一种建筑用3d打印装置的连续爬升装置及方法
【专利摘要】针对现有技术中3D打印装置只能打印一定高度范围内的建筑以及打印精度低的技术问题，本发明公开了一种建筑用3D打印装置的连续爬升装置及方法，用于支撑和带动竖向支撑向上移动，所述竖向支撑分布于所述建筑用3D打印装置的四周并支撑所述建筑用3D打印装置，所述连续爬升装置包括若干附着爬升机构，所述竖向支撑的下端通过对应的所述附着爬升机构设置于已打印的建筑的外立面上，所述附着爬升机构能够使得所述竖向支撑牢固附着在已打印的建筑上且能够推动所述竖向支撑向上移动，如此，随着所打印的建筑体的升高，3D打印装置也随之升高，既可以解决打印装置对建筑高度的适应性问题，又可以保证3D打印的精确定位打印问题。
【专利说明】一种建筑用3D打印装置的连续爬升装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑施工领域，特别涉及一种建筑用3D打印装置及方法。
【背景技术】
[0002]3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等方式实现快速成型的技术。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有粉末状金属或塑料等可粘合材料，与电脑连接后，通过一层又一层的多层打印方式，最终把计算机上的蓝图变成实物。
[0003]随着3D打印技术的发展并逐渐成熟，3D打印技术给制造业带来技术革新。在劳动力密集型的建筑行业，如能引入3D打印技术进行工程施工生产，在施工效率，生产成本，工程工期，机械化自动化水平提高等方面均能有很大程度的提高。
[0004]现有的建筑用3D打印装置及方法具有如下缺点:
[0005]1.3D打印装置的体积重量巨大，对可打印建筑的层高有极大的限制，只能打印高度在一定范围内的建筑；
[0006]2.随着建筑层数的增高，3D打印装置本身的升高幅度受限，打印精度无法保证。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种建筑用3D打印装置的连续爬升装置及方法，通过设置附着爬升机构，使得3D打印装置能够随着所打印的建筑的升高而升高，既可以解决打印装置对建筑高度的适应性，可以打印各种高度的建筑体，又由于3D打印装置与建筑本身的相对静止保证了 3D打印的精确定位打印问题。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案:
[0009]一种建筑用3D打印装置的连续爬升装置，用于支撑和带动竖向支撑向上移动，所述竖向支撑分布于所述建筑用3D打印装置的四周，并支撑所述建筑用3D打印装置，所述连续爬升装置包括若干附着爬升机构，所述竖向支撑的下端通过对应的所述附着爬升机构设置于已打印的建筑的外立面上，所述附着爬升机构能够使得所述竖向支撑牢固附着在已打印的建筑上且能够推动所述竖向支撑向上移动。
[0010]优选的，所述附着爬升机构包括导轨、支撑滑块、第一驱动电机、第一传动机构以及第一滚轮对，所述导轨固定设置于所述已打印的建筑上，所述支撑滑块与所述竖向支撑的下端刚性连接，所述支撑滑块嵌设于所述导轨的C型空腔内，所述第一驱动电机、第一传动机构以及第一滚轮对分别设置于所述支撑滑块上，所述第一滚轮对与所述导轨的C型空腔的内壁相接触，所述第一驱动电机经所述第一传动机构带动所述第一滚轮对转动，使得所述支撑滑块沿着导轨向上移动。
[0011]优选的，所述附着爬升机构还包括锁紧件，所述锁紧件能够将支撑滑块固定于所述导轨上。
[0012]优选的，所述导轨包括至少三根导轨段，反复将位于最下方导轨段接长至位于最上方的导轨段，以使得导轨以及整个打印装置沿建筑的升高而升高。
[0013]优选的，所述附着爬升机构包括支撑座、竖向轨道以及传动与防坠装置，所述支撑座沿竖直方向间隔设置于所述已打印的建筑上，所述支撑座上设有凹槽或者支撑销，所述竖向轨道与所述竖向支撑的下部上分别设有若干沿着竖向间隔分布的挂钩，所述挂钩能够挂靠在所述支撑座的凹槽或者支撑销上，所述竖向支撑的下部与所述竖向轨道之间设置传动与防坠装置并通过所述传动与防坠装置进行交替爬升。
[0014]优选的，所述传动与防坠装置采用液压传动方式或者链传动方式或者齿轮齿条传动方式来实现竖向轨道与竖向支撑之间的交替爬升。
[0015]本发明还公开了一种建筑用3D打印装置的连续爬升方法，采用如上所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置。
[0016]本发明提供的建筑用3D打印装置的连续爬升装置及方法，通过附着爬升机构，能够使得所述竖向支撑牢固附着在已打印的建筑上且能够推动所述竖向支撑向上移动，将3D打印装置能够与建筑本身的结合，随着所打印的建筑的升高，竖向支撑及由竖向支撑支撑的3D打印装置也随之升高，如此，一方面可以解决打印装置对建筑高度的适应性，可以打印各种高度的建筑体，另一方面3D打印装置与建筑本身的相对静止保证了 3D打印的精确定位打印问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为应用本发明一实施例的建筑用3D打印装置的主视图；
[0018]图2为应用本发明一实施例的建筑用3D打印装置的侧视图；
[0019]图3为应用本发明一实施例的建筑用3D打印装置的俯视图；
[0020]图4为本发明一实施例的建筑用3D打印装置的连续爬升装置结构示意图；
[0021 ] 图5为图4的a-a剖视示意图；
[0022]图6为图4的b_b剖视示意图；
[0023]图7为本发明一实施例中支撑滑块与导轨的装配示意图；
[0024]图8为本发明一实施例中支撑滑块上与导轨相对的一面的结构示意图；
[0025]图9为本发明另一实施例中附着爬升机构的结构示意图；
[0026]图中:1_竖向支撑、2-轨道横梁机构、21-圆形轨道梁、22-打印头横梁、23-横梁滑块、3-打印机构、31-打印头杆、32-打印头、4-附着爬升机构、41-导轨、42-支撑滑块、43-第一驱动电机、44-第一滚轮对、45-支撑座、46-竖向轨道、47-传动与防坠装置、5-建筑、51-窗。
【具体实施方式】
[0027]本发明的中心思想在于，通过附着爬升机构能够使得所述竖向支撑牢固附着在已打印的建筑上且能够推动所述竖向支撑向上移动，将3D打印装置与建筑本身相结合，随着所打印的建筑体的升高，3D打印装置也随之升高，既可以解决打印装置对建筑高度的适应性，可以打印各种高度的建筑体，又可以通过3D打印装置与建筑本身的相对静止保证了 3D打印的精确定位打印问题。
[0028]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的建筑用3D打印装置的连续爬升装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0029]实施例1
[0030]结合图1至图3，本实施例公开了一种建筑用3D打印装置的连续爬升装置，应用该连续爬升装置的建筑用3D打印装置，包括:若干竖向支撑1、轨道横梁机构2、打印机构3以及附着爬升机构4，所述竖向支撑I分布于所述轨道横梁机构2的四周，所述打印机构3设置于所述轨道横梁机构2上，所述竖向支撑I的上端与所述轨道横梁机构2刚性连接，所述竖向支撑I的下端通过对应的所述附着爬升机构4设置于已打印的建筑5的外立面上，所述附着爬升机构4能够使得所述竖向支撑I牢固附着在已打印的建筑5上且能够推动所述竖向支撑4向上移动。通过设置所述附着爬升机构4，可以将3D打印装置与建筑5本身相结合，随着所打印的建筑5的升高，3D打印装置也随之升高，既可以解决打印装置对建筑5高度的适应性，可以打印各种高度的建筑体，又可以通过3D打印装置与建筑5本身的相对静止保证了 3D打印的精确定位打印问题。
[0031]本实施例中，如图4至图8所示,并请结合参阅图1至图3,所述附着爬升机构4包括导轨41、支撑滑块42、第一驱动电机43、第一传动机构(未图示)以及第一滚轮对44，所述导轨41固定设置于所述已打印的建筑5上，所述支撑滑块42与所述竖向支撑I的下端刚性连接，所述支撑滑块42嵌设于所述导轨41的C型空腔内，所述导轨41通过高强螺栓固定于已打印的建筑5上，所述第一驱动电机43、第一传动机构以及第一滚轮对44分别设置于所述支撑滑块42上，所述第一滚轮对44与所述导轨41的C型空腔的内壁相接触，所述第一驱动电机43经所述第一传动机构带动所述第一滚轮对44转动，使得所述支撑滑块42沿着导轨41向上移动。所述第一滚轮对44中的滚轮呈圆柱状。为了提高连接的牢固度，简化安装步骤，所述支撑滑块42可以与所述竖向支撑I 一体成型。为了防止出现支撑滑块42发生脱落的风险，所述附着爬升机构4还包括锁紧件(未图示)，所述锁紧件能够将支撑滑块42固定于所述导轨41上，所述锁紧件设置于所述支撑滑块42上。随着，建筑5打印成一定高度，可以对导轨41的上部进行接长。
[0032]优选的，所述导轨41包括至少三根导轨段，所述至少三段导轨段可拆卸式连接在一起形成所述导轨41，所述导轨段分别与所述已打印的建筑可拆卸式固定连接，反复将位于最下方导轨段接长至位于最上方的导轨段，以使得导轨41以及整个打印装置沿建筑5的升高而升高。也就是说为了节约成本，可以采用三段以上导轨段，组成导轨41，反复将位于最下方导轨段接长至位于最上方的导轨段，反复利用，反复爬升。
[0033]实施例2
[0034]本实施例与以上实施例的区别在于，如图9所示，所述附着爬升机构4包括支撑座45、竖向轨道46以及传动与防坠装置47，所述支撑座45沿竖直方向间隔设置于所述已打印的建筑5上，所述支撑座45上设有凹槽或者支撑销，所述竖向轨道46与所述竖向支撑I的下部上分别设有若干沿着竖向间隔分布的挂钩，所述挂钩能够挂靠在所述支撑座45的凹槽或者支撑销上，所述竖向支撑I的下部与所述竖向轨道46之间设置传动与防坠装置47并通过传动与防坠装置47进行交替爬升。所述传动与防坠装置47采用液压传动方式或者链传动方式或者齿轮齿条传动方式来实现竖向轨道46与竖向支撑I之间的交替爬升。当然，所述附着爬升机构4也可以采用其他结构形式实现。
[0035]实施例3
[0036]本实施例还公开了一种建筑用3D打印装置的连续爬升方法，请参阅图1至图9，采用如上所述实施例1或实施例2的建筑用3D打印装置的连续爬升装置，当然，并不限于实施例I和实施例2所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置，所述竖向支撑I的下端通过对应的所述附着爬升机构4设置于已打印的建筑5的外立面上，所述附着爬升机构4能够使得所述竖向支撑I牢固附着在已打印的建筑5上且能够推动所述竖向支撑4向上移动。通过设置所述附着爬升机构4，可以将3D打印装置与建筑5本身相结合，随着所打印的建筑5的升高，3D打印装置也随之升高，既可以解决打印装置对建筑5高度的适应性，可以打印各种高度的建筑体，又可以通过3D打印装置与建筑5本身的相对静止保证了 3D打印的精确定位打印问题。
[0037]综上所述，本发明所提供的建筑用3D打印装置的连续爬升装置及方法，通过设置若干竖向支撑、轨道横梁机构、打印机构以及附着爬升机构，所述竖向支撑分布于所述轨道横梁机构的四周，所述打印机构设置于所述轨道横梁机构上，所述竖向支撑的上端与所述轨道横梁机构刚性连接，所述竖向支撑的下端通过对应的所述附着爬升机构设置于已打印的建筑的外立面上，所述附着爬升机构能够使得所述竖向支撑牢固附着在已打印的建筑上且能够推动所述竖向支撑向上移动，通过3D打印装置与建筑本身的结合，随着所打印的建筑体的升高，3D打印装置也随之升高，一方面可以解决打印装置对建筑高度的适应性，可以打印各种高度的建筑体，另一方面3D打印装置与建筑本身的相对静止保证了 3D打印的精确定位打印问题。
[0038]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【权利要求】
1.一种建筑用3D打印装置的连续爬升装置，用于支撑和带动竖向支撑向上移动，所述竖向支撑分布于所述建筑用3D打印装置的四周，并支撑所述建筑用3D打印装置，其特征在于，所述连续爬升装置包括若干附着爬升机构，所述竖向支撑的下端通过对应的所述附着爬升机构设置于已打印的建筑的外立面上，所述附着爬升机构能够使得所述竖向支撑牢固附着在已打印的建筑上且能够推动所述竖向支撑向上移动。
2.如权利要求1所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置，其特征在于，所述附着爬升机构包括导轨、支撑滑块、第一驱动电机、第一传动机构以及第一滚轮对，所述导轨固定设置于所述已打印的建筑上，所述支撑滑块与所述竖向支撑的下端刚性连接，所述支撑滑块嵌设于所述导轨的C型空腔内，所述第一驱动电机、第一传动机构以及第一滚轮对分别设置于所述支撑滑块上，所述第一滚轮对与所述导轨的C型空腔的内壁相接触，所述第一驱动电机经所述第一传动机构带动所述第一滚轮对转动，使得所述支撑滑块沿着导轨向上移动。
3.如权利要求2所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置，其特征在于，所述附着爬升机构还包括锁紧件，所述锁紧件能够将支撑滑块固定于所述导轨上。
4.如权利要求2所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置，其特征在于，所述导轨包括至少三根导轨段，反复将位于最下方导轨段接长至位于最上方的导轨段，以使得导轨以及整个打印装置沿建筑的升高而升高。
5.如权利要求1所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置，其特征在于，所述附着爬升机构包括支撑座、竖向轨道以及传动与防坠装置，所述支撑座沿竖直方向间隔设置于所述已打印的建筑上，所述支撑座上设有凹槽或者支撑销，所述竖向轨道与所述竖向支撑的下部上分别设有若干沿着竖向间隔分布的挂钩，所述挂钩能够挂靠在所述支撑座的凹槽或者支撑销上，所述竖向支撑的下部与所述竖向轨道之间设置传动与防坠装置并通过所述传动与防坠装置进行交替爬升。
6.如权利要求5所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置，其特征在于，所述传动与防坠装置采用液压传动方式或者链传动方式或者齿轮齿条传动方式来实现竖向轨道与竖向支撑之间的交替爬升。
7.一种建筑用3D打印装置的连续爬升方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任意一项所述的建筑用3D打印装置的连续爬升装置。
【文档编号】B22F3/105GK104162667SQ201410365846
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】王美华, 李荣帅 申请人:上海建工集团股份有限公司