一种混凝土3D打印机器人装置的制作方法

本实用新型属于建筑机械领域，具体涉及一种混凝土3d打印机器人装置。

背景技术：

3d打印建筑技术与传统建筑相比，其优势在于：速度快，不需要使用模板，可以大幅节约成本；不需要数量庞大的建筑工人，大大提高了生产效率；具有低碳、绿色、环保的特点。3d打印建筑技术可能改变建筑业的发展方向，对环保、建筑业、预拌混凝土行业带来的改变是显而易见。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种混凝土3d打印机器人装置，具体通过如下技术方案来实现：

一种混凝土3d打印机器人装置，包括履带式机动车、六轴机器人、3d打印头组件；六轴机器人居中固定在履带式机动车的中部，3d打印头组件安装在六轴机器人的输出轴末端；

所述3d打印头组件包括液压缸、凸形安装架、3d打印头安装板、定位底座、防碰撞器、3d打印头、定位板、激光测距仪、激光测距仪安装板、舌形限流板；液压缸通过凸形安装架安装在3d打印头安装板左侧板上，并与3d打印头侧向圆柱筒同轴配合，防碰撞器一端与六轴机器人的输出轴末端连接，另一端与3d打印头安装板连接，定位底座与定位板共同将3d打印头固定在3d打印头安装板上，并通过3d打印头安装板底板处的u型通槽进行限位，激光测距仪通过激光测距仪安装板安装在3d打印头安装板303底板处阶梯槽上，舌形限流板与液压缸的活塞杆末端通过螺纹配合实现安装；

所述3d打印头包括混凝土输入口、阶梯圆筒、混凝土输出口、侧向圆柱筒；其中侧向圆柱筒与混凝土输出口锥形端内腔相贯通；

所述3d打印头安装板包括直立板、左侧板、底板；3d打印头安装板整体呈l形，其底板分别设有阶梯槽与u形通槽；

所述舌形限流板包括螺纹孔、圆柱底座、舌形板；螺纹孔为盲孔设置在圆柱底座中心处，舌形板一侧与圆柱底座连接，另一侧悬空，其圆弧面呈倒锥形，与混凝土输出口的锥形端内腔共形。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型所提供的履带式机动车，可适用于多种复杂路况，有效提高了混凝土3d打印装置的机动性能，另外所提供的六轴机器人，可替代人工节约人力成本，同时具有重复精度高，结构紧凑，工作范围大，6轴高自由度，可完成空间任意轨迹与角度的作业任务等优点；

2、本实用新型所提供的3d打印头组件包括了液压缸、凸形安装架、3d打印头安装板、定位底座、防碰撞器、3d打印头、定位板、激光测距仪、激光测距仪安装板、舌形限流板等结构，所提供的激光测距仪进行在线实时测距反馈，提高3d打印的精度与效率；所提供的液压缸与舌形限流板可动态对输出端混凝土进行限流；

3、本实用新型所涉及的混凝土3d打印机器人装置，能够打印出其他方式很难建造的高成本曲线建筑，所打印的建筑物具有良好的形态和体积稳定性能，满足建筑3d打印施工连续性和建筑强度的要求，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型所述的混凝土3d打印机器人装置结构图；

图2为3d打印头组件的结构图；

图3为3d打印头的结构图；

图4为3d打印头安装板的结构图；

图5为舌形限流板的结构图；

图6为锯齿形混凝土3d打印方式示意图；

图中的标号含义如下：

履带式机动车1、六轴机器人2、3d打印头组件3、液压缸301、凸形安装架302、3d打印头安装板303、定位底座304、防碰撞器305、3d打印头306、定位板307、激光测距仪308、激光测距仪安装板309、舌形限流板310、直立板3031、左侧板3032、底板3034、混凝土输入口3061、阶梯圆筒3062、混凝土输出口3063、侧向圆柱筒3064、螺纹孔3101、圆柱底座3102、舌形板3103

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型所提供的一种混凝土3d打印机器人装置，具体包括履带式机动车1、六轴机器人2、3d打印头组件3；六轴机器人2居中固定在履带式机动车1的中部，3d打印头组件3安装在六轴机器人2的输出轴末端；

所述3d打印头组件3包括液压缸301、凸形安装架302、3d打印头安装板303、定位底座304、防碰撞器305、3d打印头306、定位板307、激光测距仪308、激光测距仪安装板309、舌形限流板310；液压缸301通过凸形安装架302安装在3d打印头安装板303左侧板3032上，并与3d打印头306侧向圆柱筒3064同轴配合，防碰撞器305一端与六轴机器人2的输出轴末端连接，另一端与3d打印头安装板303连接，定位底座304与定位板307共同将3d打印头306固定在3d打印头安装板303上，并通过3d打印头安装板303底板处的u型通槽3035进行限位，激光测距仪308通过激光测距仪安装板309安装在3d打印头安装板303底板处阶梯槽3033上，舌形限流板310与液压缸301的活塞杆末端通过螺纹配合实现安装；

所述3d打印头安装板303包括直立板3031、左侧板3032、底板3034；3d打印头安装板303整体呈l形，其底板分别设有阶梯槽3033与u形通槽3035；

所述3d打印头306包括混凝土输入口3061、阶梯圆筒3062、混凝土输出口3063、侧向圆柱筒3064；其中侧向圆柱筒3064与混凝土输出口3063锥形端内腔相贯通；

所述舌形限流板310包括螺纹孔3101、圆柱底座3102、舌形板3103；螺纹孔3101为盲孔设置在圆柱底座3102中心处，舌形板3103一侧与圆柱底座3102连接，另一侧悬空，其圆弧面呈倒锥形，与混凝土输出口3063的锥形端内腔共形。

上述混凝土3d打印机器人装置的工作过程为：

以打印长4米、宽2米、高1.5米的矩形混凝土水池为例，首先启动履带式机动车1，将六轴机器人2与3d打印头组件3移至作业工位处，启动六轴机器人2，将3d打印头组件3移至作业初始安全位置，接着按照预设程序完成矩形混凝土水池底部打印，底部厚度为0.1米，待其阴干后，采用锯齿形3d打印方式继续进行四周立面的打印，如图6所示，另外在打印过程中需要在距离底部0.16米处预留一个直径为0.05米的排水孔，该过程需通过激光测距仪308实时进行数据读取与反馈，与此同时动态控制液压缸301驱动舌形限流板310对混凝土进行控制限流，逐层打印并完成排水孔加工，同理在距离底部1.35米处预留一个直径为0.05米的进水孔，四周立面打印完毕后，3d打印头组件3与六轴机器人2依次复位，启动履带式机动车1退回原位。

本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

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