一種可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3d打印裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，通過(guò)若干所述支撐將圓形軌道梁水平架空，所述打印頭橫梁通過(guò)所述圓形軌道梁的圓心且所述打印頭橫梁的兩端分別與所述圓形軌道梁滑動(dòng)連接，所述打印頭橫梁能夠繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述打印頭桿與所述圓形軌道梁相互垂直，并且所述打印頭桿的一端與所述打印頭橫梁滑動(dòng)連接，所述打印頭桿的另一端設(shè)置所述打印頭，所述打印頭桿能夠伸縮，帶動(dòng)所述打印頭上下移動(dòng)，所述打印頭能夠跟隨所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁做直線移動(dòng)，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)以極坐標(biāo)系形式對(duì)打印頭進(jìn)行定位，與基于直角坐標(biāo)系建筑用3D打印裝置和方法相比具有更高的打印精度和效率。
【專利說(shuō)明】—種可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于建筑施工領(lǐng)域，尤其涉及一種建筑用3D打印裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)即三維打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等方式實(shí)現(xiàn)快速成型的技術(shù)。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，與電腦連接后，通過(guò)一層又一層的多層打印方式，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。
[0003]隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展并逐漸成熟，3D打印技術(shù)給制造業(yè)帶來(lái)技術(shù)革新。在勞動(dòng)力密集型的建筑行業(yè)，如能引入3D打印技術(shù)進(jìn)行工程施工生產(chǎn)，在施工效率，生產(chǎn)成本，工程工期，機(jī)械化自動(dòng)化水平提高等方面均能有很大程度的提高。
[0004]現(xiàn)有的適用于建筑施工用的3D打印設(shè)備主要是基于直角坐標(biāo)系定位，打印頭的定位精度和打印效率比較低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，可以實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位，定位精度和打印效率高。
[0006]為了達(dá)到上述的目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，包括圓形軌道梁、打印頭橫梁、打印頭桿、打印頭以及支撐，所述圓形軌道梁通過(guò)若干所述支撐水平架空設(shè)置，所述打印頭橫梁通過(guò)所述圓形軌道梁的圓心且所述打印頭橫梁的兩端分別與所述圓形軌道梁滑動(dòng)連接，所述打印頭橫梁能夠繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述打印頭桿與所述圓形軌道梁相互垂直，并且所述打印頭桿的一端與所述打印頭橫梁滑動(dòng)連接，所述打印頭桿的另一端設(shè)置所述打印頭，所述打印頭桿能夠伸縮，帶動(dòng)所述打印頭上下移動(dòng)，所述打印頭能夠跟隨所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁移動(dòng)。
[0008]優(yōu)選的，所述打印頭橫梁與所述圓形軌道梁通過(guò)橫梁滑塊連接，所述圓形軌道梁為C型空腔梁，所述橫梁滑塊為與所述圓形軌道梁的C型空腔相匹配的弧形滑塊，所述打印頭橫梁的兩端分別與嵌設(shè)于所述圓形軌道梁的C型空腔內(nèi)的對(duì)應(yīng)的橫梁滑塊剛性連接。
[0009]優(yōu)選的，在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述橫梁滑塊上，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及第一滾輪對(duì)，所述橫梁滑塊嵌設(shè)于所述圓形軌道梁的C型空腔內(nèi)，所述第一滾輪對(duì)與所述圓形軌道梁的C型空腔的內(nèi)壁相接觸，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述第一滾輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述橫梁滑塊沿著所述圓形軌道梁移動(dòng)。
[0010]優(yōu)選的，在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第一支架，所述第一支架固定設(shè)置于所述圓形軌道梁的上方，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置于所述第一支架上與所述圓形軌道梁的圓心相對(duì)應(yīng)的位置，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出部與所述打印頭橫梁的中心部連接，通過(guò)所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述打印頭橫梁繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]優(yōu)選的，所述打印頭桿與所述打印頭橫梁通過(guò)打印頭桿滑塊連接，所述打印頭橫梁為工字型梁，且所述打印頭橫梁的底板設(shè)有C型開(kāi)口腔，C型開(kāi)口腔的開(kāi)口方向朝向遠(yuǎn)離圓形軌道梁的方向，所述打印頭桿滑塊為與所述打印頭橫梁的C型開(kāi)口腔相匹配的方形滑塊，所述打印頭桿上遠(yuǎn)離打印頭的一端與所述打印頭桿滑塊剛性連接。
[0012]優(yōu)選的，在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及第二滾輪對(duì)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述打印頭桿滑塊上，所述打印頭桿滑塊嵌設(shè)于所述打印頭橫梁的C型開(kāi)口腔內(nèi)，所述第二滾輪對(duì)與所述打印頭橫梁的C型開(kāi)口腔的內(nèi)壁相接觸，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述第二滾輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述打印頭桿滑塊沿著所述打印頭橫梁移動(dòng)。
[0013]優(yōu)選的，在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:由絲杠與螺母組成絲杠螺母副、第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)、以及第二支架，所述螺母與所述打印頭桿剛性連接，所述絲杠通過(guò)所述第二支架設(shè)置于所述打印頭橫梁的斜上方且所述絲杠與所述打印頭橫梁相平行，所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠經(jīng)所述螺母帶動(dòng)所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁移動(dòng)。
[0014]優(yōu)選的，所述支撐均勻分布于所述圓形軌道梁的四周，且所述支撐斜向設(shè)置，所述支撐上遠(yuǎn)離圓形軌道梁的一端向外傾斜，所述支撐與豎向的夾角為5-15度。
[0015]優(yōu)選的，在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括水平設(shè)置的底座，所述支撐的下端與所述底座剛性連接，所述支撐的上端與所述圓形軌道梁剛性連接。
[0016]優(yōu)選的，所述底座呈圓形，所述圓形軌道梁與所述底座的軸線同軸設(shè)置。
[0017]優(yōu)選的，所述底座呈矩形，所述圓形軌道梁的圓心與所述底座的中心的連線與所述圓形軌道梁所在的平面相垂直。
[0018]優(yōu)選的，所述支撐的數(shù)量是三根以上，且均勻分布于所述圓形軌道梁以及底座的四周。
[0019]優(yōu)選的，所述支撐的數(shù)量是三根，且均勻分布于所述圓形軌道梁以及底座的四周。
[0020]本實(shí)用新型提供的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，通過(guò)若干所述支撐將圓形軌道梁水平架空，所述打印頭橫梁通過(guò)所述圓形軌道梁的圓心且所述打印頭橫梁的兩端分別與所述圓形軌道梁滑動(dòng)連接，所述打印頭橫梁能夠繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述打印頭桿與所述圓形軌道梁相互垂直，并且所述打印頭桿的一端與所述打印頭橫梁滑動(dòng)連接，所述打印頭桿的另一端設(shè)置所述打印頭，所述打印頭桿能夠伸縮，帶動(dòng)所述打印頭上下移動(dòng)，所述打印頭能夠跟隨所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁做直線移動(dòng)，也就是說(shuō)，通過(guò)打印頭橫梁的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及打印頭桿沿打印頭橫梁的直線運(yùn)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)打印頭在圓形軌道梁投影面積內(nèi)的全方位定位，通過(guò)打印頭桿的伸縮能夠?qū)崿F(xiàn)打印頭的上下移動(dòng)，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)以極坐標(biāo)系形式對(duì)打印頭進(jìn)行定位，與基于直角坐標(biāo)系建筑用3D打印裝置和方法相比，本實(shí)用新型主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]1.打印頭運(yùn)動(dòng)軌跡可以是真實(shí)的圓，而不再是近似的多邊形，因此定位精度和定位效果更加高。
[0022]2.加工時(shí)，建筑物截面輪廓可以一次完成，從而縮短加工周期，提升打印效率。
[0023]3.打印頭運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算更加方便，除了打印頭離開(kāi)圓形軌道梁所在平面的距離夕卜，只需計(jì)算打印頭與圓形軌道梁的垂直中軸線的距離以及旋轉(zhuǎn)的角度即可，該打印頭與圓形軌道梁的垂直中軸線的距離小于圓形軌道梁的半徑，因而計(jì)算控制較為簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置由以下的實(shí)施例及附圖給出。
[0025]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是圖1的俯視示意圖；
[0027]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1中的圓形軌道梁、打印頭橫梁以及打印頭桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是圖3的a-a剖視示意圖；
[0029]圖5是圖4的b_b剖視示意圖；
[0030]圖6是圖4的c-c剖視示意圖；
[0031]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例1中橫梁滑塊、圓形軌道梁以及橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配示意圖；
[0032]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1中橫梁滑塊上與圓形軌道梁相對(duì)的一面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例2中橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例3中打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例3中打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖中，1-圓形軌道梁、2-打印頭橫梁、3-打印頭桿、4-打印頭、5-支撐、6_底座、7-建筑物、8-橫梁滑塊、9-第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、10-第一滾輪對(duì)、11-打印頭桿滑塊、12-第二滾輪對(duì)、13-第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)、14-第一支架、15-絲杠、16-螺母、17-第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)、18-第二支架、19-連接件。

【具體實(shí)施方式】
[0037]以下將對(duì)本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。為使本實(shí)用新型的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0038]請(qǐng)參閱圖1至圖8，本實(shí)施例公開(kāi)了一種可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，包括圓形軌道梁1、打印頭橫梁2、打印頭桿3、打印頭4以及支撐5，所述圓形軌道梁I通過(guò)若干所述支撐5水平架空設(shè)置，所述打印頭橫梁2通過(guò)所述圓形軌道梁I的圓心且所述打印頭橫梁2的兩端分別與所述圓形軌道梁I滑動(dòng)連接，所述打印頭橫梁2能夠繞所述圓形軌道梁I的圓心在所述圓形軌道梁I所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述打印頭桿3與所述圓形軌道梁I相互垂直，并且所述打印頭桿3的一端與所述打印頭橫梁2滑動(dòng)連接，所述打印頭桿3的另一端設(shè)置所述打印頭4，所述打印頭桿3能夠伸縮，帶動(dòng)所述打印頭4上下移動(dòng)。例如可以在所述打印頭桿3上設(shè)有用于帶動(dòng)所述打印頭4上下移動(dòng)的伸縮機(jī)構(gòu)。所述伸縮機(jī)構(gòu)為本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)手段，故在此不再贅述。所述打印頭4能夠跟隨所述打印頭桿3沿著所述打印頭橫梁2移動(dòng)。采用上述結(jié)構(gòu)的建筑用3D打印裝置，通過(guò)打印頭橫梁2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及打印頭桿3沿打印頭橫梁2的直線運(yùn)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)打印頭4在圓形軌道梁I投影面積內(nèi)的全方位定位，通過(guò)打印頭桿3的伸縮能夠?qū)崿F(xiàn)打印頭4的上下移動(dòng)，因此該建筑用3D打印裝置可以基于極坐標(biāo)系形式對(duì)打印頭4進(jìn)行定位，與基于直角坐標(biāo)系建筑用3D打印裝置和方法相比，一方面，打印頭4運(yùn)動(dòng)軌跡可以是真實(shí)的圓，而不再是近似的多邊形，因此定位精度和定位效果更加高。另一方面，加工時(shí)，建筑物7截面輪廓可以一次完成，從而縮短加工周期，提升打印效率。再一方面，打印頭4運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算更加方便，除了打印頭4離開(kāi)圓形軌道梁I所在平面的距離外，只需計(jì)算打印頭4與圓形軌道梁I的垂直中軸線的距離以及旋轉(zhuǎn)的角度即可，該打印頭4與圓形軌道梁I的垂直中軸線的距離小于圓形軌道梁I的半徑，因而計(jì)算控制較為簡(jiǎn)單，降低了生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效果。
[0039]上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置在使用時(shí)，在所述圓形軌道梁I所在的平面建立二維極坐標(biāo)系，圓形軌道梁I的圓心作為極坐標(biāo)系的極點(diǎn)，在圓形軌道梁I所在平面內(nèi)從極點(diǎn)引一條射線作為極軸，所述二維坐標(biāo)系在豎直方向延伸形成三維圓柱坐標(biāo)系，所述打印頭4在所述三維圓柱坐標(biāo)系內(nèi)的圓柱坐標(biāo)為(P，Φ，ζ)，其中，P表示打印頭4在圓形軌道梁I所在平面的投影點(diǎn)到極點(diǎn)的距離，Φ表示打印頭4在圓形軌道梁I所在平面的投影點(diǎn)與極軸之間的夾角，ζ表示打印頭4離開(kāi)圓形軌道梁所在的平面的距離，通過(guò)打印頭橫梁2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及打印頭桿3沿打印頭橫梁2的直線運(yùn)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)打印頭4在圓形軌道梁投影面積內(nèi)的全方位定位，通過(guò)打印頭桿3的伸縮能夠?qū)崿F(xiàn)打印頭4的上下移動(dòng)?？蓪?shí)現(xiàn)基于極坐標(biāo)系的打印頭4定位，提高打印頭的定位精度和效率，進(jìn)而提高打印效果
[0040]優(yōu)選的，所述打印頭橫梁2與所述圓形軌道梁I通過(guò)橫梁滑塊8連接，所述圓形軌道梁I為C型空腔梁，所述橫梁滑塊8為與所述圓形軌道梁I的C型空腔相匹配的弧形滑塊，所述打印頭橫梁2的兩端分別與嵌設(shè)于所述圓形軌道梁I的C型空腔內(nèi)的對(duì)應(yīng)的橫梁滑塊8剛性連接。
[0041]優(yōu)選的,請(qǐng)重點(diǎn)參閱圖7和圖8,并請(qǐng)結(jié)合參閱圖1至圖6,在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述橫梁滑塊上，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)9、第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(未圖不)以及第一滾輪對(duì)10，所述橫梁滑塊8嵌設(shè)于所述圓形軌道梁I的C型空腔內(nèi)，所述第一滾輪對(duì)10與所述圓形軌道梁I的C型空腔的內(nèi)壁相接觸，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)9經(jīng)所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述第一滾輪對(duì)10轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述橫梁滑塊8沿著所述圓形軌道梁I移動(dòng)。
[0042]優(yōu)選的，所述打印頭桿3與所述打印頭橫梁2通過(guò)打印頭桿滑塊11連接，所述打印頭橫梁2為工字型梁，該工字型梁包括底板、頂板以及中間板，所述底板和頂板平行設(shè)置，所述中間板垂直設(shè)置于所述底板和頂板的中部，所述打印頭橫梁2的底板設(shè)有C型開(kāi)口腔，C型開(kāi)口腔的開(kāi)口方向朝向遠(yuǎn)離圓形軌道梁I的方向，所述打印頭桿滑塊11為與所述打印頭橫梁2的C型開(kāi)口腔相匹配的方形滑塊，所述打印頭桿3上遠(yuǎn)離打印頭4的一端與所述打印頭桿滑塊11剛性連接。
[0043]優(yōu)選的，在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作為打印頭桿3的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形式與支撐5以及打印頭橫梁2的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式相同。具體的，可參閱圖7和圖8，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)(相當(dāng)于圖7-8中的第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)9)、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及第二滾輪對(duì)12(相當(dāng)于圖7-8中的第一滾輪對(duì)10)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述打印頭桿滑塊11 (相當(dāng)于圖7-8中的橫梁滑塊8)上，所述打印頭桿滑塊11嵌設(shè)于所述打印頭橫梁2的C型開(kāi)口腔內(nèi)，所述第二滾輪對(duì)12與所述打印頭橫梁2的C型開(kāi)口腔的內(nèi)壁相接觸，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述第二滾輪對(duì)12轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述打印頭桿滑塊11沿著所述打印頭橫梁2移動(dòng)。
[0044]為了支撐5更加平穩(wěn)地支撐圓形軌道梁1，所述支撐5均勻分布于所述圓形軌道梁I的四周，且所述支撐5斜向設(shè)置，所述支撐5上遠(yuǎn)離圓形軌道梁I的一端向外傾斜，所述支撐5與所述圓形軌道梁I的軸線的夾角為5-15度，即所述支撐5與豎向的夾角為5-15度。上述傾斜角度的支撐5，可以為圓形軌道梁I提供更加穩(wěn)固的支撐5，避免因圓形軌道梁I發(fā)生傾斜而降低打印頭4的定位精度，從而提高打印精度和效率。
[0045]優(yōu)選的，在上述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置中，還包括水平設(shè)置的底座6，所述支撐5的下端與所述底座6剛性連接，所述支撐5的上端與所述圓形軌道梁I剛性連接。通過(guò)設(shè)置底座6，可以更加精確且方便地固定各個(gè)支撐5的下端，提高該建筑用3D打印裝置的安裝速度和安裝精度。
[0046]優(yōu)選的，所述底座6呈圓形，所述圓形軌道梁I與所述底座6的軸線同軸設(shè)置，即所述圓形軌道梁I的圓心與所述底座6的圓心的連線與所述圓形軌道梁I所在的平面相垂直。通過(guò)設(shè)置圓形軌道梁I和底座6之間半徑的比值，以及圓形軌道梁I和底座6之間的距離，可以很方便的將支撐調(diào)整到所需的角度，以提高圓形軌道梁的穩(wěn)定性，從而提升打印效果。當(dāng)然，所述底座6也可以呈矩形或者其他規(guī)則或者不規(guī)則形狀，所述圓形軌道梁I的圓心與所述底座6的中心的連線與所述圓形軌道梁I所在的平面相垂直。
[0047]優(yōu)選的，所述支撐5的數(shù)量是三根以上，且均勻分布于所述圓形軌道梁I以及底座6的四周。本實(shí)施例中，所述支撐5的數(shù)量是三根，且均勻分布于所述圓形軌道梁I以及底座6的四周。根據(jù)三點(diǎn)確定一個(gè)平面的原理，采用三根支撐5架起所述圓形軌道梁1，可以使得圓形軌道梁I得到更加平穩(wěn)的支撐5，避免出現(xiàn)因某個(gè)支撐5不受力致使圓形軌道梁I在打印頭4打印時(shí)容易發(fā)生抖動(dòng)的現(xiàn)象，進(jìn)一步保證打印精度。
[0048]實(shí)施例2
[0049]請(qǐng)參閱圖9，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不同。本實(shí)施例中，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)13以及第一支架14，所述第一支架14固定設(shè)置于所述圓形軌道梁I的上方，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)13設(shè)置于所述第一支架上14與所述圓形軌道梁I的圓心相對(duì)應(yīng)的位置，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)13的輸出部與所述打印頭橫梁2的中心部連接，通過(guò)所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)13的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述打印頭橫梁2繞所述圓形軌道梁I的圓心在所述圓形軌道梁I所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)然，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以采用其他結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，此處不一一列舉。
[0050]實(shí)施例3
[0051]請(qǐng)參閱圖10和圖11，本實(shí)施例與實(shí)施例1以及實(shí)施例2的區(qū)別在于，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不同。本實(shí)施例中，由絲杠15與螺母16組成絲杠螺母副、第五驅(qū)動(dòng)電機(jī)17、以及第二支架18，所述螺母16與所述打印頭桿3通過(guò)連接件19剛性連接，所述絲杠15通過(guò)所述第二支架18設(shè)置于所述打印頭橫梁2的斜上方且所述絲杠15與所述打印頭橫梁2相平行，所述第五驅(qū)動(dòng)電機(jī)17驅(qū)動(dòng)所述絲杠15轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠15經(jīng)所述螺母16帶動(dòng)所述打印頭桿3沿著所述打印頭橫梁2移動(dòng)。為了防止移動(dòng)的螺母以及連接件19對(duì)實(shí)施例2中第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)13的運(yùn)行干涉，所述絲杠15通過(guò)所述第二支架18設(shè)置于所述打印頭橫梁2的斜上方，而非正上方，此可以通過(guò)呈“L”的連接件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以采用其他結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，此處不一一列舉。
[0052]上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，包括圓形軌道梁、打印頭橫梁、打印頭桿、打印頭以及支撐，所述圓形軌道梁通過(guò)若干所述支撐水平架空設(shè)置，所述打印頭橫梁通過(guò)所述圓形軌道梁的圓心且所述打印頭橫梁的兩端分別與所述圓形軌道梁滑動(dòng)連接，所述打印頭橫梁能夠繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述打印頭桿與所述圓形軌道梁相互垂直，并且所述打印頭桿的一端與所述打印頭橫梁滑動(dòng)連接，所述打印頭桿的另一端設(shè)置所述打印頭，所述打印頭桿能夠伸縮，帶動(dòng)所述打印頭上下移動(dòng)，所述打印頭能夠跟隨所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述打印頭橫梁與所述圓形軌道梁通過(guò)橫梁滑塊連接，所述圓形軌道梁為C型空腔梁，所述橫梁滑塊為與所述圓形軌道梁的C型空腔相匹配的弧形滑塊，所述打印頭橫梁的兩端分別與嵌設(shè)于所述圓形軌道梁的C型空腔內(nèi)的對(duì)應(yīng)的橫梁滑塊剛性連接。
3.如權(quán)利要求2所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述橫梁滑塊上，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及第一滾輪對(duì)，所述橫梁滑塊嵌設(shè)于所述圓形軌道梁的C型空腔內(nèi)，所述第一滾輪對(duì)與所述圓形軌道梁的C型空腔的內(nèi)壁相接觸，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)所述第一傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述第一滾輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述橫梁滑塊沿著所述圓形軌道梁移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述橫梁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及第一支架，所述第一支架固定設(shè)置于所述圓形軌道梁的上方，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置于所述第一支架上與所述圓形軌道梁的圓心相對(duì)應(yīng)的位置，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出部與所述打印頭橫梁的中心部連接，通過(guò)所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述打印頭橫梁繞所述圓形軌道梁的圓心在所述圓形軌道梁所在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述打印頭桿與所述打印頭橫梁通過(guò)打印頭桿滑塊連接，所述打印頭橫梁為工字型梁，且所述打印頭橫梁的底板設(shè)有C型開(kāi)口腔，C型開(kāi)口腔的開(kāi)口方向朝向遠(yuǎn)離圓形軌道梁的方向，所述打印頭桿滑塊為與所述打印頭橫梁的C型開(kāi)口腔相匹配的方形滑塊，所述打印頭桿上遠(yuǎn)離打印頭的一端與所述打印頭桿滑塊剛性連接。
6.如權(quán)利要求5所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及第二滾輪對(duì)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述打印頭桿滑塊上，所述打印頭桿滑塊嵌設(shè)于所述打印頭橫梁的C型開(kāi)口腔內(nèi)，所述第二滾輪對(duì)與所述打印頭橫梁的C型開(kāi)口腔的內(nèi)壁相接觸，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)所述第二傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述第二滾輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述打印頭桿滑塊沿著所述打印頭橫梁移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求5所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述打印頭桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:由絲杠與螺母組成絲杠螺母副、第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)、以及第二支架，所述螺母與所述打印頭桿剛性連接，所述絲杠通過(guò)所述第二支架設(shè)置于所述打印頭橫梁的斜上方且所述絲杠與所述打印頭橫梁相平行，所述第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲杠經(jīng)所述螺母帶動(dòng)所述打印頭桿沿著所述打印頭橫梁移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述支撐均勻分布于所述圓形軌道梁的四周，且所述支撐斜向設(shè)置，所述支撐上遠(yuǎn)離圓形軌道梁的一端向外傾斜，所述支撐與所述圓形軌道梁的軸線的夾角為5-15度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，還包括水平設(shè)置的底座，所述支撐的下端與所述底座剛性連接，所述支撐的上端與所述圓形軌道梁剛性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述底座呈圓形，所述圓形軌道梁與所述底座的軸線同軸設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述底座呈矩形，所述圓形軌道梁的圓心與所述底座的中心的連線與所述圓形軌道梁所在的平面相垂直。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述支撐的數(shù)量是三根以上，且均勻分布于所述圓形軌道梁以及底座的四周。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位的建筑用3D打印裝置，其特征在于，所述支撐的數(shù)量是三根，且均勻分布于所述圓形軌道梁以及底座的四周。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK204054670SQ201420422397
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】王美華, 李榮帥 申請(qǐng)人:上海建工集團(tuán)股份有限公司