架位于所述打印平面。

【技术实现步骤摘要】
混凝土3D打印系统、方法及相关设备


[0001]本申请涉及建筑施工
，尤其涉及一种混凝土3D打印方法、系统及相关设备。

技术介绍

[0002]随着科学的发展，机械制造、电子通信等领域已经实现了现代化和自动化，而土建领域仍然沿用传统施工工艺，效率低精度差，为节省人力成本和降低建筑工期，土建行业通过混凝土3D打印技术提高土建行业的施工效率。但目前混凝土3D打印技术的应用主要集中在将结构拆分成多个小的体积构件，再在现场进行拼装。因为现场进行3D打印的设备框架较大，限制了打印建筑物的尺寸，难以应用在大体量或高层的结构上，搭建高层结构用时较长，造成基于3D打印技术的效率低下。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种混凝土3D打印系统、方法及相关设备，以提高施工现场混凝土3D打印的施工效率。
[0004]一种混凝土3D打印系统，包括：打印喷嘴、砂浆装置，支撑架、电缆装置、通信模块；
[0005]所述电缆装置位于所述支撑架上，包括电缆驱动器和磁铁模块，所述磁铁模块用于控制所述电缆装置的磁力状态，所述电缆装置通过电缆与所述打印喷嘴连接，所述电缆驱动器用于驱动电缆以控制所述打印喷嘴移动；
[0006]所述砂浆装置位于打印平面，并通过砂浆软管与所述打印喷嘴连接，所述砂浆软管用于将砂浆由所述砂浆装置传送到所述打印喷嘴中；
[0007]所述通信模块用于向所述电缆装置发送控制信号，所述电缆装置通过控制信号控制所述电缆装置的工作状态；
[0008]所述支撑架位于所述打印平面。/>[0009]一种混凝土3D打印方法，包括：
[0010]确定打印目标的目标结构，并根据所述目标结构规划打印路径；
[0011]获取打印喷嘴的当前喷嘴位置，并基于所述打印路径，确定所述打印喷嘴的预设打印位置；
[0012]根据所述当前喷嘴位置向电缆装置发送控制信息，并基于所述控制信息切换所述电缆装置的工作状态，并控制所述打印喷嘴移动到所述预设打印位置；
[0013]设置砂浆装置的泵送速率，控制所述砂浆装置向所述打印喷嘴输送砂浆，进行3D打印。
[0014]一种混凝土3D打印装置，包括：
[0015]打印路径规划模块，用于确定打印目标的目标结构，并根据所述目标结构规划打印路径；
[0016]位置确定模块，用于获取所述打印喷嘴的当前喷嘴位置，并基于所述打印路径，确
定所述打印喷嘴的预设打印位置；
[0017]喷嘴控制模块，用于根据所述当前喷嘴位置向电缆装置发送控制信息，并基于所述控制信息切换所述电缆装置的工作状态，并控制所述打印喷嘴移动到所述预设打印位置；
[0018]打印模块，用于设置砂浆装置的泵送速率，控制所述砂浆装置向所述打印喷嘴输送砂浆，进行3D打印。
[0019]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述混凝土3D打印方法的步骤。
[0020]本申请提供的混凝土3D打印系统、方法及相关设备，通过搭建混凝土3D打印系统，根据支撑架与电缆装置搭建混凝土打印平台，电缆装置位于支撑架上，通过电缆与打印喷嘴连接，根据通信模块，调整电缆长度并控制打印喷嘴移动，以实现混凝土3D打印。根据打印目标的结构，动态调整支撑架以适应打印目标的大小，通过电缆牵引打印喷嘴，以快速打印大型建筑，提高混凝土打印的施工效率。通过生成打印路径，并根据打拼喷嘴的打印位置控制电缆装置调整电缆的长度，以移动打印喷嘴的位置，进而提高3D打印的效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本申请一实施例中混凝土3D打印系统的结构示意图；
[0023]图2是本申请另一实施例中混凝土3D打印系统的结构示意图；
[0024]图3是本申请另一实施例中电缆装置的结构示意图；
[0025]图4是本申请一实施例中混凝土3D打印方法的一流程图；
[0026]图5是本申请一实施例中混凝土3D打印装置的结构示意图；
[0027]附图标记说明：
[0028]打印喷嘴10，砂浆装置20,支撑架30，电缆装置40，砂浆软管50；
[0029]第一电缆装置401，第二电缆装置402，电缆驱动器441，磁铁模块442,遥感模块443，电池模块444。
具体实施方式
[0030]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0031]在一实施例中，如图1和图3所示，提供一种混凝土3D打印系统，包括：打印喷嘴10、砂浆装置20，混凝土3D打印系统还包括支撑架30、电缆装置40、通信模块；
[0032]电缆装置40位于支撑架30上，包括电缆驱动器441和磁铁模块442，磁铁模块442用于控制电缆装置40的磁力状态，电缆装置40通过电缆与打印喷嘴10连接，电缆驱动器441用
于驱动电缆以控制打印喷嘴10移动；
[0033]砂浆装置20位于打印平面，并通过砂浆软管50与打印喷嘴10连接，砂浆软管50用于将砂浆由砂浆装置20传送到打印喷嘴10中；
[0034]通信模块用于向电缆装置40发送控制信号，电缆装置40通过控制信号控制电缆装置40的工作状态；
[0035]支撑架30位于打印平面。
[0036]具体的，打印喷嘴10用于打印结构，砂浆装置20用于向打印喷嘴10输送砂浆，砂浆装置20通过砂浆软管50与打印喷嘴10连接。
[0037]打印平面指的是当前打印结构所在的平面，打印平面用于放置砂浆装置20。
[0038]电缆装置40位于支撑架30上具有移动功能和磁吸功能，电缆装置40可固定在支撑架30上或者在支撑架30上移动，以调整电缆装置40的位置，电缆装置40通过电缆与打印喷嘴10连接，通过制动电缆牵动打印喷嘴10移动。电缆装置40中包括电缆驱动器441和磁铁模块442，电缆驱动器441用于控制电缆的长短，从而改变打印喷嘴10的位置；磁铁模块442用于控制电缆装置40的磁力大小，从而改变电缆装置40的状态。
[0039]通信模块用于向电缆装置40发送控制信号，电缆装置40接收到控制信号之后，通过电缆装置40的电缆驱动器441调整电缆的长度。
[0040]需要说明的是，通信模块作为混凝土3D打印系统与外部通信的介质，不设置在混凝土3D打印系统中，通信模块用于接受外部通信端发送的控制信号，再将控制信号发送给电缆装置40。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土3D打印系统，所述混凝土3D打印系统包括打印喷嘴、砂浆装置，其特征在于，所述混凝土3D打印系统还包括支撑架、电缆装置、通信模块；所述电缆装置位于所述支撑架上，包括电缆驱动器和磁铁模块，所述磁铁模块用于控制所述电缆装置的磁力状态，所述电缆装置通过电缆与所述打印喷嘴连接，所述电缆驱动器用于驱动电缆以控制所述打印喷嘴移动；所述砂浆装置位于打印平面，并通过砂浆软管与所述打印喷嘴连接，所述砂浆软管用于将砂浆由所述砂浆装置传送到所述打印喷嘴中；所述通信模块用于向所述电缆装置发送控制信号，所述电缆装置通过控制信号控制所述电缆装置的工作状态；所述支撑架位于所述打印平面。2.根据权利要求1所述的混凝土3D打印系统，其特征在于，所述电缆装置还包括第一电缆装置和第二电缆装置；所述第一电缆装置位于所述第二电缆装置上方，所述第一电缆装置用于控制所述打印喷嘴的垂直高度和水平位置；所述第二电缆装置用于维持所述打印喷嘴的稳定。3.根据权利要求1所述的混凝土3D打印系统，其特征在于，所述电缆装置还包括遥感模块和电池模块；所述遥感模块用于接收所述通信模块发送的控制信号；所述电池模块用于通过外部电源对所述电缆装置进行充电。4.根据权利要求1所述的混凝土3D打印系统，其特征在于，所述电缆装置的工作状态包括移动状态和固定状态；所述磁铁模块根据所述电缆装置的工作状态切换所述磁铁模块的磁力状态。5.一种混凝土3D打印方法，其特征在于，所述混凝土3D打印方法应用于权利要求1至4任一项所述的混凝土3D打印系统，所述方法包括：确定打印目标的目标结构，并根据所述目标结构规划打印路径；获取打印喷嘴的当前喷嘴位置，并基于所述打印路径，确定所述打印喷嘴的预设打印位置；根据所述当前喷嘴位置向电缆装置发送控制信息，并基于所述控制信息切换所述电缆装置的工作状态，并控制所述打印喷嘴移动到所述预设打印位置；设置砂浆装置的泵送速率，控制所述砂浆装...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爽，冯兴亚，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：