【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混凝土3d打印领域，更具体地说，涉及一种可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头。
技术介绍
1、混凝土3d打印技术是先进制造领域中的增材制造技术在建筑领域的延伸，是融合机械、电子、控制、土木、建筑、材料等多个学科知识的新型建造技术，是实现制造—建造一体化的关键手段之一。通过将材料逐层叠加，建筑3d打印技术能够在短时间内自动化地完成建筑物、构筑物或建筑构件的建造，具有高效快捷、降低成本、节材环保、突破传统设计限制等优势，代表了未来建筑业生产方式转变的途径之一。
2、然而，传统的混凝土3d打印技术仍然面临早期裂缝、抗拉强度低等缺陷。在混凝土中掺杂连续纤维能够提高混凝土的抗拉强度，改善混凝土3d打印成型部件的力学性能。因此，连续纤维增强的混凝土3d打印技术已成为当下混凝土3d打印领域的研究热点。
3、但是，现有的连续纤维增强混凝土3d打印喷头主要存在以下问题：(1)现有技术未考虑到连续纤维的导纱装置与打印喷头的一体化设计；(2)现有技术的连续纤维增强混凝土打印头装置不具备旋转功能，无法满足某些特殊场合的功能需求，如：在使用矩形打印喷嘴时，在转角处无法保证喷嘴的方向始终与打印路径相切，容易造成打印体扭曲以及层间间隙；(3)现有技术在进行连续纤维混凝土3d打印时，连续纤维在砂浆中的位置无法调整，影响打印喷头的使用；(4)现有技术无砂浆搅拌装置，仅依靠泵送的方式实现砂浆与纤维共挤，长时间后砂浆逐渐硬化，影响砂浆打印性能；(5)由于混凝土是一种磨蚀性材料，现有技术未考虑到打印头结构应便于拆卸清洗和零件
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头，其具备旋转功能，满足一些特定场合下的应用，并且可以搅拌混凝土，实现砂浆顺利搅拌泵送。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头，包括双层连接座，所述双层连接座的上层用于连接运动执行机构，所述双层连接座的下层连接混凝土搅拌装置和料仓装置，所述混凝土搅拌装置包括搅拌电机、传动结构和搅拌轴，所述搅拌电机通过传动结构驱动搅拌轴转动，所述搅拌轴伸入料仓装置内部，所述料仓装置的底部设有进纱管，所述进纱管下端连接打印喷嘴，料仓装置料仓装置周围均布有多个导纱装置，导纱装置导出的纤维伸入进纱管内部与混凝土共混后经打印喷嘴挤出；所述双层连接座的转动中心与搅拌轴、进纱管和打印喷嘴同轴设置。
3、上述方案中，所述搅拌电机安装在电机座上，所述电机座安装在异形连接板上，所述异形连接板固定在双层连接座的下方。
4、上述方案中，所述搅拌轴上装有轴承，所述轴承安装在轴承座上，所述轴承座与异形连接板之间通过过渡侧板连接，所述轴承座、异形连接板和过渡侧板围成的空间内设有所述传动结构。
5、上述方案中，所述传动结构包括小带轮、皮带和大带轮，所述搅拌电机与小带轮相连，所述搅拌轴与大带轮相连，小带轮和大带轮通过皮带连接。
6、上述方案中，所述搅拌轴为变径变螺距螺杆。
7、上述方案中，所述料仓装置包括料仓上端焊接法兰、料仓主体和料仓下端焊接法兰，料仓上端焊接法兰与轴承座连接，所述料仓主体上设有泵送口，料仓主体通过卡箍与进纱管连接。
8、上述方案中，所述导纱装置包括纱架，所述纱架上设有纱团、纤维料辊、瓷眼座、瓷轮、穿纱管和穿纱管基座，穿纱管安装于穿纱管基座上，穿纱管同时穿过穿纱管基座和进纱管，连续纤维缠制在纤维料辊上形成纱团，纤维经过瓷眼、瓷轮、穿纱管最终进入到进纱管中，与混凝土实现共混。
9、上述方案中，所述料仓下端焊接法兰与固定连接。
10、上述方案中，所述进纱管与打印喷嘴通过螺纹连接。
11、上述方案中，所述纤维料辊为锥形，纤维料辊上的纱团采用上出纱，所述瓷眼座为t形，t形瓷眼座的水平部位设有两个瓷眼，t形瓷眼座的竖直部位设有一个瓷眼，纤维依次穿过三个瓷眼。
12、实施本专利技术的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头，具有以下
13、有益效果：
14、1、本专利技术可以通过伺服电机控制搅拌轴转动，实现打印头的混凝土挤出速度实时精确可调，保证打印过程中混凝土供应的连续性和均匀性，搅拌轴挤出转速可与末端打印喷嘴的移动速度做到实时匹配；
15、2、本专利技术可使连续纤维在打印头的导纱路径中保持较小张力与较小的磨损，有利于保证打印成型件的性能；
16、3、本专利技术的混凝土打印喷头在上端可以通过法兰盘实现与机器人或者龙门机床的连接，通过电机添加新的自由度实现整个打印喷头的转动，来满足某些特殊场合的功能需求。
17、4、本专利技术可以根据纤维束的实际数量使用需求进行调整，保证在不同条件下的使用需求；
18、5、打印喷头各部分采用分体式设计，可根据需要更换不同形式的纱架、进纱管与打印喷嘴来满足不同的打印需求。
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1.一种可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，包括双层连接座，所述双层连接座的上层用于连接运动执行机构，所述双层连接座的下层连接混凝土搅拌装置和料仓装置，所述混凝土搅拌装置包括搅拌电机、传动结构和搅拌轴，所述搅拌电机通过传动结构驱动搅拌轴转动，所述搅拌轴伸入料仓装置内部，所述料仓装置的底部设有进纱管，所述进纱管下端连接打印喷嘴，料仓装置料仓装置周围均布有多个导纱装置，导纱装置导出的纤维伸入进纱管内部与混凝土共混后经打印喷嘴挤出；所述双层连接座的转动中心与搅拌轴、进纱管和打印喷嘴同轴设置。
2.根据权利要求1所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述搅拌电机安装在电机座上，所述电机座安装在异形连接板上，所述异形连接板固定在双层连接座的下方。
3.根据权利要求2所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述搅拌轴上装有轴承，所述轴承安装在轴承座上，所述轴承座与异形连接板之间通过过渡侧板连接，所述轴承座、异形连接板和过渡侧板围成的空间内设有所述传动结构。
4.根据权利要求3所述的可旋转多丝
5.根据权利要求1所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述搅拌轴为变径变螺距螺杆。
6.根据权利要求3所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述料仓装置包括料仓上端焊接法兰、料仓主体和料仓下端焊接法兰，料仓上端焊接法兰与轴承座连接，所述料仓主体上设有泵送口，料仓主体通过卡箍与进纱管连接。
7.根据权利要求6所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述导纱装置包括纱架，所述纱架上设有纱团、纤维料辊、瓷眼座、瓷轮、穿纱管和穿纱管基座，穿纱管安装于穿纱管基座上，穿纱管同时穿过穿纱管基座和进纱管，连续纤维缠制在纤维料辊上形成纱团，纤维经过瓷眼、瓷轮、穿纱管最终进入到进纱管中，与混凝土实现共混。
8.根据权利要求8所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述料仓下端焊接法兰与固定连接。
9.根据权利要求1所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述进纱管与打印喷嘴通过螺纹连接。
10.根据权利要求7所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3D打印喷头，其特征在于，所述纤维料辊为锥形，纤维料辊上的纱团采用上出纱，所述瓷眼座为T形，T形瓷眼座的水平部位设有两个瓷眼，T形瓷眼座的竖直部位设有一个瓷眼，纤维依次穿过三个瓷眼。
...【技术特征摘要】
1.一种可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头，其特征在于，包括双层连接座，所述双层连接座的上层用于连接运动执行机构，所述双层连接座的下层连接混凝土搅拌装置和料仓装置，所述混凝土搅拌装置包括搅拌电机、传动结构和搅拌轴，所述搅拌电机通过传动结构驱动搅拌轴转动，所述搅拌轴伸入料仓装置内部，所述料仓装置的底部设有进纱管，所述进纱管下端连接打印喷嘴，料仓装置料仓装置周围均布有多个导纱装置，导纱装置导出的纤维伸入进纱管内部与混凝土共混后经打印喷嘴挤出；所述双层连接座的转动中心与搅拌轴、进纱管和打印喷嘴同轴设置。
2.根据权利要求1所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头，其特征在于，所述搅拌电机安装在电机座上，所述电机座安装在异形连接板上，所述异形连接板固定在双层连接座的下方。
3.根据权利要求2所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头，其特征在于，所述搅拌轴上装有轴承，所述轴承安装在轴承座上，所述轴承座与异形连接板之间通过过渡侧板连接，所述轴承座、异形连接板和过渡侧板围成的空间内设有所述传动结构。
4.根据权利要求3所述的可旋转多丝束连续纤维增强混凝土3d打印喷头，其特征在于，所述传动结构包括小带轮、皮带和大带轮，所述搅拌电机与小带轮相连，所述搅拌轴与大带轮相连，小带轮和大带轮通过皮带连接。
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王开强，韩振宇，李迪，段嘉奇，池胜锋，孙守政，胡春友，零朝维，张思达，
申请(专利权)人：中建三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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