一种移动可折叠式建筑3D打印系统的制作方法

本发明涉及一种打印系统，具体涉及一种移动可折叠式建筑3d打印系统。

背景技术：

3d打印，又称增材制造技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其已经成为一种潮流，尤其在工业设计领域得到广泛应用。目前基于计算机控制的快速成型技术日臻成熟，在全世界不同的国家和地区3d打印技术在建筑领域也开始出现并得到关注。

现有的大型3d打印设备，都为固定框架式结构，由于占地空间大，运输不便，从而影响使用。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种移动可折叠式建筑3d打印系统，采用模块化设计、整体收折式移动，提高了打印系统的运输效率和空间，从而节约施工成本。。

本发明的技术方案：

为解决上述技术问题，本发明提供的一种移动可折叠式建筑3d打印系统，包括一对横向收折式轨道，在横向收折式轨道上均安装有垂直伸缩立柱，当横向收折式轨道展开后，所述的垂直伸缩立柱可在横向收折式轨道上滑动；所述的一对垂直伸缩立柱之间安装有伸缩式横梁，伸缩式横梁上装配有可沿伸缩式横梁滑动的伸缩式挤料打印头；所述的每个横向收折式轨道的底部均安装有底盘动力装置。

进一步地，所述的移动可折叠式建筑3d打印系统还包括打印材料移动车，打印材料移动车包括运输车，运输车上设置有搅拌装置以及多个材料存储箱，材料存储箱通过分料器连接搅拌装置；所述的搅拌装置上设置有伸缩式的输料管。

进一步地，所述的横向收折式轨道包括多个活动式连接的轨道架，其中相邻的轨道架的端面为相互配合的斜面，且在每个轨道架的端面中设置有安装槽；所述的相邻的轨道架之间通过第一液压装置和第二液压装置连接，其中第一液压装置安装在相邻的轨道架的侧面，第二液压装置位于相邻的轨道架端面的安装槽中；所述的轨道架上设置有第一滑轨，当所述的横向收折式轨道展开后，所有的轨道架上的第一滑轨位于同一条直线上。

进一步地，所述的轨道架的底部设置有脚支撑。

进一步地，所述的伸缩式横梁包括多层依次套装的梁架；所述液压伸缩泵两端固定在梁架两顶端，通过液压伸缩实现横梁的伸缩，每个梁架的上表面均开设有通槽，使每个梁架的横截面为“凹”形结构；所述的每个梁架的通槽的端部均铰接有轨道板，轨道板上设置有第二滑轨；所述的每个梁架的端部均设置有轨道支撑架；所述液压伸缩泵两端固定在梁架两顶端，通过液压伸缩实现横梁的伸缩。

进一步地，所述的多层依次套装的梁架中，每一层梁架均可以相对于上一层梁架沿轴向滑动；所述的梁架之间通过内凸块和内滑槽进行配合。

进一步地，所述的伸缩式挤料打印头包括储料箱，储料箱中设置有与储料箱不连通的滑腔，滑腔的侧壁上设置有轨道滑块；所述的储料箱的下端贯连有伸缩式多级空心管；其中在第一级空心管中设置有螺旋推进器，螺旋推进器由安装在滑腔中的电机驱动；伸缩式多级空心管由两级液压泵提高伸缩动力。

进一步地，所述的储料箱与滑腔之间形成下料通道，下料通道的内径沿靠近空心管的方向减小。

进一步地，所述的底盘动力装置包括支撑底盘，支撑底盘的底部设置有车轮、驱动机构以及液压支撑作动器；支撑底盘通过旋转转盘与所述的横向收折式轨道的底部连接。

本发明有益效果：

本发明提供的一种移动可折叠式建筑3d打印系统，其结构合理，具有以下有益效果：

（1）本发明采用模块化设计，便于建筑3d打印过程中的运输、组装、检修以及操作，使得3d打印系统能更好地应用到建筑行业中；

（2）本发明中多采用折叠式的设计结构，使得各部件在运输时能占用较小的空间，从而提高了打印系统的运输效率，并且可扩展性好。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为横向收折式轨道中相邻的两个轨道架之间配合部分的结构示意图。

图3为横向收折式轨道和伸缩式横梁收起后的结构示意图。

图4为伸缩式横梁在展开过程中的结构示意图。

图5为伸缩式横梁展开后的结构示意图。

图6为打印材料移动车的结构示意图。

图7为伸缩式挤料打印头的纵向剖视示意图。

图8为伸缩式横梁内部分级油缸的布设结构图。

附图中，各标号所代表的部件如下：

1.横向收折式轨道；1.1.轨道架；1.2.第一液压装置；1.3.第二液压装置；1.4.脚支撑；1.5.安装槽；1.6.第一滑轨；1.7.斜面；2.垂直伸缩立柱；3.伸缩式横梁；3.1.梁架；3.2.轨道板；3.3.第二滑轨；3.4.内凸块；3.5.内滑槽；3.6.轨道支撑架；3.7.分级油缸；4.伸缩式挤料打印头；4.1.储料箱；4.2.轨道滑块；4.3.空心管；4.4.螺旋推进器；4.5.电机；4.6.滑腔；4.7.两级液压泵；5.打印材料移动车；5.1.输料管；5.2.材料存储箱；5.3.分料器；5.4.搅拌装置；5.5.运输车；6.底盘动力装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对，本发明的一种移动可折叠式建筑3d打印系统进行详细说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。

如图1至图7所示，本发明公开了一种移动可折叠式建筑3d打印系统，包括一对横向收折式轨道1，在横向收折式轨道1上均安装有垂直伸缩立柱2，当横向收折式轨道1展开后，所述的垂直伸缩立柱2可在横向收折式轨道1上滑动；所述的一对垂直伸缩立柱2之间安装有伸缩式横梁3，伸缩式横梁3上装配有可沿伸缩式横梁3滑动的伸缩式挤料打印头4；所述的每个横向收折式轨道1的底部均安装有底盘动力装置6。

本方案中，横向收折式轨道1对称设置，横向收折式轨道1包括多个活动式连接的轨道架1.1，其中相邻的轨道架1.1的端面为相互配合的斜面1.7，相互配合的斜面1.7是指相邻的轨道架1.1的端面能相互拼合，使轨道架1.1的上表面位于同一平面；如图2所示，在每个轨道架1.1的端面中设置有安装槽1.5；所述的相邻的轨道架1.1之间通过第一液压装置1.2和第二液压装置1.3连接，其中第一液压装置1.2安装在相邻的轨道架1.1的侧面，第二液压装置1.3位于相邻的轨道架1.1端面的安装槽1.5中；所述的轨道架1.1上设置有第一滑轨1.6，当所述的横向收折式轨道1展开后，所有的轨道架1.1上的第一滑轨1.6位于同一条直线上。这里的展开是指通过第一液压装置1.2和第二液压装置1.3使得所有轨道架1.1位于同一条直线上，此时每个轨道架1.1上的第一滑轨1.6的端部相互拼合。在图2和图3给出的示例中，每个横向收折式轨道1由5段轨道架1.1构成，当横向收折式轨道1收起后，折叠部分位于垂直伸缩立柱2的两侧。轨道架1.1的底部设置有脚支撑1.4，用于辅助支撑整个横向收折式轨道1。

垂直伸缩立柱2外截面为椭圆柱型，通过立柱内部液压系统实现立柱逐级伸缩，调整伸缩式横梁3的高度。垂直伸缩立柱2的底部装配在所述的横向收折式轨道1上，在驱动装置，例如电动机的驱动下，可沿横向收折式轨道1移动，以带动伸缩式挤料打印头4调整位置，而在横向调整伸缩式挤料打印头4的过程中，还可以通过垂直伸缩立柱2调整打印头的高度，也能调整打印头在伸缩式横梁3上的纵向位置，从而使得打印头能位于空间当中的不同位置，以完成3d打印过程。

如图4和图5所示，伸缩式横梁3包括多层依次套装的梁架3.1、轨道板3.2和内置双向液压伸缩泵3.3，这里的套装是指梁架3.1之间采用嵌套的形式，一层梁架3.1位于另一层内部；每个梁架3.1的上表面均开设有通槽，使每个梁架3.1的横截面为“凹”形结构；所述的每个梁架3.1的通槽的端部均铰接有轨道板3.2，轨道板3.2上设置有第二滑轨3.3；所述的每个梁架3.1的端部均设置有轨道支撑架3.6；所述液压伸缩泵3.3两端固定在梁架3.1两顶端，通过液压伸缩实现横梁的伸缩。具体地，所述的多层依次套装的梁架3.1中，每一层梁架3.1均可以相对于上一层梁架3.1沿轴向滑动；所述的梁架3.1之间通过内凸块3.4和内滑槽3.5进行配合，如图4所示，内凸块3.4位于外层梁架3.1的内壁上，而在内层梁架3.1的外壁上开设有与内凸块3.4配合的内滑槽3.5，这样两层梁架3.1之间可以相对位移。

图5为伸缩式横梁3的展开结构示意图，展开过程如图4所示。当伸缩式横梁3展开时，先将轨道板3.2相对于梁架3.1旋转，然后逐级抽出内部的梁架3.1，梁架3.1抽出后，将每个梁架3.1上的轨道板3.2放下，使轨道板3.2的端部支撑在该轨道板3.2所在梁架3.1端部设置的轨道支撑架3.6上，使轨道板3.2与梁架3.1平行，所有的轨道板3.2端部对接且位于同一平面，这样打印头可以平稳地在轨道上滑动。伸缩式横梁3内部设置有液压系统，为横梁的伸缩提供动力；如图8所示，本实施例中，液压系统具体采用分级油缸3.7，分级油缸3.7安装在伸缩式横梁3的内部，分级油缸3.7两端与横梁的两端固定，通过分级油缸3.7的伸缩，实现横梁整体长短的变化。本方案中，分级油缸3.7的驱动部位于中部，伸缩杆位于两端，这种两端细、中间粗的油缸结构，可以弥补横梁中间段截面小、刚度不足的特点。

如图7所示，伸缩式挤料打印头4包括储料箱4.1，储料箱4.1中设置有与储料箱4.1不连通的滑腔4.6，滑腔4.6的侧壁上设置有轨道滑块4.2；打印头安装时，使滑腔4.6穿过伸缩式横梁3，且使轨道滑块4.2与所述的第二滑轨3.3配合；所述的储料箱4.1的下端贯连有伸缩式多级空心管4.3；其中在第一级（与储料箱4.1连接的一级）空心管4.3中设置有螺旋推进器4.4，螺旋推进器4.4由安装在滑腔4.6中的电机4.5驱动；伸缩式多级空心管4.3由两级液压泵4.7提高伸缩动力，其中一个两级液压泵4.7内嵌于伸缩式挤料打印头4上，另一个两级液压泵4.7外置于伸缩式挤料打印头4上。储料箱4.1与滑腔4.6之间形成下料通道，下料通道的内径沿靠近空心管4.3的方向减小；打印材料由储料箱4.1下端进入到第一级空心管4.3中，在螺旋推进器4.4的作用下将打印材料向下挤出。伸缩式挤料打印头4上安装有驱动装置，以驱动打印头在伸缩式横梁3上移动。

如图1和图3所示，底盘动力装置6包括支撑底盘，支撑底盘的底部设置有车轮、驱动机构以及液压支撑作动器；支撑底盘通过旋转转盘与所述的横向收折式轨道1的底部连接。底盘动力装置6安装在横向收折式轨道1中段的下端，通过控制台控制所述的旋转转盘，以实现底盘动力装置6相对于横向收折式轨道1的旋转，以实现变向功能；车轮通过驱动机构驱动，来实现底盘动力装置6的移动。当所有伸缩结构确定定位后，通过液压支撑作动器，将整个系统提升，使车轮离地，以对整个系统进行固定。

如图1和图6所示，移动可折叠式建筑3d打印系统还包括打印材料移动车5，打印材料移动车5包括运输车5.5，运输车5.5上设置有搅拌装置5.4以及多个材料存储箱5.2，材料存储箱5.2通过分料器5.3连接搅拌装置5.4；所述的搅拌装置5.4上设置有伸缩式的输料管5.1。移动车是集打印材料生产-运输-移动输料为一体的集成系统。材料存储箱5.2的个数根据打印材料原料的种类而定，分料器5.3将不同原材料按照设定的比例输送到搅拌装置5.4中，经过搅拌装置5.4的拌合，在泵的驱动下，使拌合后的打印材料进入到输料管5.1中，通过输料管5.1添加到打印头中，以实现移动式泵料。

本发明所述移动可折叠式建筑3d打印系统的工作过程如下：

s1，将本系统移动到指定位置，使伸缩式横梁3伸长到指定长度，闭合每级轨道板3.2，打印头可在拼接后的轨道上平稳滑动。

s2，展开横向收折式轨道1，然后通过所述液压支撑作动器，将整个系统提升，使车轮离地；同时打开脚支撑1.4，并支撑于地面，实现对打印装置的最终固定。

s3，使垂直伸缩立柱2伸长到指定高度。

s4，通过打印材料移动车5对打印材料进行生产、运输，由伸缩式的输料管5.1将打印材料输送到所述伸缩式挤料打印头4中，开始打印。

s5，打印完毕后，先收缩垂直伸缩立柱2，后收横向收折式轨道1，最后伸缩式横梁3。

本发明提供的一种移动可折叠式建筑3d打印系统，采用模块化设计、收折移动，提高了打印系统的运输效率和空间，从而节约施工成本。

本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。