模块化三轴自适应的移动式3D打印装置与方法与流程

文档序号:11127925阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种模块化三轴自适应的移动式3D打印装置,其特征在于,包括:

包括模块化三轴驱动导向自适应扩展装置(100)以及与其连接的实体建筑3D打印装置(200),其中,

所述模块化三轴驱动导向自适应扩展装置(100),包括:

可扩展的模块化地面导轨(110);

设置于所述模块化地面导轨(110)上的XY方向驱动车轮(120);

设置于所述XY方向驱动车轮(120)上的X、Y、Z方向模块化稳定导轨(130),每个X、Y、Z方向模块化稳定导轨(130)的两端对应设置有X、Y、Z方向稳定导轨扩展连接件(160);

设置于所述Z方向模块化稳定导轨(130)的下部的转动顶升驱动(140),所述转动顶升驱动(140)与所述XY方向驱动车轮(120)连接;

设置于所述Z方向模块化稳定导轨(130)的上部的Z方向顶升制动驱动(150),X、Y方向模块化稳定导轨(130)上对应设置有X、Y方向驱动制动(170);

所述实体建筑3D打印装置(200),包括:

设置于所述Y方向模块化稳定导轨(130)上的打印头导轨横梁(210);

设置于所述打印头导轨横梁(210)上的Y方向打印头导轨驱动(220)和打印头横梁制动(230),打印头导轨横梁(210)一端与建筑材料(300)输送管连接,另一端设置所述打印头导轨横梁扩展连接件(240);

设置于所述打印头导轨横梁(210)上的竖向打印头(250)和X方向打印头驱动制动(260),所述X方向打印头驱动制动(260)与所述竖向打印头(250)连接。

2.如权利要求1所述的模块化三轴自适应的移动式3D打印装置,其特征在于,所述模块化地面导轨(110)包括:

4条两两平行与地面接触的模块化地面导轨(110),其中两条为X方向地面导轨(111),另外两条为Y方向地面导轨(112),所述X、Y方向地面导轨(111)、(112)两端对应设置可实现扩展地面导轨长度X、Y方向的地面导轨扩展连接件(113)、(114)。

3.如权利要求2所述的模块化三轴自适应的移动式3D打印装置,其特征在于,所述XY方向驱动车轮(120)包括与其中两条平行轨道X方向或Y方向地面导轨(111)、(112)接触的4个XY方向驱动车轮(120)。

4.如权利要求3所述的模块化三轴自适应的移动式3D打印装置,其特征在于,所述X、Y、Z方向模块化稳定导轨130包括4根垂直于地面的Z方向模块化稳定导轨(133)、连接于所述4根Z方向模块化稳定导轨(133)的上部的2根上层X方向稳定导轨(131)和2根上层Y方向稳定导轨(132),连接于所述4根Z方向模块化稳定导轨(133)的下部的2根下层X方向稳定导轨(131)和2根下层Y方向稳定导轨(132),2根上层X方向稳定导轨(131)和2根上层Y方向稳定导轨(132)连接构成上层矩形,2根下层X方向稳定导轨(131)和2根下层Y方向稳定导轨(132)连接构成下层矩形,其中,

每根Z方向稳定导轨(133)的一端分别通过所述转动顶升驱动(140)与4个XY驱动车轮(120)固结,每根Z方向稳定导轨(133)另一端各连接有2个Z方向顶升制动驱动(150),每根上层X方向稳定导轨(131)和上层Y方向稳定导轨(132)设置于所述2个Z方向顶升制动驱动(150)之间;

每根Z方向稳定导轨顶部(150)均设置有可实现扩展Z方向稳定导轨(133)长度的Z方向稳定导轨扩展连接件(163);

每根X方向稳定导轨(131)的每端设置有2个X方向驱动制动(171)和可实现扩展X方向稳定导轨(131)长度的X方向稳定导轨扩展连接件(161);

每根Y方向稳定导轨(132)的每端设置有2个Y方向驱动制动(172)和可实现扩展Y方向稳定导轨(132)长度的Y方向稳定导轨扩展连接件(162)。

5.如权利要求4所述的模块化三轴自适应的移动式3D打印装置,其特征在于,所述打印头导轨横梁(210)设置于所述平行的2根上层Y方向稳定导轨(132)上;

所述Y方向打印头导轨驱动(220)和打印头横梁制动(230)的数量分别为2个,Y方向打印头导轨驱动(220)和打印头横梁制动(230)分别设置于所述打印头导轨横梁(210)与2根上层Y方向稳定导轨(132)的连接端;

所述竖向打印头(250)设置于2个打印头横梁制动(230)之间的打印头导轨横梁(210)上,所述竖向打印头(250)通过所述X方向打印头驱动制动(260)设置于打印头导轨横梁(210)上。

6.一种采用如权利要求1至5任一项所述模块化三轴自适应的移动式3D打印装置的打印方法,其特征在于,所述方法包括:

通过动力控制系统向实体建筑3D打印装置(200)发送控制指令,通过Y方向打印头导轨驱动(220)和打印头横梁制动(230)控制竖向打印头导轨横梁(210)实现Y方向的移动,通过X方向打印头驱动制动(260)控制竖向打印头(250)实现X方向的移动,通过控制竖向打印头(250)在XY平面内喷射建筑材料(300)实现建筑物各建筑截面层打印施工,并通过动力控制系统向模块化三轴驱动导向自适应扩展装置(100)发送控制指令,通过启动Z方向顶升制动驱动(150),向上顶升竖向打印头(250)至建筑物的上一建筑截面层后制动,继续打印施工,如此循环逐步向上顶升打印,实现建筑物自下向上逐层沿Z方向打印。

7.如权利要求6所述模块化三轴自适应的移动式3D打印装置的打印方法,其特征在于,所述方法还包括:

若已打印施工建筑物(400)的高度超过Z方向打印范围,与Z方向稳定导轨(133)高度相同时,通过动力控制系统向模块化三轴驱动导向自适应扩展装置(100)发送控制指令,通过Z方向稳定导轨扩展连接件(163)加长Z方向稳定导轨(133),启动Z方向顶升制动驱动(150),向上顶升竖向打印头(250)至超过已打印施工建筑物一定高度后制动,继续打印施工,如此循环逐步向上顶升打印,实现打印装置整体向上顶升并逐层打印。

8.如权利要求6所述模块化三轴自适应的移动式3D打印装置的打印方法,其特征在于,所述方法还包括:

若建筑物(500)超过Y方向的打印范围,通过动力控制系统向模块化三轴驱动导向自适应扩展装置(100)发送控制指令,通过控制转动顶升驱动(140)实现驱动车轮(120)转向,通过XY方向驱动车轮(120)沿着Y方向地面导轨(112)行驶,同时调节Y方向制动(172)扩展Y方向打印范围,待超出Y方向稳定导轨(132)长度时,通过Y方向地面导轨扩展连接件(114)加长Y方向地面导轨(112),并通过Y方向稳定导轨扩展连接件(162)加长下层Y方向稳定导轨(132)和上层Y方向稳定导轨(132),调节XY方向驱动车轮(120)沿着Y方向地面导轨(112)行驶,同时调节Y方向驱动制动(172)实现Y方向打印区域进一步扩大。

9.如权利要求6所述模块化三轴自适应的移动式3D打印装置的打印方法,其特征在于,所述方法还包括:

若建筑物超(600)过X方向打印装置范围,通过动力控制系统向模块化三轴驱动导向自适应扩展装置(100)发送控制指令,通过控制转动顶升驱动(140)实现驱动车轮(120)转向,通过XY方向驱动车轮(120)沿着X方向地面导轨(111)行驶,同时调节X方向驱动制动(171)扩展X方向打印范围,待超出X方向稳定导轨(131)的长度时,通过X方向地面导轨扩展连接件(113)加长X方向地面导轨(111),并通过X方向稳定导轨扩展连接件(161)分别加长下层X方向稳定导轨(131)和上层X方向稳定导轨(131),调节XY方向驱动车轮(120)沿着加长后的X方向稳定导轨(131)行驶,同时调节X方向驱动制动(171)实现X方向打印区域进一步扩大。

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