一种类似3D打印技术装配式家具安装装置的制作方法

本实用新型涉及家具装配技术领域，尤其涉及一种类似3d打印技术装配式家具安装装置。

背景技术：

装配式应用(fabricated)又称为预制构件拼接技术。通过工程生产的预制元构件通过相关联结技术将其拼装起来的应用技术。3d打印技术(3dp)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

传统的家具领域，普通家具的生产方式通常采用流水线生产规格不同的零部件，连接结构通常采用螺钉连接结构。在工厂生产时，需要分别设计每个零件的规格，厂家需要建立多条生产线用以建立各款不同的零件，如靠背，支撑，手柄。一个工厂往往迫于生产的压力，往往只拥有较少的生产线数目，因此对工厂的产品更新较慢。当完工的零件运输至使用者的手中时，需安装人员或者使用者现场用螺钉进行装配，由于采用人工装配模式，装配质量与操作人员的水平密切相关，因此，装配质量难以保证；若家具中的某一个零部件损坏，如靠背，比较常用的方法是更换靠背或者是当成废物来处理，对于损坏的产品来说是极度的浪费。另外，对于采用螺栓，其零件种类较多，且重量较大，在螺栓连接的缝隙处容易发生腐蚀，造成连接失效。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种类似3d打印技术装配式家具安装装置。

本实用新型的实施例提供一种类似3d打印技术装配式家具安装装置，包括传动机构、打印平台和多个元构件，所述传动机构包括支撑架和两转动齿轮，每一所述转动齿轮设有多个轮齿臂，两所述转动齿轮均可转动的固定于所述支撑架上，一所述转动齿轮的每一所述轮齿臂与另一所述转动齿轮的一所述轮齿臂相对设置，且相对设置的两所述轮齿臂之间设有推送机构和多个传送槽，所述传送槽用于收容所述元构件，所述打印平台设置于所述传动机构一侧，所述打印平台包括平台支架、放置平台和机械臂，所述放置平台固定于所述平台支架中部，所述机械臂包括横杆、定位系统、红外点对装置和构件钳，所述横杆可滑动的设置于所述平台支架上部，所述红外点对装置可滑动的设置于所述横杆上，所述红外点对装置下部连接所述构件钳，所述推送机构用于推送所述传送槽至所述平台支架内，所述构件钳用于夹取所述传送槽内的元构件，并通过所述定位系统移动所述元构件至所述放置平台上预设位置，所述红外点对装置用于对齐所述构件钳夹取的元构件和所述放置平台已有元构件。

进一步地，包括电脑，所述电脑分别连接所述传动机构、定位系统、红外点对装置和构件钳，所述电脑设有输入系统、控制系统和输出系统，所述输入系统用于获取待打印家具的图纸，所述控制系统用于根据所述图纸确定所需元构件的种类和数量、所述传动机构的传输命令以及所述构件钳的移动命令，所述输出系统用于输出所述传输命令至所述传动机构，以及输出所述移动命令至所述构件钳。

进一步地，所述传送槽可滑动的坐于槽座上，所述槽座两端分别悬挂于相对设置的两所述轮齿臂上，所述槽座靠近所述打印平台一端设有出口，所述推送机构包括固定块和多个推板，每一所述推板连接一伸缩杆一端，所述伸缩杆另一端垂直连接所述固定块，所述固定块固定于所述轮齿臂上，且每一所述推板朝向所述打印平台，并与一所述传送槽相对设置。

进一步地，所述传动机构包括电机和制动组件，两所述转动齿轮的圆心通过转轴连接，所述转轴连接分别连接所述电机和所述制动组件。

进一步地，所述传送槽内设有弹簧，所述弹簧挤压固定所述传送槽内的所有元构件。

进一步地，所述构件钳包括液压筒、旋转头装置和钳夹，所述液压筒上端连接所述红外点对装置，下端连接所述旋转头装置上部，所述旋转头装置下部连接所述钳夹，所述液压筒用于驱动所述钳夹升降，所述旋转头装置用于驱动所述钳夹转动。

进一步地，所述机械臂包括构件识别系统，所述构件识别系统用于识别所述构件钳夹取的元构件。

进一步地，所述元构件分为第一元构件和第二元构件，所述第一元构件为设有四嵌入孔的矩形块，所述第二元构件为设有两嵌入孔和两卡扣的矩形块，所述第二元构件的两卡扣可嵌入所述第一元构件的两嵌入孔，所述第二元构件的两卡扣还可嵌入另一所述第二元构件的两嵌入孔。

本实用新型的实施例提供一种类似3d打印技术装配式家具安装方法，使用上述的一种类似3d打印技术装配式家具安装装置，且包括以下步骤：

s1所述电脑获取待安装家具的图纸，并根据图纸确定所需元构件；

s2所述电脑控制所述传动机构转动，使所述传送槽转动至水平状态；

s3所述电脑控制所述横杆和所述红外点对装置滑动至所述传送槽上方，并控制所述构件钳夹取所述元构件；

s4所述定位系统确定所述元构件放置位置，所述电脑控制所述横杆和所述红外点对装置滑动至所述放置位置，所述红外点对装置与所述放置平台上已有的元构件重心对齐；

s5所述电脑控制所述构件钳下放所述元构件，使该元构件与所述放置平台上已有的元构件上下对齐并连接。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的一种类似3d打印技术装配式家具安装装置，采用镶嵌结构元构件的进行拼装组成，替换传统工业框架下的家具制造业的大工厂大机器生产，减少家具的零部件种类，安装方便快捷，减少焊接作量，便于元构件的工厂预制和现场装配，可根据用户需求搭建自定义家具，满足用户需求的多样性，具有良好的使用性能，搭建装置拆装简便，便于后期的家具构件维护和更换，安全性极高且有利于节能环保。

附图说明

图1是本实用新型一种类似3d打印技术装配式家具安装装置的立体图；

图2是本实用新型一种类似3d打印技术装配式家具安装装置的主视图；

图3是图1中传送槽4的示意图；

图4是推送机构的示意图；

图5是图1中打印平台的示意图；

图6是第一元构件的示意图；

图7是第二元构件的示意图；

图8是本实用新型一种类似3d打印技术装配式家具安装装置装配的桌子的示意图。

图中：1-转动齿轮、2-支撑架、3-轮齿臂、4-传送槽、5-平台支架、6-放置平台、7-横杆、8-弹簧、9-红外点对装置、10-构件钳、11-固定块、12-伸缩杆、13-推板、14-槽座、15-第一元构件、16-第二元构件、17-嵌入孔、18-卡扣、19-桌子、20-桌腿。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图2，本实用新型的实施例提供了一种类似3d打印技术装配式家具安装装置，包括传动机构、打印平台、电脑和多个元构件。

所述传动机构包括支撑架2、电机、制动组件和两转动齿轮1，所述支撑架2下部固定，每一所述转动齿轮1设有多个轮齿臂3，两所述转动齿轮1相对设置且两所述转动齿轮1的圆心通过转轴连接，所述转轴可转动的固定于所述支撑架上端，所述转轴连接所述电机的输出轴，且所述制动组件设置于所述转轴上，所述电机和所述制动组件分别连接所述电脑，所述电脑可控制所述电机驱动两所述转动齿轮1同步转动，所述电脑还可控制所述制动组件锁死所述转轴，确定两所述转动齿轮1转动角度。

请参考图3和图4，一所述转动齿轮1的每一所述轮齿臂3与另一所述转动齿轮1的一所述轮齿臂3相对设置，且相对设置的两所述轮齿臂3之间设有推送机构和多个传送槽4，所述传送槽4可滑动的坐于槽座14上，所述槽座14两端分别悬挂于相对设置的两所述轮齿臂3上，所述槽座14靠近所述打印平台一端设有出口，所述推送机构包括固定块11和多个推板13，每一所述推板13连接一伸缩杆12一端，所述伸缩杆12另一端垂直连接所述固定块11，所述固定块11固定于所述轮齿臂3上，且每一所述推板13朝向所述打印平台，并与一所述传送槽4相对设置，所述伸缩杆12连接所述电脑，所述电脑控制所述伸缩杆12伸缩，用以驱动所述推板12活动。

所述传送槽4用于收容所述元构件，所述传送槽4内设有多个弹簧8，所述传送槽4内可布置多个元构件，所有元构件矩阵排列，每一列所述元构件用一所述弹簧8挤压固定，当取出一所述元构件时所述弹簧8挤压其他的所述元构件，使另一所述元构件到达取出位置。

请参考图5，所述打印平台设置于所述传动机构一侧，所述打印平台包括平台支架5、放置平台6和机械臂，本实施例中所述平台支架5为矩形框架，所述放置平台6为矩形平台，其四角设有滑动扣，且通过所述滑动扣分别连接所述平台支架5的竖直四边，这样使所述放置平台6水平固定于所述平台支架5中部，且所述放置平台6的高度可以通过所述滑动扣进行调节，以适应不同家具转配的需求。

所述机械臂包括横杆7、定位系统、构件识别系统、红外点对装置9和构件钳10，所述横杆7可滑动的设置于所述平台支架5上部，所述红外点对装置9上部设有套环，通过所述套环9套设于所述横杆且可滑动，这里的横杆7和红外点对装置9均可通过电机进行驱动，电机连接电脑实现自动控制。

所述红外点对装置9下部连接所述构件钳10，所述构件钳10包括液压筒、旋转头装置和钳夹，所述液压筒上端连接所述红外点对装置，下端连接所述旋转头装置上部，所述旋转头装置下部连接所述钳夹，所述液压筒用于驱动所述钳夹升降，所述旋转头装置用于驱动所述钳夹转动，使元构件之间镶嵌连接，所述液压筒和所述旋转头装置分别连接所述电脑，所述电脑控制所述液压筒伸缩以及所述旋转头装置旋转。

所述构件识别系统设置于所述红外点对装置9上方，所述构件识别系统连接所述电脑，用于识别所述构件钳10夹取的元构件。

请参考图6和图7，本实施例中所述元构件分为第一元构件15和第二元构件16，所述第一元构件15为设有四嵌入孔17的矩形块，其中四所述嵌入孔17排列为矩形，所述第二元构件16为设有两嵌入孔17和两卡扣18的矩形块，其中两所述嵌入孔17和两所述卡扣18排列为矩形，且两所述卡扣18相对设置，所述第二元构件16的两卡扣18可嵌入所述第一元构件15的两嵌入孔17，所述第二元构件16的两卡扣18还可嵌入另一所述第二元构件16的两嵌入孔17，为了便于嵌入本实施例中所述卡扣18为管相对设置的两个半管，且所述半管的上端设有凸起，所述嵌入孔17内设有与所述凸起相适配的凹槽。

所述电脑设有3d打印系统软件，由输入系统、控制系统和输出系统组成，所述输入系统用于获取待打印家具的图纸，本实施例中图纸为autocad的ifc.xml文件，所述控制系统用于根据所述图纸确定所需元构件的种类和数量、这些元构件的装配顺序、所述传动机构的传输命令以及所述构件钳10的移动命令，所述输出系统用于输出所述传输命令至所述传动机构，控制所述电机驱动所述转动齿轮1转动，待所述传送槽4转动到所需位置控制所述制动组件锁死所述转轴，以及控制所述伸缩杆12伸长使所述推板13将所述传送槽4推送至所述平台支架5内；所述输出系统输出所述移动命令至所述构件钳10，控制所述横杆7和所述红外对点装置9移动至预设位置，然后控制所述液压筒和所述旋转头装置下放所述元构件，并使其与所述放置平台6上已有元构件镶嵌连接。

本实用新型的实施例还提供了一种类似3d打印技术装配式家具安装方法，使用上述的一种类似3d打印技术装配式家具安装装置，且包括以下步骤：

s1所述电脑获取待安装家具的图纸，并根据图纸确定所需元构件；

s2所述电脑控制所述传动机构转动，使所述传送槽4转动至水平状态；

s3所述电脑控制所述横杆7和所述红外点对装置9滑动至所述传送槽4上方，并控制所述构件钳10夹取所述元构件；

s4所述定位系统确定所述元构件放置位置，所述电脑控制所述横杆7和所述红外点对装置9滑动至所述放置位置，所述红外点对装置9与所述放置平台6上已有的元构件重心对齐；

s5所述电脑控制所述构件钳10下放所述元构件，使该元构件与所述放置平台6上已有的元构件上下对齐并连接。

请参考图8，下面以装配桌子19对上述方法进行具体说明

首先制作一根桌腿20，通过电脑获取该桌腿的图纸计算出所需元构件的数量，这里的桌腿20为长为5cm，高60cm的正方形桌子腿，需要所需1*1元构件单元共12个，1*1元构件单元为5*5*5cm立方体；

根据所要装配的桌子20尺寸，选取所述放置平台6的左上1/4区域的中点作为本桌腿的起始点，所述传动机构转动使一所述传送槽4水平，所述推送机构推出所述传送槽4，通过所述机械臂的元件钳10夹取1*1元构件单元，通过所述红外对点装置9对齐，放置在相应的确定位置；

所述传送槽4内由于所述弹簧挤8压作用，将前一块1*1元构件单元的空位补充一块新的元构件单元，以便于机械臂的元件钳10夹取；

通过机械臂的元件钳10在所述传送槽4内夹取1*1元构件单元，红外对点装置9，以已经放置的前置元构件单元的中心位置为对准点，将下一个1*1元构件单元来进行嵌合，来保证位置对准，卡扣18和嵌入孔17嵌入连接，以此类推来进行本桌腿20的搭建，直至完成桌腿20装配；

按照相同的方法搭建另外三个桌腿20和桌面即可完成整个桌子19的装配。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。