一种颗粒物打印机及其格子料盘、卸料装置的制作方法

本实用新型涉及一种颗粒物打印机及其格子料盘、卸料装置。

背景技术：

在建筑及装配式住宅、石板及石画、景观及彩石地坪、装修装饰领域，采用彩色石子、彩砂、陶粒、马赛克粒、碎砖粒等固体颗粒，按其一定的形状和色彩特殊布置形成的设计图案，这种装饰形式在具体实施时，需要装饰工人按照特定的颜色和形状去摆布颗粒色料，然后通过水泥或其他粘接剂粘接固定。这整个过程操作起来十分麻烦，操作工人不仅需要准确选择色料，还要将选取的色料摆布成一定的形状，对工人的操作要求较高，而且整个过程也十分耗时，装饰效率较低。

现有技术中有将不同颜色的马赛克片按照特定的位置关系布置到网格状的格子料盘中从而形成特定图案的图案成型方式，但是图案成型之后马赛克片很难按图案形状与格子料盘分离，操作人员一般是直接将格子料盘与马赛克片粘接在一起，这样每成型一幅图案就消耗一个格子料盘，成本很高，而且格子料盘混在图案中也影响图案的整体成图效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可重复利用的格子料盘；本实用新型的目的还在于提供一种使用该格子料盘的颗粒物打印机以及用于在格子料盘内填料成图后将格子料盘从颗粒物打印机上取下的卸料装置。

本实用新型的格子料盘的技术方案1：包括格子骨架，格子骨架所形成的料格一端开口为进料口，格子骨架上还在料格的另一端开口设有供料格内的颗粒色料落下的翻转门。本实用新型的格子料盘通过设置翻转门能够在翻转门打开时将其内的色料落到相应的成型盘中进行粘接固化，这样的格子料盘能够重复利用，节省了加工成本。

在技术方案1的基础上，可以优化得到技术方案2：即所述翻转门为磁吸式翻转门。采用磁吸式翻转门能够通过磁力控制翻转门的开启，结构简单，开启方便。

在技术方案2的基础上还可以进一步优化得到技术方案3：即格子料盘的料格呈矩阵式布置。矩阵式排布的料盘制造方便，通用性强。

在技术方案3的基础上，可以使矩阵式排布的料格的每一列料格的翻转门同步动作得到技术方案4，这样能够提高翻转门动作的一致性，便于格子料盘内的色料落下后图案的保持。

在技术方案4的基础上可以进一步限定得到技术方案5：即每一列料格中，至少有两个以上料格的翻转门一体连接。

在上述五种技术方案任意一种的基础上可以进一步限定得到技术方案6，即所述格子骨架磁吸材料，所述格子骨架的背离翻转门的一侧面为用于与卸料装置的电磁吸盘磁吸贴合的磁吸面。

本实用新型的卸料装置的技术方案1：包括机架，机架上设有用于固定格子料盘的固定机构，机架上还设有通过接触式传动或非接触式传动带动翻转门同步开启的开门机构。本实用新型的卸料装置能够将格子料盘固定，然后通过开门机构带动翻转门开启，使格子料盘内的物料落入成型盘中粘接固化，配合格子料盘时用，实现对格子料盘的回收。

在技术方案1的基础上，本实用新型的卸料装置的技术方案2为：所述开门机构为磁力开门机构，所述磁力开门机构包括用于向上吸附翻转门并使翻转门保持闭合状态的电磁铁，所述磁力开门机构还包括控制电磁铁的电流减弱而减小对翻转门的吸附力，使翻转门在其自身重力以及料格内的颗粒色料的重力作用下向下翻转开启的控制器。通过控制器控制电流大小而改变电磁铁的磁力大小，从而实现对翻转门的开启，控制方便，结构简单。

在上述技术方案2的基础上优化得到的技术方案3为：所述机架上设有电磁吸盘，所述电磁吸盘具有吸附磁吸式格子骨架的吸附面，所述电磁吸盘同时构成所述的用于向上吸附翻转门并使翻转门保持闭合状态的电磁铁。磁铁吸盘同时做为格子骨架的固定机构以及翻转门的开门机构，起到两个作用，简化了卸料装置的结构。

在上述技术方案3的基础上优化得到的技术方案4为：所述机架上设有在上下方向伸缩的伸缩缸，所述电磁吸盘安装在伸缩缸的输出端上且能被伸缩缸带动而上下移动。

本实用新型的颗粒物打印机的技术方案1：包括用于对格子料盘的各个料格进行布料的布料装置以及用于将布完料的格子料盘从布料装置上取下的卸料装置，所述格子料盘包括格子骨架，格子骨架所形成的料格一端开口为进料口，格子骨架上还在料格的另一端开口设有供料格内的颗粒色料落下的翻转门，卸料装置包括机架，机架上设有用于固定格子料盘的固定机构，机架上还设有通过接触式传动或非接触式传动带动翻转门同步开启的开门机构。

本实用新型的颗粒物打印机能够通过卸料装置将格子料盘从布料装置上取下，通过开门机构将格子料盘的翻转门开启使格子料盘内的色料落出，实现对格子料盘的回收。

在颗粒物打印机的技术方案1的基础上，优化得到技术方案2：即所述翻转门为磁吸式翻转门，所述开门机构为磁力开门机构，所述磁力开门机构包括用于向上吸附翻转门并使翻转门保持闭合状态的电磁铁，所述磁力开门机构还包括控制电磁铁的电流减弱而减小对翻转门的吸附力，使翻转门在其自身重力以及料格内的颗粒色料的重力作用下向下翻转开启的控制器。通过控制器控制电流大小而改变电磁铁的磁力大小，从而实现对翻转门的开启，控制方便，结构简单。

在颗粒物打印机的技术方案2的基础上，优化得到技术方案3：即所述格子骨架包含磁吸材料，所述机架上设有电磁吸盘，所述电磁吸盘具有吸附磁吸式格子骨架上侧面的吸附面，所述电磁吸盘同时构成所述的用于向上吸附翻转门并使翻转门保持闭合状态的电磁铁。磁铁吸盘同时做为格子骨架的固定机构以及翻转门的开门机构，起到两个作用，简化了卸料装置的结构。

在颗粒物打印机的技术方案3的基础上，优化得到技术方案4：即所述机架上设有在上下方向伸缩的伸缩缸，所述电磁吸盘安装在伸缩缸的输出端上且能被伸缩缸带动而上下移动。

附图说明

图1为本发明的颗粒物打印机的实施例一的示意图；

图2为本发明的颗粒物打印机的实施例一在布料时的示意图；

图3为本发明的颗粒物打印机的实施例一在布料完成后取下格子料盘时的正视图；

图4为本发明的颗粒物打印机的实施例一在布料完成后取下格子料盘时的立体图；

图5为布料装置的示意图；

图6为显示图5中料仓与料盒之间的输料关系的结构示意图；

图7为图6中显示料仓、放料机构、料盒以及格子料盘的上下对应关系的放大图；

图8为图2的左视图；

图9为布料装置除去料仓的结构示意图；

图10为放料机构的结构示意图；

图11为放料机构的俯视图；

图12为图11中A-A处的剖视图；

图13为布料装置中料盒的结构示意图；

图14为料盒的俯视图；

图15为图14中B-B处的剖视图；

图16为格子料盘显示翻转门的结构示意图；

图17为格子料盘的翻转门处于开启状态的结构示意图；

图18为格子料盘显示翻转门立体图；

图19为格子料盘的翻转门处于开启状态的立体图。

图中：1、机架；11、定位平台；12、导轨；13、料仓滑槽；14、顶板；2、料仓；3、料盒单元；31、盒体；32、料盒座；33、落料阀；34、进料扰动装置；340、扰动板；36、弹性束口；4、格子料盘；40、格子骨架；41、翻转门；42、铰接钩；5、放料机构；51、控制装置主体；52、溜管；53、溜管阀；9、卸料机架；90、伸缩缸；91、导向杆；92、电磁吸盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

颗粒色料打印，顾名思义就是用颗粒状的颗粒物打印成画面材料。颗粒色料打印时所使用的颗粒色料是固体颗粒，包括小石子、碎玻璃、废砖渣、陶粒、马赛克、彩砂等等。根据用途，画面的表面形态可以是颗粒状和打磨状，而打印的画面材料分为无机类和有机类，主要是粘料、添加剂的成分不同，无机类指普通水泥、彩色水泥、过氧化粉、陶粉等，可以应用于建筑外墙、彩色地坪、艺术石画、文化墙、雕塑等，力学性能稳定，颜色不易褪色，耐寒、耐热、耐腐蚀、不变形。有机类主要是彩色粘料采用了环氧树脂、丙烯类、聚氨酯等高分子材料或粘料剂添加了强胶液体等，高分子颜料色彩鲜艳但易褪色、强度偏弱但韧性强，适合室内装饰部分，如彩石墙和地面、背景墙、屏风板等。

用于装配式住宅装饰面，结构层与装饰面二者合一。一是结构层，一般为普通的钢筋混凝土或其他粘结垫层；二是装饰面层，以石子等颗粒色料本身的色彩和质地展现画面效果。用于石画、屏风板等装饰板材方面，特殊的粘结料可以采用液体玻璃、铁水等材料。

本实用新型正是提供了一种自动化的颗粒物打印机。本实用新型的颗粒物打印机的实施例1如图1~图19所示，包括格子料盘4、用于将颗粒色料排布到格子料盘内的布料装置和用于将完成布料的格子料盘从布料装置上取下的卸料装置。

布料装置包括机架1，机架1上设有控制单元和驱动单元。机架包括U形槽状的底座，U形槽状的底座的底部设有用于带动格子料盘沿纵向方向即U形槽长度方向运动的输送装置，本实施例中该输送装置包括供格子料盘固定放置定位平台11，定位平台被驱动单元驱动，驱动单元包括作为动力源的步进电机，能够实现精确的步进运动。在其他实施例中，输送装置的驱动件也可以替换为其他形式，例如液压缸、气压缸、电动推杆等，同时需要能够实现格子料盘的步进动作，例如设置对应的位移传感器或行程开关来实现，以在每次步进的停歇阶段与相应的打印头上下对正。

U形槽状的底座的顶部开口处设有顶板14，顶板14下方设有料盒单元，顶板的上方设有供料装置。其中供料装置包括固定在U形槽状的底座的顶板上的两列料仓2，料仓采用抽拉式结构。顶板上固定有隔板，隔板包括行隔板和列隔板，这些隔板在顶板上形成两列U形料仓滑槽13，U形料仓滑槽的料仓抽出口朝向行方向的两侧；料仓是与料仓滑槽对应的扁盒体，每个中用于盛装不同颜色的颗粒色料。料仓的底面设有主排料口，主排料口靠近料仓的靠近U形料仓滑槽开口的一侧布置。顶板上设有在料仓插入料仓滑槽后与主排料口对应的主落料口。U形槽状的底座的顶板底部固定有与各主落料口一一对应的放料机构5，放料机构包括控制装置主体51，控制装置主体上设有上下贯通并与主落料口对应的溜管52以及垂直于溜管设置的两个溜管阀53，溜管阀采用气缸作为动力机构，两个溜管阀的阀板之间的溜管段形成控制料仓向料盒单次放料量的标准空间。

打印机构包括沿着与纵向方向垂直的横向延伸的导轨12，导轨的两端分别固定在U形槽状底座的两侧壁上，打印头沿横向方向导向移动装配在导轨上，打印头由步进电机驱动，能够实现精确的步进动作。导轨有多个且在纵向方向间隔设置，并与同一列的两个料仓上下对应。打印头包括料盒单元3，料盒单元包括多个料盒，各导轨上分别设有两只料盒，两个料盒在沿导轨的移动行程的两端分别具有补料位，如图6-7所示，在补料位处，料盒的上开口与对应的放料机构的溜管的下开口上下对应，第一排料盒的补料位位于其移动行程的靠近第一排料仓的一端位置，第二排料盒的补料位位于其移动行程的靠近第二排料仓的一端位置。各料盒包括盒体31以及连接在盒体底部的落料单元，落料单元包括料盒座32，料盒座上设有上下贯通的通孔，形成供料盒内的颗粒色料在重力的作用下落下的落料通道，落料通道上设有两道落料阀33，落料阀包括阀板和伸缩气缸，伸缩气缸形成用于驱动阀板伸缩的阀板驱动装置，阀板具有用于封堵落料通道的封堵位和放开落料通道的落料位，落料通道的位于两个落料阀的阀板之间的空间构成控制料盒向料格单次放料量的标准空间。落料通道顶部的进料口处，即落料通道与料盒盒体的连接位置处设有用于扰动进料口处的颗粒色料以避免颗粒色料卡滞在进料口外的进料扰动装置，进料扰动装置34包括沿垂直于落料通道的轴向活动设置的扰动头340和用于驱动扰动头动作的伸缩气缸，伸缩气缸构成扰动驱动装置；扰动头340为扰动板，扰动板上设有向上凸出的凸起，凸起的竖直方向剖面为三角形。伸缩气缸驱动扰动板伸缩，能够对落料通道顶部的进料口处的颗粒色料进行扰动，避免颗粒色料之间卡滞而影响顺利落料。为了提高料盒的固定可靠性，料盒的底部设置为上大下小的缩截面结构，料盒座的顶部设有与料盒的底部形状吻合的梯形槽，所述落料通道设置在料盒的下端面上。

落料通道的下端开口处设有用于颗粒色料排出时外溅的弹性束口36，弹性束口36包括设置在落料通道的出料口的弹性刷丝，弹性导向针沿管口呈环形布置且倾斜设置，形成上大下小的缩口结构，上部的开口直径大于落料通道的出料口直径。

为了保证各行的两只打印头均能够与格子料盘上的任意一个料格对应，导轨的两端均超出格子料板两侧一段距离，两只打印头均能够与每行格子料盘最外侧的料格对应。

本实用新型的布料装置在使用时，将格子料盘4定位安装在定位平台上，通过输送装置纵向步进移动，此时，导轨上的料盒沿横向往返移动并通过控制单元控制装有特定色料的料盒在移动到需要布料的料格上方时，对其进行布料，步进移动间隔能够使同一导轨上的两个料盒沿同一列的料格至少全程行走一遍。这样当格子料盘的所有料格都经过料盒单元后，格子料盘从U形槽装底座的一侧槽口沿槽长移动到另一侧槽口，布料完成。

卸料装置包括卸料机架9，卸料机架9为框形架，具有能够供定位平台伸入的卸料空间。卸料机架上还在卸料空间的上方固定安装有伸缩缸90，伸缩缸90在上下方向伸缩动作，伸缩缸的下端输出端连接有电磁吸盘92，电磁吸盘92上侧面连接有多个上下延伸的导向杆91，卸料机架上设有与导向杆91在上下方向上导向移动配合的导向孔。

本实用新型的格子料盘4包括格子骨架40，格子骨架40上对应于每个格子设有使料格中的颗粒色料落到成型盘中的翻转门41，格子骨架的横纵骨架交叉位置设有铰接钩42，翻转门41挂在铰接钩上实现与格子骨架的铰接。格子骨架40为磁吸材料制成，翻转门41也为磁吸材料。当然，在其他实施方式中，格子料盘可以有一部分为磁吸材料，例如其上侧面上设有多个磁吸点，其他部分为普通金属材料或非金属材料。格子料盘的料格呈矩阵式布置，在布料装置将格子料盘中的各个料格布完料之后，定位平台将格子料盘输送到卸料装置的卸料空间内，此时伸缩缸带动电磁吸盘向下移动并与格子骨架上侧面贴合，控制单元控制电磁吸盘通电励磁并将格子骨架吸附在电磁吸盘的上侧面即吸附面上。由于翻转门也为磁吸材料制成，励磁电流较大时可以对翻转门产生吸附力并保持翻转门处于闭合状态。电磁吸盘被伸缩缸带动上移，定位平台收回，然后伸缩缸伸出并带动格子骨架下移，直到与格子骨架与卸料装置上的成型盘接近，此时控制器控制励磁电流减小，电磁吸盘的磁力减小，在保持吸附格子料盘时释放翻转门，翻转门打开从而能够将格子料盘内的色料落入成型盘内。

为了保证在格子料盘内的按照设定图案布置的色料在落入成型盘中时不会因为各种色料的下落存在时间差导致图案变形，格子骨架的至少一列料格的翻转门在开启时同步转动，这样能够提高在格子料盘中的色料落入成型盘中时的同步性，最好的，可将至少一列料格的翻转门一体连接，或者一列料格中，有两个以上料格的翻转门一体连接并同步动作。

上述实施例中，格子料盘采用磁吸式料盘，格子骨架的上侧面均能够与电磁吸盘贴合并被吸附，能够稳定的将盛满色料的格子料盘从定位平台上取下，整个格子料盘受力均匀，也不容易发生变形。翻转门为磁吸式翻转门，通过减小电磁吸盘的磁力而打开翻转门，操作方便。在其他实施方式中，翻转门可以通过机械传动的方式被打开，例如格子骨架上设有锁扣结构，翻转门在闭合状态时被锁扣结构锁止，卸料装置上设有顶杆，顶杆伸出推动锁扣进行解锁动作，翻转门在料格内的颗粒色料的重力作用下打开。采用机械传动方式实现翻转门的开启，导致卸料装置结构复杂，而且可靠性较差。

上述实施例中，电磁吸盘作为对格子骨架进行固定的固定机构，且同时作为采用非接触式传动带动翻转门开启的开门机构，在其他实施方式中，卸料装置的机架上可以设置矩形阵列排布的气动吸盘，相应的，格子骨架上对应于气动吸盘设有吸附点位，气动吸盘构成格子骨架的固定机构；或者在其他实施例中，格子骨架的上侧面设有多排固定穿耳，卸料装置上设有能够沿固定穿耳排列方向移动的穿销，通过穿销穿过格子骨架上的固定穿耳实现对格子料盘的固定。

上述实施例中，电磁吸盘同时做为固定机构和开门机构，在其他实施方式中，做为固定机构使用的电磁铁和做为开门机构使用的电磁铁可以为两个单独的电磁铁。

上述实施例中，格子料盘的同一列料格的翻转门一体连接，在其他实施方式中，同一列料格的翻转门通过连杆穿连，在其中一个翻转开启时，带动该列其他翻转门开启。当然，在其他实施方式中，格子料盘的各个料格的翻转门也可以一一独立设置。

上述实施例中，格子料盘的料格呈矩阵式布置，主要是考虑到布料装置的布料方式设计的，在其他实施方式中，比如布料装置的布料方式不同，格子料盘的料格也可以采用其他形式布置，例如环形阵列，或者排列成其他形状也可。

本实用新型的颗粒物打印机通过在上下方向的落料实现布料，大大缩短了固体颗粒色料的输料路径，不会出现固体颗粒色料在输料过程中堵塞卡料的过程，将干料打印的自动化变成现实。

进行颗粒色料打印时需要对拟打印的画面进行颜色编程，通过控制单元控制，打印时按照编辑的色素点一一对应选择的固体颗粒，并形成打印的电子信号，每个/每团固体颗粒视为一个打印色素点，不同固体颗粒的组合呈现的是不同的色彩和质地，固体颗粒之间靠粘结剂挤压，从而形成画面。

颗粒色料打印技术，在当今智能化蓬勃发展的时代，是新型建筑，特别是装配式住宅装饰面中应用的核心技术，解决了结构层与装饰面层强度一致化的问题，同时大大增加了装饰附加价值。可以广泛应用于城市建筑生态设计，构建建筑与自然的融合。在城市文化墙、彩色地坪、雕塑、大型墙面等公共领域也有丰富的应用前景。对拓展建筑设计、装饰设计提供了新的方法和梦想。

本实用新型还提供了格子料盘和卸料装置的实施例，其具体结构分别与上述颗粒物打印机实施例中的格子料盘和卸料装置结构相同，此处不再赘述。