一种建筑3D打印泵车系统及其使用方法
摘要文本
本发明为一种建筑3D打印泵车系统及其使用方法,该系统还包括3D打印机及用于固定3D打印机的3D打印固定装置;挂篮结构安装固定于泵车结构的臂架体系上,3D打印机通过3D打印固定装置固定于挂篮结构之中;泵车结构中的布料杆出料口通过橡胶软管连接3D打印机的进料口。本发明实现了将3D打印技术与泵车技术应用到建筑土木工程领域,目的是将两者的优点结合起来,一方面实现3D打印的自由化,提高3D在土木工程中运用的便利性;另一方面,合理使用泵车特性,实现3D打印高空作业,拓展了3D打印技术应用范围。
申请人信息
- 申请人:河北工业大学
- 申请人地址:300130 天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#
- 发明人: 河北工业大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种建筑3D打印泵车系统及其使用方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN201811509705.0 |
| 申请日 | 2018年12月11日 |
| 公告号 | CN109403634B |
| 公开日 | 2024年3月12日 |
| IPC主分类号 | E04G21/02 |
| 权利人 | 河北工业大学 |
| 发明人 | 马国伟; 马春雷; 董茜茜 |
| 地址 | 天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330# |
专利主权项内容
1.一种建筑3D打印泵车系统,包括泵车结构、挂篮结构,其特征在于该系统还包括3D打印机及用于固定3D打印机的3D打印固定装置;挂篮结构安装固定于泵车结构的臂架体系上,3D打印机通过3D打印固定装置固定于挂篮结构之中;泵车结构中的布料杆出料口通过橡胶软管连接3D打印机的进料口;所述泵车结构包括底盘、臂架体系、泵送体系、液压体系、电控室和布料杆;所述臂架体系采用M型臂架,臂架体系的顶部设置弯曲悬臂以及支撑杆件,弯曲悬臂为折形杆件,折形杆件的两条边的夹角为钝角,钝角朝下,弯曲悬臂的一端设置预留孔,支撑杆件横穿过弯曲悬臂的预留孔,并通过螺母将支撑杆件和弯曲悬臂固定在一起;支撑杆件的两端连接挂篮结构的两端;所述挂篮结构中设置有高空作业区和3D打印机安装区;挂篮结构包括主体挂篮、3D打印固定装置、防护栏、保险绳和门栏,挂篮结构中的主体挂篮通过角形杆件固定在支撑杆件的两端上;3D打印机通过3D打印固定装置安装固定于3D打印机安装区;所述3D打印固定装置为托盘固定结构,所述托盘固定结构包括托盘、固定挡板、滑动挡板,托盘形状为L型,托盘的尺寸与主体挂篮尺寸相适应,托盘紧密贴合主体挂篮内侧,托盘的竖直端面通过螺栓、螺母固定于主体挂篮上,托盘和主体挂篮的底面具有间隙;托盘的水平面一端垂直固定竖直端面,另一端设有固定挡板;托盘水平面的中部沿平行于水平面的方向留有镂空槽道,在固定挡板上安装有从挂篮结构外牵引上来的电力插口;所述镂空槽道上安装有工字型滑块,工字型滑块能在镂空槽道内自由滑动,并通过螺丝、螺母进行固定,工字型滑块同时连接滑动挡板;在固定挡板和滑动挡板的内侧上各安装有一个橡胶圆盘,3D打印机放置于托盘之上,且位于固定挡板和滑动挡板之间;滑动挡板(20)底部焊接在工字型滑块(23)的一端,可以通过工字型滑块(23)在镂空槽道(21)内自由滑动,通过控制滑动距离来固定不同规模的3D打印机(5),防止其在高空作业时产生位移影响3D打印质量,其中,所述工字型滑块(23)中间为螺纹孔洞(24)设计,工字段上部安装有一正六边形螺丝(25),工字型下部固定有与之相匹配的螺母(9),同时,为了固定时增加竖向压力,在工字型滑块(23)下部与托盘(18)接触侧设置有橡胶垫圈(26),工字形中段结构要略长于板厚与橡胶垫圈(26)厚度之和,以方便正六边形螺丝(25)的放松与加紧,正六边形螺丝(25)通过所述螺纹孔洞(24),与螺母(9)相连,当滑动挡板(20)通过镂空槽道(21)滑动时,需要放松正六边形螺丝(25)以减小工字型滑块(23)与镂空槽道(21)之间的摩擦力,从而通过滑动调整滑动挡板固定(19)的位置;当滑动挡板(20)固定时,需要加紧正六边形螺丝(25)以增大工字型滑块(23)与镂空槽道(21)之间的压力以固定滑动挡板(20),正六边形螺丝(25)上侧设有可转动的旋转把手(27),旋转把手为可拆装的活动件,旋转把手(27)的作用是更便捷轻松地转动正六边形螺丝(25),通过松紧正六边形螺丝(25)来实现滑动挡板(20)的滑动与固定;当3D打印机(5)含有机械臂时,挂篮结构(4)上部要留有足够的空间以便于机械臂进行作业,挂篮结构(4)底部要预留孔方便电力管线与托盘固定结构(17)进行连接,电力管线可延布料杆(14)进行安装,固定于托盘固定结构(17)上,以供3D打印机(5)使用;所述的建筑3D打印泵车系统的使用方法,该方法的步骤是;1)首先将所需3D打印机使用该托盘固定结构进行固定,转动旋转把手将正六边形螺丝放松,将滑动挡板调至托盘右端,将3D打印机放置于固定挡板和滑动挡板之间,使3D打印机的左侧面贴合固定挡板上的橡胶圆盘,移动滑动挡板通过镂空槽道调整位置,当移动到适当位置即使滑动挡板上的橡胶圆盘完全贴合3D打印机的垂直面时,可通过转动旋转把手加紧正六边形螺丝,进而夹紧托盘,实现对滑动挡板的固定,进而固定3D打印机;2)完成3D打印机的固定以后,将混凝土泵车驶入施工场地,若无需进行高空作业,施工人员直接进入挂篮结构对3D打印机进行监控与管理作业;若需要进行高空作业,施工人员则需携带对讲设备进入挂篮结构,安装人员保险绳设备,并且将橡胶软管端部固定于3D打印机入料口;3)需要对泵车进行作业前检查,包括对泵车电控室内电源开关、混凝土排量手柄、搅拌装置换向手柄的检查;进一步,将混凝土泵车开到指定作业场地,选择平坦、坚实场地,将混凝土泵车水平放置,展开支腿,使支腿能够稳定支撑整机,锁住地面;进一步,操作臂架体系,使臂架体系上升到达高空指定作业区域;进一步,高空作业的施工人员与电控室工作人员通过对讲设备进行对接,进行混凝土泵送作业,与此同时,3D打印机进行3D打印作业,由高空作业施工人员进行监控与管理;4)3D打印作业完成后,将臂架体系与支腿收回,完成整个作业过程。