一种可换喷嘴的旋转混凝土打印机喷头的制作方法

本发明属于机械土木技术领域，特别涉及一种可换喷嘴的旋转混凝土打印机喷头。

背景技术：

随着建筑工业化的发展，结构构件的标准化和模数化与建筑设计的个性化和多样化之间的矛盾日益显露，故复杂造型的建筑部品和构配件的柔性制造技术的研究刻不容缓。3d打印混凝土技术是将改进配合比后的混凝土材料与3d打印技术相结合而产生新兴技术。3d打印技术是建筑工业化未来的发展方向之一，但尚处于起步阶段，有很多问题有待解决。

本发明为一种可换喷嘴的旋转混凝土打印机喷头。研究表明，3d打印混凝土的质量与喷嘴形状息息相关。矩形打印喷头会使出料在垂直于行进方向上更加均匀，大大提高打印质量，且不同的模型应匹配不同尺寸、形状的喷嘴；矩形喷嘴的打印质量高于圆形喷嘴的打印质量，但矩形喷嘴要求喷头随进给方向转动。本发明使混凝土打印机有更好的适配性，并提高打印精度和打印强度。

技术实现要素：

发明目的：针对上述缺陷，本发明提供一种提高打印效率，改善打印效果的可换喷嘴的旋转混凝土打印机喷头。

技术方案：本发明提出一种可换喷嘴的旋转混凝土打印机喷头，包括滑轨与喷头体，所述滑轨与喷头体之间通过喷头支架连接，所述喷头体内部设置有搅拌装置，所述喷头体上方设置有进料装置，所述喷头体末端设置有喷嘴，所述喷头体外壁上设置有大齿轮，所述喷头支架上设置有旋转电机，所述旋转电机上设置有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合。

进一步的，所述搅拌装置由搅拌电机、联轴器和搅拌棒构成，所述搅拌电机固定设置在滑轨上，所述搅拌电机下方设置有搅拌棒，所述搅拌棒与搅拌电机之间通过联轴器连接。

进一步的，所述喷头体与喷头支架之间通过止推轴承连接。

进一步的，所述喷头体与喷嘴之间通过螺纹连接。

进一步的，所述搅拌棒下方设置有螺旋叶片。

进一步的，所述进料口设置在搅拌机外侧。

进一步的，所述大齿轮设置在喷头体的顶部。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明所述的喷嘴与喷头体之间为螺纹连接，且喷嘴拆下后搅拌棒可由联轴器上拆下，方便拆卸、安装、更换与清洗。

本发明中的喷头体与喷嘴可以随着进给方向的改变而旋转，始终保持矩形喷嘴长边与进给方向垂直，提高打印质量，丰富打印效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图图；

图2为本发明的内部剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。

如图1-2所示：本发明提出一种可换喷嘴的旋转混凝土打印机喷头，由滑轨1、喷头支架2、旋转电机3、喷嘴4、止推轴承5、喷头体6、搅拌棒7、联轴器8、搅拌电机9和进料口10组成。滑轨1用于连接打印机机身上的方轨与喷头支架2，实现一个方向的移动，与打印机机身配合运动；搅拌棒7为一根下部有螺旋叶片、上部为光轴的长棒，上端与搅拌电机9通过联轴器8连接，搅拌电机9转动带动搅拌棒7搅拌并挤出混凝土，搅拌棒7可在喷嘴4卸下时从联轴器8上拆下进行清洗；旋转电机3带动喷头体6与喷嘴4随进给路径方向的改变而旋转，旋转电机3与喷头体6之间的传动方式为齿轮啮合；喷头体6为圆柱形，下部有外螺纹，上部有齿轮齿，可容纳小部分外部连续供给的混凝土打印材料，其与喷头支架2之间由止推轴承5连接。旋转电机3旋转，通过与喷头体6之间的传动齿轮，可以带动喷头体6在喷头支架2上旋转；喷嘴4上部有内螺纹，与喷头体6之间由螺纹连接，方便根据不同打印需求更换不同规格的喷嘴4，且喷嘴4拆下后容易清洗。

本发明在使用前应选择相应的喷嘴4。若选择圆形喷嘴4，则旋转电机3不启动；若选择矩形喷嘴4，系统开机时复位矩形喷嘴4的方向，旋转电机3与其余电机协调工作，使矩形喷嘴4的长边保持与进给方向垂直。

混凝土3d打印机的喷嘴4每次作业完成后必须进行拆卸和清洗，打印过程中也可能需要更换不同规格的喷嘴4，固喷嘴4必须便于拆卸、安装和清洗。本发明中喷嘴4与打印机体固连，与喷头体6由螺纹连接，方便拆卸，且旋紧可靠。设计三种喷嘴4，分别适配不同打印情景。(尺寸分别为：a-直径20mm；b-10mmx20mm；c-10mmx30mm)

本专利提及的三种喷嘴4类型，只是适合部分打印场景的方案。凡采用本专利提及的可更换思想设计的其他喷嘴4方案，均在本专利的保护范围之内。

本发明所述喷头体6于其他喷头体6最大不同点在于喷嘴4的快速更换和喷头体6的可控旋转，与其他3d混凝土打印机有较大不同。

喷头体6的旋转由旋转电机3通过齿轮啮合带动喷头体6实现。喷头体6上固连有轮齿，与旋转电机3电机轴上固连的齿轮啮合完成传动。喷头体6与喷嘴4、喷头体6与喷头支架2之间的连接都经过止推轴承5，使喷头体6与喷嘴4一起在喷头体6固定的情况下自由转动。该项发明使得喷嘴4可以根据打印路径和打印效果的需要，实时变相旋转，矩形喷嘴4的长边可以始终保持与进给方向垂直，从而提高打印质量，丰富打印效果。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种可换喷嘴的旋转混凝土打印机喷头，包括滑轨与喷头体，所述滑轨与喷头体之间通过喷头支架连接，所述喷头体内部设置有搅拌装置，所述喷头体上方设置有进料装置，所述喷头体末端设置有喷嘴，所述喷头体外壁上设置有大齿轮，所述喷头支架上设置有旋转电机，所述旋转电机上设置有小齿轮，所述小齿轮与大齿轮啮合。本发明所述的喷嘴与喷头体之间为螺纹连接，且喷嘴拆下后搅拌棒可由联轴器上拆下，方便拆卸、安装、更换与清洗。本发明中的喷头体与喷嘴可以随着进给方向的改变而旋转，始终保持矩形喷嘴长边与进给方向垂直，提高打印质量，丰富打印效果。

技术研发人员：何至立;杨浩楠;潘金龙;吕佳峰;王肖骏;麦济仁;周震鑫
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2019.03.15
技术公布日：2019.06.04