3-1内套接有至少一根分支滑竿3-2，基础滑竿3-1与各分支滑竿3-2的上管口处均设有锁紧装置，第一滑竿3-1与各分支滑竿3-2的管体上均安装有定位源3-3。
[0033]如图4所示，多关节机械手I包括机架1-1、第一机械臂1-2、第二机械臂1_3和第三机械臂1-4，机架1-1安装于设备车上并通过旋转传动机构与第一机械臂1-2的一端连接，第一机械臂1-2的另一端铰接第二机械臂1-3的铰接端，第三机械臂1-4的连接端铰接第二机械臂1-3远离铰接端的一端、其固定端安装3D打印机打印挤出头装置2。
[0034]E⑶控制单元的输出端连接IXD显示屏和运行指示设备。
[0035]一种建筑工程施工用3D打印的定位方法，在由多关节机械手1、3D打印机打印挤出头装置、2ECU控制单元和至少三根设置于建筑工地四周不在一条直线上的定位杆3够成的建筑工程施工用3D打印系统中，多关节机械手I的手持端安装3D打印机打印挤出头装置2，3D打印机打印挤出头装置2上设有信号收发器，定位杆3上均设有至少三个定位源，信号接收器与定位源通讯连接，定位杆3的信号收发端连接ECU控制单元的收发端，ECU控制单元的驱动端连接多关节机械手I的受控端，ECU控制单元运行如下步骤:
建标步骤，在建筑屋内任意取一点作为基准点，并构建以此点为原点的χ-γ-ζ轴三维坐标系。
[0036]采集步骤，接收定位杆发送的定位杆位置数据和实时3D打印机打印挤出头装置位置数据，并将数据保存在存储模块中。
[0037]标识步骤，将采集步骤采集的定位杆位置数据在建标步骤建立的X-Y-Z轴三维坐标系上标识出来，并得出各个定位杆相对于基准点的坐标值；再根据各个定位杆发送的实时3D打印机打印挤出头装置与各个定位杆之间距离的数据，将3D打印机打印挤出头装置的位置在建标装置建立的X-Y-Z轴三维坐标系上标识出来，并获取其在X-Y-Z轴三维坐标系中相对于基准点的实时的坐标值。
[0038]定点步骤，获取ECU控制单元设定的3D打印机打印挤出头装置坐标值与各个定位杆坐标值之间的距离数值，再将距离数值通过定位杆的定位源发送至3D打印机打印挤出头装置的信号收发器上。
[0039]本实施例打印楼梯时，ECU控制单元在建筑屋内取一点作为基准点，并构建以此点为原点的X-Y-Z轴三维坐标系，标识出定位杆A的坐标为(6、O、O)、定位杆B的坐标为(O、3、0)、定位杆C的坐标为(0、-3,0), ECU控制单元接收到3D打印机打印挤出头装置与定位杆A的距离为6、与定位杆B的坐标距离为4、与定位杆C的距离为3，可标识出3D打印机打印挤出头装置的初始位置坐标为(0、0、0)，操作人员输入打印楼梯的坐标为(4、0、0)，计算出定位杆A与打印楼梯坐标距离为2、定位杆B与打印楼梯坐标距离为5、定位杆C与打印楼梯坐标距离5，然后驱动多关节机械手将3D打印机打印机出头装置移动至坐标(4、0、0)进行打印。
[0040]本实施例通过多根定位柱定位打印挤出头装置的具体位置，定位杆的数目越多定位的精度越高，在移动过程中去除了现有建筑施工打印机的轨道框架，采用多关节机械手移动，无需再使用庞大的框架设备并减少了施工时的占地面积，降低了使用成本；3D打印机打印挤出头可以伸入建筑中进行复杂结构的打印施工作业，移动更为灵活便捷。
[0041]除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
【主权项】
1.一种建筑工程施工用3D打印系统，其特征在于，包括多关节机械手、3D打印机打印挤出头装置、ECU控制单元和至少三根设置于建筑工地四周不在一条直线上的定位杆，所述多关节机械手的手持端安装所述3D打印机打印挤出头装置，所述3D打印机打印挤出头装置上设有信号收发器，所述定位杆上均设有至少三个定位源，所述信号接收器与所述定位源通讯连接，所述定位杆的信号收发端连接所述E⑶控制单元的收发端，所述E⑶控制单元的驱动端连接所述多关节机械手的受控端，所述ECU控制单元含有: 建标装置，用于在建筑屋内任意取一点作为基准点，并构建以此点为原点的X-Y-Z轴三维坐标系； 采集装置，用于接收定位杆发送的定位杆位置数据和实时3D打印机打印挤出头装置位置数据，并将数据保存在存储模块中； 标识装置，用于将采集装置采集的定位杆位置数据在建标装置建立的χ-γ-ζ轴三维坐标系上标识出来，并得出各个定位杆相对于基准点的坐标值；再根据各个定位杆发送的实时3D打印机打印挤出头装置与各个定位杆之间距离的数据，将3D打印机打印挤出头装置的位置在建标装置建立的X-Y-Z轴三维坐标系上标识出来，并获取其在X-Y-Z轴三维坐标系中相对于基准点的实时的坐标值； 定点装置，用于获取ECU控制单元设定的3D打印机打印挤出头装置坐标值与各个定位杆坐标值之间的距离数值，再将距离数值通过定位杆的定位源发送至3D打印机打印挤出头装置的信号收发器上； 驱动装置，用于通过驱动端控制多关节机械手将3D打印机打印挤出头装置移动至设定的坐标位置。
2.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工用3D打印系统，其特征在于，所述定位杆为伸缩杆，所述伸缩杆的基础滑竿竖直固定于地面，所述基础滑竿内套接有至少一根分支滑竿，所述基础滑竿与各所述分支滑竿的上管口处均设有锁紧装置，所述第一滑竿与各所述分支滑竿的管体上均安装有定位源。
3.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工用3D打印系统，其特征在于，所述3D打印机打印挤出头装置包括机筒，所述机筒的上端设有进料口，其内部沿轴向设有螺旋输送辊，所述螺旋输送辊的一端固定于机筒的喷口内侧，其另一端沿轴向延伸至机筒外通过调速装置与伺服电机的传动轴连接，所述机筒的喷口外侧安装模头和信号收发器。
4.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工用3D打印系统，其特征在于，所述多关节机械手包括机架、第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述机架安装于设备车上并通过旋转传动机构与所述第一机械臂的一端连接，所述第一机械臂的另一端铰接所述第二机械臂的铰接端，所述第三机械臂的连接端铰接所述第二机械臂远离铰接端的一端、其固定端安装3D打印机打印挤出头装置。
5.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工用3D打印系统，其特征在于，所述ECU控制单元的输出端连接LCD显示屏和运行指示设备。
6.一种建筑工程施工用3D打印的定位方法，在由多关节机械手、3D打印机打印挤出头装置、ECU控制单元和至少三根设置于建筑工地四周不在一条直线上的定位杆够成的建筑工程施工用3D打印系统中，所述多关节机械手的手持端安装所述3D打印机打印挤出头装置，所述3D打印机打印挤出头装置上设有信号收发器，所述定位杆上均设有至少三个定位源，所述信号接收器与所述定位源通讯连接，所述定位杆的信号收发端连接所述ECU控制单元的收发端，所述ECU控制单元的驱动端连接所述多关节机械手的受控端，其特征在于，所述E⑶控制单元运行如下步骤: 建标步骤，在建筑屋内任意取一点作为基准点，并构建以此点为原点的χ-γ-ζ轴三维坐标系； 采集步骤，接收定位杆发送的定位杆位置数据和实时3D打印机打印挤出头装置位置数据，并将数据保存在存储模块中； 标识步骤，将采集步骤采集的定位杆位置数据在建标步骤建立的χ-γ-ζ轴三维坐标系上标识出来，并得出各个定位杆相对于基准点的坐标值；再根据各个定位杆发送的实时3D打印机打印挤出头装置与各个定位杆之间距离的数据，将3D打印机打印挤出头装置的位置在建标装置建立的χ-γ-ζ轴三维坐标系上标识出来，并获取其在X-Y-Z轴三维坐标系中相对于基准点的实时的坐标值； 定点步骤，获取ECU控制单元设定的3D打印机打印挤出头装置坐标值与各个定位杆坐标值之间的距离数值，再将距离数值通过定位杆的定位源发送至3D打印机打印挤出头装置的信号收发器上； 驱动步骤，驱动端控制多关节机械手将3D打印机打印挤出头装置移动至设定的坐标位置。
【专利摘要】本发明涉及一种建筑工程施工用3D打印系统及其定位方法，包括多关节机械手、3D打印机打印挤出头装置、ECU控制单元和至少三根设置于建筑工地四周不在一条直线上的定位杆，多关节机械手的手持端安装3D打印机打印挤出头装置，3D打印机打印挤出头装置上设有信号收发器，定位杆上均设有至少三个定位源，信号接收器与定位源通讯连接，定位杆的信号收发端连接ECU控制单元的收发端，ECU控制单元的驱动端连接多关节机械手的受控端，具有高灵活性，可以在各种复杂布局的建筑物进行打印作业，同时，该系统的机构简单、占地面积小，便于组装使用。
【IPC分类】E04G21-00, E04G21-04
【公开号】CN104763151
【申请号】CN201510189677
【发明人】徐晓冰
【申请人】徐晓冰
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月21日