一種用于3d打印的連續(xù)爬升裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于3D建筑打印的連續(xù)爬升裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，3D打印建筑可以充分利用打印智能控制，使建筑一次成型，減少建筑中的材料和工藝損耗，它能夠讓未來的建筑工人勞動強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)境大大改善，工作更高效，它還可以做到讓建筑能耗大幅度降低，可有效地改善施工粉塵和噪音的影響，避免對環(huán)境造成污染。
[0003]雖然，3D打印技術(shù)離我們越來越近，早已不再是紙面上的概念，但是，目前的3D打印裝置的爬升導(dǎo)軌采取分段連續(xù)安裝，隨著3D打印建筑物高度的上升，需人工將位于最下方的導(dǎo)軌段接至位于最上方的導(dǎo)軌段，以實現(xiàn)3D打印裝置的連續(xù)爬升，這極大阻礙了施工效率的提高，而且各導(dǎo)軌段人工拆裝及拼接，各導(dǎo)軌段之間尚不能做到無縫銜接，導(dǎo)致3D打印裝置在沿建筑物外立面爬升過程中的穩(wěn)定性無法控制。
[0004]可見，如何克服現(xiàn)有3D打印裝置的爬升導(dǎo)軌在結(jié)構(gòu)及方法上的局限性，能夠在保證爬升穩(wěn)定性的同時提高施工效率，使未來的3D打印技術(shù)能夠在建筑領(lǐng)域真正得以推廣、應(yīng)用具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有3D打印裝置的爬升導(dǎo)軌采取分段連續(xù)安裝，施工效率低，而且爬升穩(wěn)定性無法控制的問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于3D打印的連續(xù)爬升裝置及方法，通過兩組框架式連系梁的交替爬升，使得3D打印裝置能夠在連續(xù)穩(wěn)定爬升過程中亦可連續(xù)打印，以滿足不同建筑高度的施工需求。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的一種用于3D打印的連續(xù)爬升裝置，3D打印裝置包括位于已打印建筑體上方的打印裝置，及與所述打印裝置剛性連接的連續(xù)爬升裝置，所述連續(xù)爬升裝置包括至少兩組圍合在所述已打印建筑體的外立面，且在豎直方向上通過若干液壓頂升機(jī)構(gòu)連接的框架式連系梁，每組所述框架式連系梁均通過若干附著裝置固定于所述已打印建筑體的外立面。
[0007]優(yōu)選的，所述連續(xù)爬升裝置包括兩組框架式連系梁，且兩組所述框架式連系梁通過若干所述液壓頂升機(jī)構(gòu)連接成一個整體框架結(jié)構(gòu)，若干所述液壓頂升機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述框架式連系梁的轉(zhuǎn)角部。
[0008]優(yōu)選的，所述液壓頂升機(jī)構(gòu)包括液壓頂升油缸及其驅(qū)動單元，所述液壓頂升油缸的缸體和活塞分別固定在兩組所述框架式連系梁上，所述驅(qū)動單元能夠控制所述液壓頂升機(jī)構(gòu)同步頂升或下降，進(jìn)而帶動所述框架式連系梁做相應(yīng)的運(yùn)動。
[0009]優(yōu)選的，所述附著裝置包括橫向液壓機(jī)構(gòu)，所述橫向液壓機(jī)構(gòu)包括液壓油缸及其驅(qū)動單元，所述液壓油缸的一端連接在所述框架式連系梁上，所述液壓油缸的另一端與所述已打印建筑體的外立面相抵，所述驅(qū)動單元能夠控制連接在同一框架式連系梁上的所述液壓油缸同步伸長或收縮，進(jìn)而使得相應(yīng)的所述框架式連系梁附著或脫離所述已打印建筑體的外立面。
[0010]優(yōu)選的，所述附著裝置還包括擴(kuò)展板，所述擴(kuò)展板與所述液壓油缸的靠近所述已打印建筑體的一端固接，使得所述擴(kuò)展板與所述已打印建筑體外立面相抵。
[0011]優(yōu)選的，所述附著裝置設(shè)置于所述框架式連系梁的轉(zhuǎn)角處與所述已打印建筑體之間。
[0012]優(yōu)選的，所述打印裝置包括與所述連續(xù)爬升裝置頂端剛性連接的軌道框架，及兩端能夠沿所述軌道框架滑動的至少兩個打印頭橫梁，且每根所述打印頭橫梁上設(shè)置至少一個能夠沿所述打印頭橫梁滑動的打印頭；所述打印頭橫梁的兩端設(shè)有滑塊或滾輪組，所述軌道框架具有橫截面呈C形且對稱設(shè)置的滑道，所述滑塊或滾輪組與所述滑道滑動配合，使得所述打印頭橫梁的兩端能夠沿所述軌道框架自由滑動。
[0013]優(yōu)選的，所述軌道框架的底部還固接有若干豎桿，所述軌道框架通過所述豎桿與所述連續(xù)爬升裝置的頂端剛性連接。
[0014]另外，本發(fā)明還提供了一種連續(xù)爬升方法，步驟如下:
[0015]—、安裝所述連續(xù)爬升裝置和所述打印裝置，使所述連續(xù)爬升裝置的框架式連系梁均穩(wěn)定附著于所述已打印建筑體的外立面，所述打印裝置位于所述已打印建筑體上方適當(dāng)高度；
[0016]二、使所述打印裝置逐行完成建筑體當(dāng)前橫截面層的打印施工；
[0017]三、所述當(dāng)前橫截面層打印結(jié)束后，使一組所述框架式連系梁脫離所述已打印建筑體的外立面，通過所述液壓頂升機(jī)構(gòu)的同步伸長或收縮，使該組所述框架式連系梁向上移動一設(shè)定距離并穩(wěn)定附著于所述已打印建筑體的外立面，然后，使另一組所述框架式連系梁脫離所述已打印建筑體的外立面，通過所述液壓頂升機(jī)構(gòu)的同步伸長或收縮，使該組所述框架式連系梁向上移動相同的設(shè)定距離，從而將所述打印裝置頂升至建筑體上一層待打印橫截面層所在的高度；
[0018]四、反復(fù)上述步驟二和步驟三，自下向上逐層打印各橫截面層直至完成建筑體整體的打印施工。
[0019]優(yōu)選的，所述步驟四后還包括步驟五，拆除所述連續(xù)爬升裝置，待所述建筑體打印完成后，控制所述連續(xù)爬升裝置的橫向液壓機(jī)構(gòu)同時收縮，使其脫離所述已打印建筑體，拆除所述連續(xù)爬升裝置；或者，使所述連續(xù)爬升裝置的框架式連系梁交替下降至所述已打印建筑體的底部，并使所述連續(xù)爬升裝置脫離所述已打印建筑體，再拆除所述連續(xù)爬升裝置。
[0020]本發(fā)明的效果在于:
[0021]—、本發(fā)明的連續(xù)爬升裝置的至少兩組框架式連系梁通過附著裝置穩(wěn)定附著于已打印建筑體的外立面，框架式連系梁之間的液壓頂升機(jī)構(gòu)在動力控制系統(tǒng)的控制下進(jìn)行伸縮運(yùn)動，使得框架式連系梁能夠帶動打印裝置逐步地相對于已打印建筑體沿z軸向上移動，進(jìn)而使得上述打印裝置在自動化爬升的同時完成建筑體各橫截面層自下向上的逐層打印施工，即通過自動控制爬升裝置框架式連系梁的交替爬升來實現(xiàn)打印裝置的連續(xù)穩(wěn)定爬升，以適應(yīng)不同建筑高度的施工需求；連續(xù)爬升裝置的爬升過程無需人工敷設(shè)導(dǎo)軌段，不但減輕了施工人員的勞動強(qiáng)度，而且避免了導(dǎo)軌段的反復(fù)拆裝工作對建筑墻體的破壞，在保證施工安全可靠的同時還提高了工作效率。
[0022]二、本發(fā)明的連續(xù)爬升方法，待打印裝置在當(dāng)前橫截面層打印完成后，分別控制兩組框架式連系梁交替爬升，使得連續(xù)爬升裝置能夠相對于已打印建筑體逐步向上爬升，進(jìn)而將打印裝置頂升至上一層待打印橫截面層的打印高度，如此循環(huán)，實現(xiàn)打印裝置逐層打印并整體爬升；該爬升方法通過控制連續(xù)爬升裝置的框架式連系梁的交替爬升，使得打印裝置能夠隨著建筑物打印高度的升高而逐步頂升，從而自下向上逐層完成各橫截面層的打印，無需人工敷設(shè)導(dǎo)軌段，減輕了施工人員的勞動強(qiáng)度，在保證施工安全可靠的同時還提高了工作效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明一實施例3D打印裝置安裝于已打印建筑體上的示意圖；
[0024]圖2為圖1的俯視圖；
[0025]圖3為本發(fā)明一實施例中連續(xù)爬升裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為圖3的俯視圖；
[0027]圖5為本發(fā)明一實施例中打印裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為圖5的A-A剖面圖；
[0029]圖7為本發(fā)明一實施例的格構(gòu)式支撐框架一安裝于打印頭橫梁上的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8為圖7的A部分的局部放大圖；
[0031]圖9為圖7的