一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，属于3D建筑打印机制造技术领域。本实用新型专利技术的3D打印机，其提升机构包括导轨、上固定器、下固定器、电力液压推动器和立柱，所述导轨固定于建筑墙体的相对两侧面，上固定器、下固定器及电力液压推动器的固定底座可滑动安装于导轨上，立柱的下端与上固定器、下固定器固定相连，移动支撑架固定支撑于立柱的顶部；所述电力液压推动器的活塞杆与上固定器固定相连，且上固定器、下固定器及固定底座上均设有制动器。本实用新型专利技术通过对3D打印机的结构进行优化设计，从而可实现高层建筑墙体的自提升打印，打印体系稳定性较好，能够有效保证所得建筑墙体的打印质量及打印施工安全性。

A self-elevating wall 3D printer for high-rise buildings

【技术实现步骤摘要】
一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机
本技术涉及3D建筑打印机制造
，尤其是涉及一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机。
技术介绍
3D打印作为第三次工业革命的重要标志，广泛应用于各个研究领域，并对传统社会生产造成了巨大冲击，成为改变未来的创造性技术。以3D打印为基础的3D打印混凝土技术作为一种新型技术，必将成为混凝土发展史上的重大转折点，3D打印墙体由于具有墙体质量好、施工速度快、节约工期、造价适中、整体性好等优点而得到快速发展。目前，国内高层建筑如春笋般拔地而起，俨然已成为一个城市建设的标志和象征。高层建筑特别是超高层建筑又以核心筒+外框架结构居多，常用于超高层主体建筑的爬模、滑模、提模等体系由于种种局限性已无法适应现代建筑工期紧、结构复杂多变、施工标准高等的要求。而以3D建筑打印为代表的建筑工业4.0正如火如荼，在这种现状下，一种新型的适用于3D建筑打印的塔基与模架一体智能化顶升作业系统应运而生。现有的3D建筑设备主要适用于3-6层的低层建筑，这种设备的移动龙门载重能力有限，同时高度也有限制。一般三层以上，如果没有额外的支撑或者提升装置，就无法再进行作业，即使有支撑，稳定性也非常差，存在巨大的安全隐患；另外额外的支撑或提升装置，进行工作时比较费时费力。而现有的高层3D建筑打印机，爬墙时其轨道没有足够的地方支撑，架设轨道时，需要局部地方集中有很多附着点，对墙体结构稳定性有较大的影响，拆装程序复杂繁琐，而且承重能力和提升能力都较差，柱状龙门支撑的高度有限制，且与模架分离，配合度较差；同时对于复杂平面结构，其打印范围有限。在以上现状的基础上，目前已有研究者研究通过采用自提升模块化装置来提高高层建筑3D打印的高效性和稳定性。如，中国专利申请号为201610071981.8的申请案公开了一种高层建筑3D增材建造施工方法及设备，该申请案包括液压爬升装置、驱动装置、打印装置、泵送装置及控制系统，液压爬架设置在附墙爬轨上，伸臂桁架设置在液压爬架的顶部，打印装置上的基座固定在活动挂头上，打印装置与驱动装置连接，泵送装置与打印装置连接，控制系统控制控制液压爬升装置、驱动装置、泵送装置的开启，活动挂头包括挂头本体和滚轮组件，滚轮组件滚动于伸，臂桁架上。该申请案采用模块设计，方便拆装，打印体系稳定性较好，但对高层建筑平面结构要求较高，需具备较长的轨道墙面，附墙面受力线性集中，超出范围的墙体不能打印，使用局限性较大，不能广泛推广应用；另外打印头设计简单，打印墙体容易不平整，影响整体强度和美观度。又如，中国专利申请号为201610885931.3的申请案公开了一种3D建筑打印作业平台，包括3D建筑打印机构和爬升机构，爬升机构设置于建筑内部，包括支撑柱，和交替与墙体固定连接已爬升的第二爬升腿和第一爬升腿，支撑柱与3D建筑打印机构连接，该申请案结构简单，施工效率较高，适应复杂的高层建筑，但其爬升机构与两侧内墙固定，更容易受力集中，内墙本身强度偏低，更加承受不了，同时爬升机构只有两根支撑柱来保持打印机构的稳定平衡，很容易在打印过程出现微动，影响打印墙体质量，且存在极大的安全隐患；另外爬升机构位于打印机构中间下方，会干扰Y轴横梁和升降杆的移动，且其移动中支撑柱的稳定性将受到极大的考验，存在很大的施工安全隐患。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题本技术的目的在于克服现有高层建筑墙体用3D打印机存在的以上不足，提供了一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机。本技术通过对3D打印机的结构进行优化设计，从而可实现高层建筑墙体的自提升打印，打印体系稳定性较好，能够有效保证所得建筑墙体的打印质量及打印施工安全性。2.技术方案为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：本技术的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，包括提升机构、移动支撑架和打印机构，其中移动支撑架支撑安装于提升机构的顶部，打印机构可滑动安装于移动支撑架上，上述提升机构包括导轨、上固定器、下固定器、电力液压推动器和立柱，所述导轨固定于建筑墙体的相对两侧面，上固定器、下固定器及电力液压推动器的固定底座可滑动安装于导轨上，立柱的下端与上固定器、下固定器固定相连，移动支撑架固定支撑于立柱的顶部；所述电力液压推动器的活塞杆与上固定器固定相连，且上固定器、下固定器及固定底座上均设有制动器。更进一步的，所述提升机构上设有无线控制接收器I，该无线控制接收器I与控制装置无线相连，用于控制上固定器、下固定器及固定底座上制动器的制动动作。更进一步的，所述建筑墙体相对两侧侧面均设有至少三组间隔分布的提升机构，其中相邻三组提升机构的上固定器、下固定器及固定底座均上下对称错落分布形成三角形结构。更进一步的，所述相邻立柱之间的间距为4-6米，且相邻上固定器、下固定器及固定底座之间在高度上同步错开0.5-1米。更进一步的，所述的移动支撑架包括滑轨框架和滑杆，其中滑轨框架为由两X轴滑轨和两Y轴滑轨围绕形成的矩形结构，所述的滑杆平行于Y轴滑轨，且其两端可滑动安装于两X轴滑轨上。更进一步的，所述打印机构包括打印机械臂、打印喷头、泵送机和搅拌装置，其中打印机械臂可滑动安装于滑杆上，打印喷头安装于打印机械臂底部，并通过泵送管及泵送机与搅拌装置相连。更进一步的，所述打印机械臂为由上臂和下臂组成的上下伸缩式结构，上臂通过行走装置安装于滑杆下端，打印喷头安装于下臂下端。更进一步的，所述下臂与上臂之间通过波纹连接管相连，且上臂的一侧设有折角液压固定支架，液压伸缩杆安装于折角液压固定支架上并与下臂相连；所述波纹连接管采用超高分子量聚乙烯材质。更进一步的，所述打印机械臂上设有无线控制接收器II，该无线控制接收器II与控制装置无线相连；所述打印喷头底部一侧设有抹刀，其上部另一侧设有陀螺平衡器。3.有益效果采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本技术的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，包括提升机构、移动支撑架和打印机构，通过对提升机构的结构进行优化设计，从而可实现高层建筑墙体的自提升打印，解决现有3D建筑设备主要适用于低层建筑打印的不足，且该打印体系的结构简单，稳定性较好，能够有效保证所得建筑墙体的打印质量及打印施工安全性。(2)本技术的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，所述建筑墙体相对两侧侧面均设有至少三组间隔分布的提升机构，其中相邻三组提升机构的上固定器、下固定器及固定底座均上下对称错落分布形成三角形结构，通过上述结构优化可以进一步提高提升机构的结构稳固性，有利于实现提升机构的整体平稳上移，同时还可以避免每侧面外墙受力线集中，使其受力分布呈波浪形，极大降低了外墙受力，减少对墙体强度的考验，保证墙体结构整体强度质量。(3)本技术的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，各组提升机构的上固定器之间、下固定器之间以及固定底座之间均固定相连，从而可以对上固定器、下固定器及固定底座的运动进行有效制约，保证其同步运动，进而有利于保证移动支撑架移动的平稳性及其水平性。另外，通过对相邻立柱之间的间距以及相邻上固定器、下固定器及固定底座之间的错落高度进行优化设计，从而有利于进一步保证三角结构的稳定性。(4)本技术的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，其打印本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，其特征在于：包括提升机构、移动支撑架和打印机构，其中移动支撑架支撑安装于提升机构的顶部，打印机构可滑动安装于移动支撑架上，上述提升机构包括导轨(1)、上固定器(2)、下固定器(3)、电力液压推动器(4)和立柱(6)，所述导轨(1)固定于建筑墙体的相对两侧面，上固定器(2)、下固定器(3)及电力液压推动器(4)的固定底座(5)可滑动安装于导轨(1)上，立柱(6)的下端与上固定器(2)、下固定器(3)固定相连，移动支撑架固定支撑于立柱(6)的顶部；所述电力液压推动器(4)的活塞杆与上固定器(2)固定相连，且上固定器(2)、下固定器(3)及固定底座(5)上均设有制动器。

【技术特征摘要】
1.一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，其特征在于：包括提升机构、移动支撑架和打印机构，其中移动支撑架支撑安装于提升机构的顶部，打印机构可滑动安装于移动支撑架上，上述提升机构包括导轨(1)、上固定器(2)、下固定器(3)、电力液压推动器(4)和立柱(6)，所述导轨(1)固定于建筑墙体的相对两侧面，上固定器(2)、下固定器(3)及电力液压推动器(4)的固定底座(5)可滑动安装于导轨(1)上，立柱(6)的下端与上固定器(2)、下固定器(3)固定相连，移动支撑架固定支撑于立柱(6)的顶部；所述电力液压推动器(4)的活塞杆与上固定器(2)固定相连，且上固定器(2)、下固定器(3)及固定底座(5)上均设有制动器。2.根据权利要求1所述的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，其特征在于：所述提升机构上设有无线控制接收器I(7)，该无线控制接收器I(7)与控制装置(19)无线相连，用于控制上固定器(2)、下固定器(3)及固定底座(5)上制动器的制动动作。3.根据权利要求1所述的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，其特征在于：所述建筑墙体相对两侧侧面均设有至少三组间隔分布的提升机构，其中相邻三组提升机构的上固定器(2)、下固定器(3)及固定底座(5)均上下对称错落分布形成三角形结构。4.根据权利要求3所述的一种高层建筑可自提升的墙体3D打印机，其特征在于：所述相邻立柱(6)之间的间距为4-6米，且相邻上固定器(2)、下固定器(3)及固定底座(5)之间在高度上同步错开0.5-1米。5.根据权利要求1-4中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱元弟，金仁才，雷团结，正清，胡义，王慧，王孝平，
申请(专利权)人：马鞍山十七冶工程科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34