一种适用于3D打印混凝土结构的多筋一体化布置装置的制作方法

一种适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置
技术领域
1.本发明涉及一种布置装置，尤其涉及一种适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置。


背景技术：

2.目前，随着科技的发展，3d打印技术成为了社会的热点，3d打印混凝土技术具有设计和建造自由化、自动化程度高、施工速度快、人工成本低、环境污染小等诸多优点，近几年在土木工程领域获得广泛的关注和显著的发展。然而3d打印采用层层堆积的建造工艺，在打印过程中难以像传统浇筑工艺那样自由植入钢筋，所以目前3d打印结构主要作为非承重构件。
3.虽然目前研究者们将细铁丝掺入混凝土中，通过混凝土和细铁丝提前混合后一同被挤出，能够制备3d打印细铁丝增强混凝土复合材料，然而，由于目前只能将单根细铁丝作为加强筋，导致其增强效果较弱，而且其稳定性较差。
4.因此，针对上述不足之处，提供了一种能够将多根细铁丝作为加强筋而且稳定性较好的适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置。


技术实现要素：

5.为了克服现在的人们在将混凝土和细铁丝混合后制备3d打印细铁丝增强混凝土复合材料时，只能将单根细铁丝作为加强筋，并且稳定性较差的缺点，本发明的目的是提供一种能够将多根细铁丝作为加强筋而且稳定性较好的适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置。
6.本发明通过以下技术途径实现：
7.一种适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置，包括有第一支撑架、连接架、支撑板、放料桶、混凝土打印头、固定架、转轴、双轴电机、转盘、连接杆、输筋管、限位块、固定机构、碾压机构和剪切机构，第一支撑架后侧中部下侧连接有连接架，连接架前侧上部连接有支撑板，支撑板顶部连接有放料桶，支撑板底部连接有用于进行3d打印的混凝土打印头，混凝土打印头与放料桶连通，支撑板左侧中部连接有固定架，固定架上部右侧转动式设有用于放置线轮的转轴，固定架下部左侧连接有双轴电机，双轴电机后侧的输出轴上连接有转盘，转盘后侧与转轴后侧之间转动式设有连接杆，支撑板底部左侧中部连接有输筋管，输筋管右侧下部与混凝土打印头连通，固定架下部左侧连接有限位块，限位块位于双轴电机的上侧，固定架前侧上部设有用于对线轮进行限位的固定机构，固定架前侧下部左侧设有用于碾压细铁丝的碾压机构，支撑板底部设有用于切割3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料的剪切机构。
8.进一步，固定机构包括有支撑块、防护盖、楔形块、楔形连接架、第一拉伸弹簧、挡盘和第二拉伸弹簧，固定架前侧上部连接有支撑块，支撑块上转动式设有防护盖，防护盖遮住固定架的前侧上部，防护盖内部下侧的左右两侧均连接有楔形块，固定架前侧上部的左
右两侧均开有第一滑动槽，固定架前侧上部的左右两侧均滑动式设有楔形连接架，左侧的楔形连接架在左侧的第一滑动槽内滑动，右侧的楔形连接架在右侧的第一滑动槽内滑动，左侧的楔形连接架与左侧的楔形块接触，右侧的楔形连接架与右侧的楔形块接触，楔形连接架底部外侧与固定架之间均连接有第一拉伸弹簧，固定架前侧上部开有第二滑动槽，固定架前侧上部滑动式设有两个挡盘，挡盘均在第二滑动槽内滑动，挡盘内侧上部均与转轴接触，左侧的楔形连接架与左侧的挡盘接触，右侧的楔形连接架与右侧的挡盘接触，挡盘外侧下部后侧与固定架之间均设有第二拉伸弹簧。
9.进一步，碾压机构包括有转杆、碾压轮、防护壳和直齿轮，固定架前侧下部左侧转动式设有转杆，转杆位于双轴电机的左前侧，转杆前侧与双轴电机前侧的输出轴上均连接有碾压轮，固定架前侧下部左侧连接有防护壳，转杆和双轴电机前侧的输出轴均穿过防护壳，转杆后侧与双轴电机前侧的输出轴上均连接有直齿轮，直齿轮均位于防护壳的内部，直齿轮相互啮合。
10.进一步，剪切机构包括有第二支撑架、切刀、复位弹簧、限位架、斜杆、电动滑轨和推架，支撑板底部左侧连接有第二支撑架，第二支撑架右侧下部开有第一限位槽，第二支撑架右侧下部的前后两侧均滑动式设有切刀，切刀均在第一限位槽内滑动，切刀内侧左部之间连接有复位弹簧，支撑板底部右侧连接有限位架，切刀右侧均与限位架下部滑动式连接，切刀右侧均连接有斜杆，支撑板右侧中部连接有电动滑轨，电动滑轨的滑块上连接有推架，推架向右移动时会与斜杆接触。
11.进一步，还包括有用于夹住放置板的夹持机构，夹持机构包括有滑动架、导向架、导杆、夹块和回力弹簧，第一支撑架前后两侧均左右对称开有第二限位槽，第一支撑架上部左右两侧均滑动式设有滑动架，左侧的滑动架在左侧的第二限位槽之间滑动，右侧的滑动架在右侧的第二限位槽之间滑动，滑动架内部均连接有导杆，导杆之间滑动式设有导向架，导向架内侧的前后两侧均开有第三滑动槽，导向架内侧的左右两侧均滑动式设有夹块，夹块均在两个第三滑动槽之间滑动，夹块内侧之间的前后两侧均连接有回力弹簧。
12.进一步，还包括有用于使放置板移动的推动机构，推动机构包括有气缸和推块，导向架左侧中部连接有气缸，气缸的伸缩杆穿过两个夹块的中部下侧，气缸的伸缩杆上设有两个推块，右侧的夹块与右侧的推块接触，左侧的夹块向左移动时会与左侧的推块接触。
13.进一步，还包括有用于调节放置板高度的调节机构，调节机构包括有螺纹杆、皮带轮、平皮带、转环、防尘壳和限位杆，前侧的第二限位槽内均转动式设有螺纹杆，左侧的螺纹杆上侧与左侧的滑动架螺纹式连接，右侧的螺纹杆上侧与右侧的滑动架螺纹式连接，前侧的螺纹杆下侧均设有皮带轮，皮带轮之间绕有平皮带，螺纹杆上侧均连接有转环，第一支撑架下部前侧连接有防尘壳，平皮带位于防尘壳的内部，后侧的第二限位槽内均连接有限位杆，左侧的限位杆上侧与左侧的滑动架滑动式连接，右侧的限位杆上侧与右侧的滑动架滑动式连接。
14.进一步，固定架前侧中部开有第一通线孔，限位块前侧中部开有第二通线孔。
15.本发明提供了一种适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置，具备的优点是：
16.1、本发明将适量绕有细铁丝的线轮套在转轴上，再将多根细铁丝穿入输筋管内，通过开启双轴电机和混凝土打印头，能够使混凝土和多根细铁丝混合后一同被挤出，从而
方便人们制备出稳定性较好的3d打印细铁丝增强混凝土复合材料。
17.2、本发明通过开启双轴电机，能够使碾压轮转动，从而使碾压轮对细铁丝进行碾压，进而使多根细铁丝紧贴在一起，防止多根细铁丝发生分散。
18.3、本发明通过开启电动滑轨，能够使切刀向内侧移动，通过切刀与3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料接触，能够使切刀对3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料进行切割，从而将3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料切断，进而方便人们对3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料进行切割。
19.4、本发明通过将放置板放在夹块之间，在夹块的作用下，能够夹住放置板，从而对放置板进行固定，防止放置板发生晃动，再通过开启气缸和拉动导向架前后移动，能够方便人们对放置板进行移动。
20.5、本发明通过拉动转环正反转动，能够使滑动架进行上下移动，从而使放置板进行上下移动，进而方便人们对放置板的高度进行调节。
附图说明
21.图1为本发明的立体结构示意图。
22.图2为本发明的第一种部分立体结构示意图。
23.图3为本发明的第二种部分立体结构示意图。
24.图4为本发明的a部分放大图。
25.图5为本发明的第三种部分立体结构示意图。
26.图6为本发明的固定机构立体结构示意图。
27.图7为本发明的固定机构剖视立体结构示意图。
28.图8为本发明的固定机构部分立体结构示意图。
29.图9为本发明的碾压机构立体结构示意图。
30.图10为本发明的b部分放大图。
31.图11为本发明的碾压机构局部剖视图。
32.图12为本发明的剪切机构立体结构示意图。
33.图13为本发明的剪切机构局部剖视图。
34.图14为本发明的夹持机构立体结构示意图。
35.图15为本发明的夹持机构局部剖视图。
36.图16为本发明的推动机构立体结构示意图。
37.图17为本发明的调节机构立体结构示意图。
38.图18为本发明的调节机构局部剖视图。
39.图中零部件名称及序号：1_第一支撑架，2_连接架，3_支撑板，4_放料桶，5_混凝土打印头，6_固定架，7_转轴，8_双轴电机，9_转盘，10_连接杆，11_输筋管，12_限位块，120_第一通线孔，121_第二通线孔，13_固定机构，130_支撑块，131_防护盖，132_楔形块，133_楔形连接架，134_第一拉伸弹簧，135_挡盘，136_第二拉伸弹簧，137_第一滑动槽，138_第二滑动槽，14_碾压机构，140_转杆，141_碾压轮，142_防护壳，143_直齿轮，15_剪切机构，150_第二支撑架，151_第一限位槽，152_切刀，153_复位弹簧，154_限位架，155_斜杆，156_电动滑轨，157_推架，16_夹持机构，160_第二限位槽，161_滑动架，162_导向架，163_导杆，164_第三滑
动槽，165_夹块，166_回力弹簧，17_推动机构，170_气缸，171_推块，18_调节机构，180_螺纹杆，181_皮带轮，182_平皮带，183_转环，184_防尘壳，185_限位杆。
具体实施方式
40.以下结合说明书附图进一步阐述本发明，并结合说明书附图给出本发明的实施例。
41.实施例1
42.一种适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置，包括有第一支撑架1、连接架2、支撑板3、放料桶4、混凝土打印头5、固定架6、转轴7、双轴电机8、转盘9、连接杆10、输筋管11、限位块12、固定机构13、碾压机构14和剪切机构15，参看图1-图13所示，第一支撑架1后侧中部下侧焊接有连接架2，连接架2前侧上部连接有支撑板3，支撑板3顶部连接有放料桶4，支撑板3底部连接有混凝土打印头5，通过混凝土打印头5开启，能够对3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料进行制作，混凝土打印头5与放料桶4连通，支撑板3左侧中部连接有固定架6，固定架6上部右侧转动式设有转轴7，人们能够将线轮套在转轴7上，从而方便人们对线轮进行放置，固定架6下部左侧栓接有双轴电机8，双轴电机8后侧的输出轴上连接有转盘9，转盘9后侧与转轴7后侧之间转动式设有连接杆10，支撑板3底部左侧中部连接有输筋管11，输筋管11右侧下部与混凝土打印头5连通，固定架6下部左侧连接有限位块12，限位块12位于双轴电机8的上侧，固定架6前侧中部开有第一通线孔120，限位块12前侧中部开有第二通线孔121，固定架6前侧上部设有固定机构13，固定架6前侧下部左侧设有碾压机构14，支撑板3底部设有剪切机构15。
43.固定机构13包括有支撑块130、防护盖131、楔形块132、楔形连接架133、第一拉伸弹簧134、挡盘135和第二拉伸弹簧136，参看图6、图7和图8所示，固定架6前侧上部焊接有支撑块130，支撑块130上转动式设有防护盖131，防护盖131遮住固定架6的前侧上部，防护盖131内部下侧的左右两侧均连接有楔形块132，固定架6前侧上部的左右两侧均开有第一滑动槽137，固定架6前侧上部的左右两侧均滑动式设有楔形连接架133，左侧的楔形连接架133在左侧的第一滑动槽137内滑动，右侧的楔形连接架133在右侧的第一滑动槽137内滑动，左侧的楔形连接架133与左侧的楔形块132接触，右侧的楔形连接架133与右侧的楔形块132接触，两个楔形连接架133底部外侧与固定架6之间均连接有第一拉伸弹簧134，固定架6前侧上部开有第二滑动槽138，固定架6前侧上部滑动式设有两个挡盘135，在挡盘135与线轮接触时，能够对线轮进行限位，两个挡盘135均在第二滑动槽138内滑动，两个挡盘135内侧上部均与转轴7接触，左侧的楔形连接架133与左侧的挡盘135接触，右侧的楔形连接架133与右侧的挡盘135接触，两个挡盘135外侧下部后侧与固定架6之间均设有第二拉伸弹簧136。
44.碾压机构14包括有转杆140、碾压轮141、防护壳142和直齿轮143，参看图9、图10和图11所示，固定架6前侧下部左侧转动式设有转杆140，转杆140位于双轴电机8的左前侧，转杆140前侧与双轴电机8前侧的输出轴上均连接有碾压轮141，在碾压轮141的作用下，能够对细铁丝进行碾压，固定架6前侧下部左侧栓接有防护壳142，转杆140和双轴电机8前侧的输出轴均转动式穿过防护壳142，转杆140后侧与双轴电机8前侧的输出轴上均连接有直齿轮143，两个直齿轮143均位于防护壳142的内部，两个直齿轮143相互啮合。
45.剪切机构15包括有第二支撑架150、切刀152、复位弹簧153、限位架154、斜杆155、电动滑轨156和推架157，参看图12和图13所示，支撑板3底部左侧焊接有第二支撑架150，第二支撑架150右侧下部开有第一限位槽151，第二支撑架150右侧下部的前后两侧均滑动式设有切刀152，通过切刀152与3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料接触，能够使切刀152对3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料进行切割，两个切刀152均在第一限位槽151内滑动，两个切刀152内侧左部之间连接有复位弹簧153，支撑板3底部右侧连接有限位架154，两个切刀152右侧均与限位架154下部滑动式连接，两个切刀152右侧均连接有斜杆155，支撑板3右侧中部连接有电动滑轨156，电动滑轨156的滑块上连接有推架157，推架157向右移动时会与斜杆155接触。
46.初始状态下，由于楔形块132顶住楔形连接架133，使第一拉伸弹簧134为拉伸状态，由于楔形连接架133挡住挡盘135，使第二拉伸弹簧136为拉伸状态，当人们需要使用该适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置，首先拉动防护盖131转动打开，从而带动楔形块132转动，当楔形块132与楔形连接架133分离时，第一拉伸弹簧134恢复原状，第一拉伸弹簧134带动楔形连接架133向下移动，当楔形连接架133与挡盘135分离时，第二拉伸弹簧136恢复原状，第二拉伸弹簧136带动挡盘135向外侧移动，使挡盘135与转轴7分离，然后将适量绕有细铁丝的线轮套在转轴7上，期间采用的细铁丝需要柔性较强，再拉动线轮上的细铁丝穿过第一通线孔120和第二通线孔121，然后再拉动细铁丝穿过碾压轮141之间，再拉动细铁丝穿入输筋管11内，然后推动防护盖131反转关闭，从而带动楔形块132反转复位，当楔形块132与楔形连接架133接触时，楔形块132挤压楔形连接架133向上移动复位，第一拉伸弹簧134拉伸，当楔形连接架133与挡盘135接触时，楔形连接架133挤压挡盘135向内侧移动复位，第二拉伸弹簧136拉伸，使挡盘135与转轴7接触，从而使挡盘135与绕有细铁丝的线轮接触，进而使挡盘135对绕有细铁丝的线轮进行限位，再将混凝土倒入放料桶4内，然后人工搬动放置板处于混凝土打印头5的正下方，再开启双轴电机8和混凝土打印头5，使双轴电机8后侧的输出轴带动转盘9转动，从而通过连接杆10带动转轴7转动，进而带动绕有细铁丝的线轮转动，同时双轴电机8前侧的输出轴通过直齿轮143带动转杆140转动，从而带动碾压轮141转动，使碾压轮141对细铁丝进行碾压，从而使细铁丝紧贴在一起，同时混凝土打印头5会将混凝土和细铁丝进行充分混合，使其形成3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料被一起挤出，从而使3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料掉落在放置板上，期间由于细铁丝的柔性较强，从而能够防止细铁丝从3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料内翘出，然后人们可以通过缓慢移动放置板，从而对3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料进行收集，期间当人们需要对3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料进行剪断时，可以开启电动滑轨156，控制电动滑轨156的滑块向右移动，从而带动推架157向右移动，当推架157与斜杆155接触时，推架157挤压斜杆155向内侧移动，从而带动切刀152向内侧移动，复位弹簧153压缩，当切刀152与3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料接触时，切刀152会对3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料进行切割，从而将3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料切断，当3d打印多根细铁丝增强混凝土复合材料完成切断后，控制电动滑轨156的滑块向左移动复位，从而带动推架157向左移动复位，当推架157与斜杆155分离时，复位弹簧153恢复原状，复位弹簧153带动切刀152和斜杆155向外侧移动复位，然后关闭电动滑轨156即可，当人们不需要使用该适用于3d打印混凝土结构的多筋一体化布置装置，关闭双轴电机8和混凝
土打印头5，上述转动全部停止，然后将放置板放在指定位置，再将放料桶4内剩余的混凝土清理干净，然后再次拉动防护盖131转动打开，使挡盘135与转轴7分离，从而使挡盘135与绕有细铁丝的线轮分离，进而使挡盘135松开绕有细铁丝的线轮，再将绕有细铁丝的线轮从转轴7上取下，然后再次推动防护盖131反转关闭，使挡盘135与转轴7接触即可。
47.实施例2
48.在实施例1的基础之上，还包括有夹持机构16，夹持机构16包括有滑动架161、导向架162、导杆163、夹块165和回力弹簧166，参看图1、图14和图15所示，第一支撑架1前后两侧均左右对称开有第二限位槽160，第一支撑架1上部左右两侧均滑动式设有滑动架161，左侧的滑动架161在左侧的第二限位槽160之间滑动，右侧的滑动架161在右侧的第二限位槽160之间滑动，两个滑动架161内部均焊接有导杆163，两个导杆163之间滑动式设有导向架162，导向架162内侧的前后两侧均开有第三滑动槽164，导向架162内侧的左右两侧均滑动式设有夹块165，通过将放置板放在夹块165之间，能够使夹块165夹住放置板，两个夹块165均在两个第三滑动槽164之间滑动，两个夹块165内侧之间的前后两侧均连接有回力弹簧166。
49.还包括有推动机构17，推动机构17包括有气缸170和推块171，参看图1和图16所示，导向架162左侧中部栓接有气缸170，通过气缸170开启，能够方便人们对放置板进行左右移动，气缸170的伸缩杆穿过两个夹块165的中部下侧，气缸170的伸缩杆上设有两个推块171，右侧的夹块165与右侧的推块171接触，左侧的夹块165向左移动时会与左侧的推块171接触。
50.当人们需要搬动放置板处于混凝土打印头5的正下方时，可以将放置板放在夹块165之间，使放置板挤压左侧的夹块165向左移动，回力弹簧166拉伸，从而使左侧的夹块165与左侧的推块171接触，在回力弹簧166的作用下，使夹块165夹住放置板，从而对放置板进行固定，当人们需要使放置板左右移动时，可以开启气缸170，控制气缸170的伸缩杆左右移动，从而带动推块171、夹块165和放置板左右移动，当人们不需要使放置板左右移动时，关闭气缸170即可，当人们需要使放置板前后移动时，可以拉动导向架162前后移动，从而带动夹块165和放置板前后移动，当人们不需要使放置板前后移动时，松开导向架162即可，当人们需要将放置板取走时，搬动放置板向上移动取出，当放置板与左侧的夹块165分离时，回力弹簧166恢复原状，回力弹簧166带动左侧的夹块165向右移动复位，使左侧的夹块165与左侧的推块171分离即可，从而方便人们对放置板进行放置和移动。
51.还包括有调节机构18，调节机构18包括有螺纹杆180、皮带轮181、平皮带182、转环183、防尘壳184和限位杆185，参看图1、图17和图18所示，前侧的两个第二限位槽160内均转动式设有螺纹杆180，左侧的螺纹杆180上侧与左侧的滑动架161螺纹式连接，右侧的螺纹杆180上侧与右侧的滑动架161螺纹式连接，前侧的两个螺纹杆180下侧均设有皮带轮181，两个皮带轮181之间绕有平皮带182，两个螺纹杆180上侧均连接有转环183，通过拉动转环183正反转动，能够对放置板的高度进行调节，第一支撑架1下部前侧焊接有防尘壳184，平皮带182位于防尘壳184的内部，后侧的两个第二限位槽160内均连接有限位杆185，左侧的限位杆185上侧与左侧的滑动架161滑动式连接，右侧的限位杆185上侧与右侧的滑动架161滑动式连接。
52.当人们将放置板放在夹块165之间后，可以通过拉动转环183正反转动，从而带动螺纹杆180正反转动，进而通过皮带轮181和平皮带182带动另一个螺纹杆180和转环183正
反转动，使滑动架161进行上下移动，从而带动导向架162、夹块165和放置板进行上下移动，进而对放置板的高度进行调节，调节好之后，松开转环183即可，从而方便人们对放置板的高度进行调节。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。