[发明专利]单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统及方法

权利要求书

1.一种单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，其特征在于，包括打印装置与电动爬升装置，所述电动爬升装置设置于已打印建筑的外立面上，所述电动爬升装置能够带动所述打印装置在竖直方向上移动；所述打印装置包括一对平行轨道横梁、至少两根相平行的打印头横梁、若干打印头杆以及若干打印头，相邻打印头横梁通过伸缩机构连接，所述打印头横梁与所述平行轨道横梁垂直，所述打印头横梁设置于所述平行轨道横梁之间且能够沿着所述平行轨道横梁移动，所述打印头杆的一端固定连接于所述打印头横梁上，所述打印头杆的另一端设置所述打印头，且所述若干打印头杆密布于整根所述打印头横梁上，从而将水平打印面内的双向移动转换为单向移动。

2.如权利要求1所述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，其特征在于，所述打印头杆能够伸缩，带动所述打印头上下移动，各所述打印头独立控制。

3.如权利要求1所述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，其特征在于，所述伸缩机构采用剪叉式结构。

4.如权利要求1所述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，其特征在于，所述轨道横梁具有一C型空腔，所述打印头横梁的两端分别与一滑块固定连接，所述滑块与所述C型空腔相匹配，所述滑块分别嵌设于对应轨道横梁的C型空腔内并能够沿着对应轨道横梁的C型空腔滑动，所述伸缩机构设置于相邻打印头横梁同侧端的滑块之间。

5.如权利要求4所述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，其特征在于，还包括打印头横梁驱动机构，所述打印头横梁驱动机构设置于所述滑块上，所述打印头横梁驱动机构包括驱动电机、传动机构以及滚轮对，所述滚轮对与所述轨道横梁的C型空腔的内壁相接触，所述驱动电机经所述传动机构带动所述滚轮对转动，使得所述滑块能够沿着所述轨道横梁移动。

6.如权利要求1所述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，其特征在于，所述电动爬升装置包括竖向导轨以及电动爬升构件，所述电动爬升构件能够沿着所述竖向导轨移动并能够固定于所述竖向导轨上，所述竖向导轨固定于已打印建筑的外立面上，所述竖向导轨包括若干导轨段，所述导轨段分别通过附墙构件固定于已打印建筑的外立面上，且相邻的导轨段首尾连接。

7.如权利要求6所述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，其特征在于，所述附墙构件的形状呈V型，所述附墙构件包括两根附墙连杆，所述两根附墙连杆的一端连接在一起并与所述导轨段螺栓连接，所述两根附墙连杆的另一端分别与所述已打印建筑的两个相邻外立面上的预埋螺栓锁紧固定。

8.一种单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、安装如权利要求1-7中任意一项所述的单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印系统，所述电动爬升装置包括竖向导轨以及电动爬升构件，所述电动爬升构件能够沿着所述竖向导轨移动,使所述竖向导轨稳定附着于所述已打印建筑的外立面，调整各打印头至待打印高度；

步骤二、使得所有打印头跟随各自打印头横梁沿着所述轨道横梁移动一次，完成与打印头横梁相应数量的建筑横截面层打印，接着，调整各个打印头的高度至下一待打印高度，使得所有打印头跟随打印头横梁沿着所述轨道横梁反向移动一次，在刚打印完的建筑横截面层上完成另一与打印头横梁相应数量的建筑横截面层的打印，如此往复，直至完成打印施工。

9.如权利要求8所述单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印方法，其特征在于，在步骤二中，通过所述打印头杆调整所述打印头的高度，当打印头的待打印高度超过打印头杆的调节范围时，加高所述竖向导轨至预定高度，所述电动爬升构件带动整个打印装置向上爬升一预定距离，以满足打印头的打印高度需求。

10.如权利要求8所述单轴多轨有限相对移动并联式建筑用3D打印方法，其特征在于，在步骤二中，各打印头横梁上的打印头的高度沿打印头横梁的前进方向逐个降低，且在每次打印前，先将各个打印头横梁通过收缩伸缩机构靠在一起，位于打印前进方向的第一根打印头横梁先移动一定距离后，位于打印前进方向的第二根打印头横梁开始移动，依此类推，直至所有打印头横梁开始移动。